发电机部分
2017-10-20 50页 doc 391KB 58阅读
is_083599
暂无简介
举报
发电机部分发电机部分
1(什么是“同步”发电机?同步转速是如何确定的?
答:发电机是发电厂的心脏设备，发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机(水力)和汽轮发电机(蒸汽)。本书所涉及的内容均是指同步发电机(限于立式水轮发电机)。
发电机在正常运行时，在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场，这个磁场由两个磁场合成:转子磁场和定子磁场。所谓“同步”发电机，就是指发电机转子磁场的转速(原动机产生)与定子磁场的转速(电力系统频率决定)相等。
转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组(磁极)产生，转子磁场的转速也就是转子的转速，也即整个机组...
发电机部分
1(什么是“同步”发电机?同步转速是如何确定的?
答:发电机是发电厂的心脏设备，发电机按其驱动的动力大致可分为水轮发电机(水力)和汽轮发电机(蒸汽)。本书所涉及的内容均是指同步发电机(限于立式水轮发电机)。
发电机在正常运行时，在发电机定转子气隙间有一个旋转的合成磁场，这个磁场由两个磁场合成:转子磁场和定子磁场。所谓“同步”发电机，就是指发电机转子磁场的转速(原动机产生)与定子磁场的转速(电力系统频率决定)相等。
转子磁场由旋转的通有直流电的转子绕组(磁极)产生，转子磁场的转速也就是转子的转速，也即整个机组的转速。转子由原动机驱动，转速由机组调速器进行调节，这个转速在发电机的铭牌上都有明确标示。定子旋转磁场由通过三相对称电流的定子三相绕组(按120?对称布置)产生，其转速由式确定(式中:p为转子磁极对数;f为电力系统频率;n为机组转速)。从式中可见，对某一具体的发电机，其磁极对数是固定不变的，而我国电力系统的频率也是固定的，即50Hz(也称工频)，可见每一具体的发电机的定子旋转磁场的转速在发电机制造完成后就是“定值”。当然，电力系统的频率并不能真正稳定在50Hz的理 论值，而是允许在这个值的上下有微小的波动，也即定子磁场在运行中实际是在额定转速值的周围动态变化的。转子磁场为了与定子磁场同步也要适应这个变化，也即机组的转速作动态的调整。如果转速不能与定子磁场保持一致，则我们说该发电机“失步”了。
2(什么是发电机的飞轮力矩。?它在电气上有什么意义?
答:发电机飞轮力矩，是发电机转动部分的重量与其惯性直径平方的乘积。看起来它是一个与电气参数无关的量，其实不然，它对电力系统的暂态过程和动态稳定影响很大。它直接影响到在各种工况下突然甩负荷时机组的速率上升及输水系统的压力上升，它首先应满足输水系统调节保证计算的要求。当电力系统发生故障，机组负荷突变时，因调速机构的时滞，使机组转速升高，为限制转速，机组需一定量的，越大，机组转速变化率越小，电力系统的稳定性就越好。
与机组造价密切相关，越大，机组重量越大、制造成本越大。
3(什么是发电机的短路比Kc?Kc与发电机结构有什么关系?
答:短路比Kc，是表征发电机静态稳定度的一个重要参数。Kc原来的意义是对应于空载额定电压的励磁电流下三相稳态短路时的短路电流与额定电流之比，即Kc=Iko/IN。由于短路特性是一条直线，故Kc可表达为发电机空载额定电压时的励磁电流Ifo与三相稳态短路电流为额定值时的励磁电流Ifk之比，表达式为:Kc=Ifo,Ifk?1,Xd。Xd是发电机运行中三相突然短路稳定时所表现出的电抗，即发电机直轴同步电抗(不饱和值)。
如忽略磁饱和的影响，则短路比与直轴同步电抗Xd互为倒数。短路比小，说明同步电抗大，相应短路时短路电流小，但是运行中负载变化时发电机的电压变化较大且并联运行时发电机的稳定度较差，即发电机的过载能力小、电压变化率大，影响电力系统的静态稳定和充电容量。短路比大，则发电机过载能力大，负载电流引起的端电压变化较小，可提高发电机在系统运行中的静态稳定性。但Kc大使发电机励磁电流增大，转子用铜量增大，使制造成本增加。短路比主要根据电厂输电距离、负荷变化情况等因数提出，一般水轮发电机的K，取0(9,1(3。 结构上，短路比近似的等于
1
可见，要使Kc增大，须减小A，即增大机组尺寸;或加大气隙，须增加转子绕组安匝数。
4(什么是发电机的直轴瞬变电抗凰Xd′?与发电机结构有什么
关系?
