申良1 吴敏1 叶爽1 王俏1
（湖南黑麋峰抽水蓄能有限公司 湖南长沙 410014）
摘要：某电站在机组定检过程中，发现机组1号磁极上端部左侧线圈长短边对焊处有轻微碳化痕迹，测量1号磁极直流电阻为6.753mΩ（试验环境温度为22℃）。经进一步检查及试验，发现1号磁极线圈第17匝长短边对焊部位的一处焊口放电，磁极存在匝间短路。磁极返厂修复后的试验正常。
关键词：磁极；磁极线圈；匝间短路；放电
一、故障现象
2018年，在机组定检过程中，发现机组1号磁极上端部左侧线圈长短边对焊处有轻微碳化痕迹（如图1所示），测量1号磁极直流电阻为6.753mΩ（试验环境温度为22℃）。随后立即将1号磁极进一步检查及试验，发现1号磁极线圈第17匝长短边对焊部位的一处焊口放电，磁极存在匝间短路。
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图1 机组1号磁极线圈碳化痕迹
二、返厂检查及原因分析
（一）返厂试验检查
1号磁极线圈返回家试验发现第17匝线圈长短边焊接处有裂口，见图2。对1号磁极进行绝缘电阻测试（绝缘电阻为100000Ω）。用匝间耐压测试仪逐步加压至3000V时，缺陷处出现电火花（图3），电压升至4000V放电加剧。
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图2 第17匝线圈长短边焊接处 图3 线圈焊接处放电
第17匝线圈的绝缘纸碳化后变黑变脆，初步判断为1号磁极线圈焊接部位“局部”开焊造成开焊处电阻过大，通流发热后损伤了磁极匝间绝缘，最终导致匝间短路。
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图4 第17匝线圈长短边开焊处 图5 磁极铁心角部“硬点”突出物
随后对1号磁极线圈解体，发现1号磁极线圈的固定材料主要为Nomex绝缘纸、玻璃布板、浸胶毛毡、浸胶玻璃纤维绳。磁极铁心外 Nomex绝缘纸上没有粘一圈用于加强磁极线圈与铁心间绝缘的极身环氧板（1mm厚），如图6所示。
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图6 极身环氧板
（二）匝间短路原因分析
（1）焊接工艺：1号磁极第17匝长短边铜排焊接口开焊原因可能是焊接口未焊满，且焊后检查不到位。
（2）装配工艺：磁极线圈套装铁心时，不排除工艺控制不当，局部受力不均，造成1号磁极线圈焊接口受损。机组长期运行后，1号磁极受损焊接口在受热、受力作用下，可能出现微小裂纹，最终导致匝间短路放电。
三、处理过程
（一）1号磁极匝间处理
将1号磁极开匝处上方线圈适当打开（距离焊口至少500mm），然后将焊口清理干净，重新放入银焊片加热，银焊片完全融化后焊口应饱满，（如图7所示）。线圈焊接后应进行清理，然后再使用EP139粘接打开的线圈，并将刷胶的Nomex纸放入匝间，随后用卡兰将铜排夹紧室温固化24小时，确保线圈匝间没有缝隙，如图8所示。
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图7 焊口重新进行焊接 图8 对线圈进行固化
（二）磁极绝缘处理
全部磁极返厂后，先对每个磁极进行卫生清扫、绝缘电阻试验及匝间短路耐压试验等；试验合格后再对磁极进行脱极清理；然后对铁芯重新包裹Nomex绝缘纸，并在铁芯与线圈之间增加1mm厚的极身环氧板，最后放入U型包裹绝缘板的羊毛毡后用Ф20涤纶玻璃丝绳进行封绳，用来固定线圈与铁芯。
（三）磁极引线改造
为避免机组磁极再次磁极引线头烧断、线圈匝间短路等情况，并按反事故措施的要求（磁极连接线铜排直角平弯时，弯曲半径应不小于 2d，d为铜排厚度）对磁极引出线和极间连接线进行优化设计。先对磁极线圈的首末匝引出线（折弯伸出）进行切割，更换新的线圈引线头（不折弯伸出）后再进行银焊，然后重新放入Nomex绝缘纸以及刷胶固化。同时，将磁极间U型的Ω连接方式改为U型的柔性连接线（铜排厚度6mm，折弯半径≥R15mm），适应其出现的相对位移，避免相互拉扯造成磁极线圈开匝现象。极间U型的柔性连接线与磁极线圈采用螺栓把合固定。
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图9 改造后的磁极引线
（四）磁极修复后出厂试验
磁极修复后立即进行直流电阻、交流阻抗、交流耐压、匝间耐压试验及绝缘电阻试验。试验合格后再对磁极进行装配准备出厂。
四、防范措施
结合机组定检，加强对发电机磁极引线及线圈进行检查，重点检查磁极引线及极间连接线弯角处等受力部位；利用测温片监测引线弯角温度；加强事故备品备件管理，对影响机组备用的事故备品备件按定额储备到位。指派专业人员进行磁极返厂全过程监造，确保施工工艺可靠。
五、结语
通过此次故障处置及磁极引线改造，为抽水蓄能电站同类型设备维护和磁极引线优化设计工作积累了宝贵经验。
参考文献：
[1] 王学善.汽轮发电机转子引线事放的经验教训[J].电工文摘，2012（3）.
[2] 朱跃亮.水轮发电机励藏回路接地故障分析与处理田[J].浙江电力，2011（5）.
论文作者:申良1,吴敏1,叶爽1,王俏1
论文发表刊物:《云南电业》2019年8期
论文发表时间:2020/1/3
标签：磁极论文; 线圈论文; 引线论文; 机组论文; 电阻论文; 长短论文; 连接线论文; 《云南电业》2019年8期论文;