汽輪發電機的電暈預防措施

劉博?王威彪

摘要：本文筆者首先從汽輪發電機電暈部位及其危險程度進行分析，又分別從設計、制造、運行與檢修等方面入手提出有效的電暈預防措施，以期為廣大同行做有益的參考借鑒。

關鍵詞：汽輪發電機；電暈；預防措施

前言：

我們都知道在高電場的作用下汽輪發電機產生電暈放電是在所難免的，所以，進一步提高汽輪發電機的整體絕緣性能，確保其在規定的壽命期內能夠正常的運行工作，就必須要清楚的掌握汽輪機發電機電暈放電的部位及其危害程度，從結構設計、制造裝配、運行檢修等諸多方面入手采取有效的預防措施，從而確保汽輪放電機的安全長效運行。

1.汽輪發電機常發生電暈的部位及其危害程度

汽輪發電機常常發生電暈的部位，主要分布在槽部主絕緣和槽壁之間的空隙中、線圈的出槽口處、定子繞組靠近鐵心通風溝處和繞組端部相鄰線圈的空隙處。而如若我們從電場的實際分布來看，就能夠發現汽輪發電機的定子端處在極為不均勻的電場之中，尤其是在線棒的出槽口是電力線最為密集的地方，所以絕緣表面的壓降也是最大的，起始的電暈電壓也就相對來講較低。通常來講槽部電暈放電與端部電暈放電，對線棒絕緣所產生的影響是不盡相同的。

2.汽輪發電機的電暈預防措施

2.1從汽輪發電機的設計入手采取有效的電暈預防措施

為了能夠進一步提高汽輪發電機定子線棒的起暈電壓，作為汽輪發電機的制造廠家，在線棒的防暈設計上應該采取以下幾種預防措施：

第一，對于電壓等級為20kV的國產汽輪發電機定子線棒，可采取刷防暈漆或者是繞包防暈帶的方法，提高防暈效果。同時，為了能夠進一步改善定子端部的電場分布，在發電機定子端部可使用SiC材料，現如今這種防暈技術的應用已經取得了十分明顯的成效，值得加以廣泛推廣。此外，由于刷有防暈漆的定子線棒在搬運和裝配時容易造成表面損壞，同時考慮到防暈漆有毒溶液的揮發和生產工作量的增加，制造廠在后續的定子線棒改為防暈帶一次成型結構。

第二，對于電壓等級在26kV或27kV的汽輪發電機定子線棒，在設計過程中必須要采用有效的防暈結構，從而避免發生電暈放電而對定子繞組造成破壞。筆者以THDF125/67型1000MW汽輪發電機的設計為例進行闡述。應該將定子端部線圈的漸伸線部分設計為變節距，從而將不同線棒之間的放電距離進行拉大。在端部線圈應采取不間斷的弧狀瓦形壓板，從而盡可能的阻斷了上下層線棒之間沿面發生放電的可能性。應采取整體澆筑工藝于端部線圈的上下層線棒之上，并利用絕緣介質將同層線棒之間的間隙填滿，以此降低線棒間氣隙發生放電的可能性。

第三，在線棒的導線構成以及設計的過程中，要盡可能的減少電場集中問題的出現。

2.2從汽輪發電機制造入手采取有效的電暈預防措施

因為汽輪發電機的制造工藝存在缺陷，而造成的電暈事故是十分常見的。所以，要想對電暈實施有效的預防，就必須要在汽輪放電機的整個制造過程中，采取規范的、必要的電暈預防措施。

第一，當制成定子線棒以后，應該嚴格按照相應的規范要求對定子線棒進行運輸與存放。在定子線棒的運輸過程中要格外注意線棒絕緣的完整性。

第二，在發電機定子線圈裝配過程中，應特別注意定子端部絕緣工藝，盡量避免出現毛刺和小間隙等。

第三，在定子線棒下線過程中，盡量減小線棒與槽壁之間的間隙，通常不宜超過0.3mm。

第四，將定子鐵心槽部線棒的固定方式進行改進，可在槽內填塞黃巖半導體墊片，也可以在線棒與槽壁之間的間隙內填塞環氧半導體彈性波紋板墊片。

第五，完成定子嵌線工序以后，應該對端部進行仔細檢查，如若出現絕緣漆以及膠流淌形成的漆瘤要及時進行處理，以此避免汽輪發電機在實際的運行過程中發生漆瘤尖端閃絡放電問題。

第六，在定子線棒的下線過程中，最好是進行兩次電暈檢查工作，即完成下層的線棒嵌線工作以后要進行電暈試驗，而在完成上、下層線棒的嵌線工作以后還要進行電暈試驗。

2.3從汽輪機發電機運行與檢修入手采取有效的電暈預防措施

在實際的運行過程中汽輪發電機因為鐵心松動、槽楔松動、端部振動過大等問題都會進一步破壞線棒的防暈層，從而發生電暈問題。因此，為了有效預防電暈放電問題，在汽輪發電機的運行過程中就應該做好上述問題的檢驗工作，避免上述問題的發生，筆者建議可使用放電檢測儀器，對汽輪發電機機膛內部的放電情況進行實施檢測，從而及時發現電暈放電問題，避免電暈事故的進一步擴大。而為了及時發現發電機定子線棒防暈層的缺陷，運行中出現檢溫元件電位升高、槽楔松動或防暈層損壞時，需做定子槽部線圈防暈層對地電位測量試驗，電位不應大于10V。在有條件時采用超聲法對槽部放電進行檢測，即抽出轉子，定子繞組施加額定交流相電壓，用超聲波接收儀在定子膛內沿各槽移動探測，記錄有放電聲的部位。

目前對于汽輪發電機定子端部，主要采取的是目測法以及紫外線呈像法。這是因為利用利用紫外線呈像儀能夠準確的檢測出電暈放電時所產生的波長，也就能夠對電暈放電問題，做出最為明確的判斷。而目測法則是采用具有遮擋亮光功能且嚴密性較好的帆布，在定子繞組施加交流電壓時，觀察其端部的亮點，記下亮點所在位置，從而方便試驗后的修復工作。

結束語：

綜上所述，本文筆者結合個人對汽輪發電機電暈放電的研究經驗，進一步剖析了容易產生電暈放電的部位，以及所造成的危害，并提出了具體的解決措施，是希望能夠通過本文筆者的粗淺闡述，為廣大同行在今后的實踐工作上提供有益的參考借鑒，同時進一步提高汽輪機發電機的電暈預防水平，確保汽輪發電機的安全穩定運行。

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作者簡介：劉博（1982.03）男，工程師，本科，研究方向：發電設備產品設計及工藝研究。endprint