答:Xd′是代表发电机运行中三相突然短路初始时间(阻尼绕组的电流衰减后)的过渡电抗。直轴瞬变电抗是发电机额定转速运行时，定子绕组直轴总磁链产生的电压中的交流基波分量在突变时的初始值与同时变化的直轴交流基波电流之比。它也是发电机和整个电力系统的重要参数，对发电机的动态稳定极限及突然加负荷时的瞬态电压变化率有很大影响。Xd′越小，动态稳定极限越大、瞬态电压变化率越小;但Xd′越小，定子铁芯要增大，从而使发电机体积增大、成本增加。Xd′的值主要由定子绕组和励磁绕组的漏抗值决定。
结构上，Xd′与电负荷A、极距τ有如下关系:
k为比例系数。可见，要降低Xd′，必须减小A或加大τ，都将使发电机尺寸增大。
5(什么是发电机的直轴超瞬变电抗Xd″?与发电机结构有什么关系? Xd″的大小对系统有什么影响?
答:Xd″是代表发电机运行中三相突然短路最初一瞬问的过渡电抗。发电机突然短路时，转子励磁绕组和阻尼绕组为保持磁链不变，感应出对电枢反应磁通起去磁作用的电流，将电枢反应磁通挤到励磁绕组和阻尼绕组的漏磁通的路径上，这个路径的磁阻很大即磁导很小，故其相对应的直轴电抗也很小，这个等效电抗称为直轴超瞬变电抗Xd″，也即有阻尼绕组的发电机突然短路时，定子电流的周期分量由Xd″来限制。
结构上，Xd″主要由发电机定子绕组和阻尼绕组的漏抗值决定。
对于无阻尼绕组的发电机，则Xd″= Xd′。
由于Xd″的大小影响电力系统突然短路时短路电流的大小，故Xd″值的大小也影响到系统中高压输变电设备特别是高压断路器的选择，如动稳定电流等参数。从电气设备选择来说，希望Xd″大些，这样短路电流小一些。
6(阻尼绕组的作用是什么?
答:水轮发电机转子有交、直轴阻尼绕组。阻尼绕组在结构上相当于在转子励磁绕组外叠加的一个短路鼠笼环，其作用也相当于一个随转子同步转动的“鼠笼异步电机”，对发电机的动态稳定起调节作用。发电机正常运行时，由于定转子磁场是同步旋转的，因此阻尼绕组没有切割磁通因而也没有感应电流。当发电机出现扰动使转子转速低于定子磁场的转速时，阻尼绕组切割定子磁通产生感应电流，感应电流在阻尼绕组上产生的力矩使转子加速，二者转速差距越大，则此力矩越大，加速效应越强。反之，当转子转速高于定子磁场转速时，此力矩方向相反，是使转子减速的。因此，阻尼绕组对发电机运行的动态稳定有良好的 调节作用。
7(3 Y接线是什么含义?发电机为何多采用星形接线?
答:在发电机铭牌或图纸中，我们常见到发电机定子绕组的接线方式表示为Y、3 Y、5
2
Y等。这表示发电机是按星形方式接线。3 Y表示发电机定子绕组是3路星形并联，也可以理解为3个星形接线的发电机并联在一起。
由于发电机的磁通内有较强的3次谐波，如果发电机接成?线，则3次谐波会在?内形成回路，造成附加的损耗和发热。此，发电机定子绕组一般接成Y形，使3次谐波不能形成回路。
8(什么是励磁绕组?什么是电枢绕组?
答:在电机的定、转子绕组中，将空载时产生气隙磁场的绕称为励磁绕组(或激磁绕组);将另一产生功率转换(吸收或出有功功率)的绕组称为电枢绕组。可见，水轮发电机的励磁组就是转子绕组，而定子绕组则是电枢绕组。异步电动机的励绕组是定子绕组，而基本处于短路状态下的转子绕组则是电枢组。
9(什么是叠绕组?有何特点?什么是波绕组?有何特点?
答:叠绕组是任何两个相邻的线圈都是后一个线圈叠在前一线圈的上面。在制造上，这种绕组的一个线圈多为一次制造成，这种形式的线圈也称为框式绕组。这种绕组的优点是短矩时 节省端部用铜，也便于得到较多的并联支路。其缺点是端部的接线较长，在多极的大电机中这些连接线较多，不便布置且用量也很大，故多用于中小型电机。波绕组是任何两个串联线圈沿绕制方向象波浪似的前进。在造上，这种绕组的一个线圈多由两根条式线棒组合而成，故也为棒形绕组。其优点是线圈组之间的连接线少，故多用于大型轮发电机。在现场，波绕组的元件直接称呼为“线棒”。本书述中，多以“线棒”代替“线圈”。
10(什么是每极每相槽数g?什么是整数槽绕组?什么是分槽绕组?
答:对某一具体的发电机，发电机定子的槽数和转子的磁极数都已确定。其中有一个重要的概念是每极每相槽数q。发电绕组由A、B、C三相组成，则每一相在定子中所占的槽数是 等的，各1,3;对应于转子的每个磁极，各相在每个磁极下对应所占的定子槽数也是相等的。每极每相槽数q，即在每个磁极下，每一相应该占有的槽数。
式中Z——定子总槽数;
2p——磁极个数;
m——相数。
由公式可见，q值很容易求得。当q为整数时，则称绕组为整数槽绕组;q为分数时，则称绕组为分数槽绕组。如q=3，则表示一个磁极下，A、B、C三相在定子槽中各占有三槽。如
表示一个磁极下，A、B、c三相在定子槽中各占有槽，也即分数槽。可是，一个定子槽是不可能劈开为分数的。也即11,4，这就表示，每4个磁极下，A、B、c三相在定子槽中各占有1l槽，各相磁极下对应的总的槽数还是相等。
11(什么是分数槽绕组的循环数(或轮换数)?它是如何组成和确定的? ’
答:在发电机定子绕组图纸的参数中，我们可以看到绕组循环数或轮换数，如某发电机定子为792槽，每极每相槽数其绕组循环数为3233，这个数就是分数槽绕组的轮换数，它与每极每相槽数是密切相关的，它表示定子三相绕组的排列中各相对应布置 的定子槽数。
上述的3233，其4位数字相加:3+2+3+3=11;ll为定子槽数，“位数”4表示4个磁极，显然两数分别为每极每相槽数q=11,4的分子和分母。它表示定子的所有槽数排列顺序为:
3
按A相3槽、B相2槽、C相3槽、A相3槽(注意已排了一轮)、B相3槽、C相2槽、A相3槽、B相3槽(注意已排了两轮)„„，如此一直将所有的定子槽数排完(见图2—1)。即按3233的顺序将定子的全部槽数均分为三等分，如该发电机共有792槽，则以3233这个顺序数排72轮(72×1l=792)，就将全部定子槽数排完了，每相占有264槽(参见本部分13题)。同为11,4，循环数当然也可排为2333或3332。之所以选3233，是根据各种排列在方块图上排列显示后，以其连线最省的原则确定的。也即绕组线棒之间的连接方式，以选用端部接头最少的波绕方式为佳，绕组端部接线的设计应使极问连接线的数量最少。
为节省篇幅，只标出一个支路的连接，中间部分槽省略。
12(什么是波绕组的合成节矩?合成节矩中的数值各代表什么意义?
答:合成节矩是用来表征波绕组连接规律的参数。它表明波绕组将各个线圈串接成完整绕组沿绕制方向前进的槽数，为相邻两线圈的对应边相隔的槽数。如在发电机定子绕组图纸上，我们看到绕组参数栏内标有类似1-7—14这样的参数，这个参数就是绕组的合成节矩。
合成节矩Y=y1+y2;其中节矩y1，表明一个定子线圈的一根线棒在N极下而另一根线棒处在s极下，两端相隔的定子槽数，1-7表示这个线圈一端在第1槽而另一端在第7槽，y1= 6:节矩y2，表示该线圈从第7槽出来后下一个相连的线圈槽号是第14槽，y2=7，则合成节矩Y=13。
14(分数槽绕组有何优缺点?
答:大型水轮发电机多采用分数槽绕组，其优点有:?能削弱磁极磁场非正弦分布所产生的高次谐波电势;?能有效地削弱齿谐波电势的幅值，改善电动势的波形;?减小了因气隙磁导变化引起的每极磁通的脉振幅值，减少了磁极表面的脉振损耗。
其缺点是分数槽绕组的磁动势存在奇数次和偶数次谐波，在某些情况下它们和主极磁场相互作用可能产生一些干扰力，当某些干扰力的频率和定子机座固有振动频率重合时，将引起共振，导致定子铁芯振动。因此，分数槽q值选择不当也可能带来很多隐患，这在实际发电机的运行中是有例子的。
15(什么是齿谐波电势?削弱齿谐波电势有哪些方法?
答:在发电机绕组电势的中，首先是假定定子绕组的铁芯表面是平滑的，但实际上由于铁芯槽的存在，铁芯内圆表面是起伏的，对磁极来说，气隙的磁阻实际上是变化的。磁极对着齿部分，则磁阻小，对着铁芯线槽口部分的气隙磁阻就大，随着磁极的转动，就会由于气隙磁阻的变化在定子绕组中感应电势。这种由于齿槽效应在绕组中感生的电势就称为齿谐波电势。
削弱齿谐波电势的方法有:
(1)采用斜槽，即定子或转子槽与轴线不平行。把定子槽做成不垂直的斜槽或将磁极做成斜极，当然这在大型发电机中是无法做到的。在小型电机如异步鼠笼电动机中，转子绕组采用的就是斜槽。在一些中小型发电机中也采用了定子斜槽的方式，一般斜度等于一个定子槽距。
(2)采用磁性槽楔，即改善磁阻的大小。但目前没有成熟技术，也只限于中、小型电动机上应用。
(3)加大定、转子气隙也能有效地削弱齿谐波，但会使功率因数变坏，故一般也不采用。
(4)采用分数槽绕组。这是目前大型水轮发电机广泛采用的方法。
16(发电机运行中的损耗主要有哪些?
答:发电机的损耗大致可分为五大类，即定子铜损、铁损、励磁损耗、电气附加损耗、机械损耗。发电机运行中，所有的损耗几乎都以发热的形式表现出来。
(1)定子铜损即定子电流流过定子绕组所产生的所有损耗。
(2)铁损即发电机磁通在铁芯内产生的损耗，主要是主磁通在定子铁芯内产生的磁滞损
4
耗和涡流损耗，还包括附加损耗。
(3)励磁损耗即转子回路所产生的损耗，主要是励磁电流在励磁回路中产生的铜损。
(4)电气附加损耗则比较复杂，主要有端部漏磁通在其附近铁质构件中产生的损耗、各种谐波磁通产生的损耗、齿谐波和高次谐波在转子表层产生的铁损等。
(5)机械损耗主要包括通风损耗、轴承摩擦损耗等。
17(发电机突然短路有哪些危害?
答:(1)发电机突然短路时，发电机绕组端部将受到很大的电动力冲击作用，可能使线圈端部产生变形甚至损伤绝缘。
(2)定、转子绕组出现过电压，对发电机绝缘产生不利影响。定子绕组中产生强大的冲击电流，与过电压的综合作用，可能导致绝缘薄弱环节的击穿。
(3)发电机可能产生剧烈振动，对某些结构部件产生强大的破坏性的机械应力。
18(什么是绝缘的局部放电?发电机内的局放有哪几种主要形式?
答:在电场的作用下，绝缘系统中绝缘体局部区域的电场强度达到击穿场强，在部分区域发生放电，这种现象称为局部放电(Partial Discharge)。局部放电只发生在绝缘局部，而没有贯穿整个绝缘。
发电机中的局部放电主要有绕组主绝缘内部放电、端部电晕放电及槽放电(含槽部电晕)三种。此外，发电机中还有一种危害性放电，是由定子线圈股线或接头断裂引起的电弧放电，这种放电的机理与局部放电不同。
19(发电机主绝缘内的局部放电产生的原因是什么?有什么危害?
答:大型发电机定子线棒在生产过程中，由于工艺上的原因，在绝缘层问或绝缘层与股线之间可能存在气隙或杂质;运行过程中在电、热和机械力的联合作用下，也会直接或间接地导致绝缘劣化，使得绝缘层间等产生新的气隙。由于气隙和固体绝缘的介电系数不同，这种由气隙(杂质)和绝缘组成的夹层介质的电场分布是不均匀的。在电场的作用下，当工作电压达到气隙的起始放电电压时，便产生局部放电。局部放电起始电压与绝缘材料的介电常数和气隙的厚度密切相关。
气隙内气体的局部放电属于流注状高气压辉光放电，大量的高能带电粒子(电子和离子)高速碰撞主绝缘，从而破坏绝缘的分子结构。在主绝缘发生局部放电的气隙内，局部温度可达到1000?，使绝缘内的胶粘剂和股线绝缘劣化，造成股线松散、股问短路，使主绝缘局部过热而热裂解，最终损伤主绝缘。
局部放电的进一步发展是使绝缘内部产生树枝状放电，引起主绝缘进一步劣化，最终形成放电通道而使绝缘破坏。
20(什么是电晕?电晕对发电机有什么危害?
答:发电机内的电晕(Corona)，是发电机定子高压绕组绝缘表面某些部位由于电场分布不均匀，局部场强过强，导致附近空气电离，而引起的辉光放电。可见，电晕是发电机局部放电的一种。它产生在绝缘的表面，它与我们所熟悉的一般户外高压电场下的导体附近的电晕是有所不同的。
与其他形式的局部放电相比，电晕本身的放电强度并不是很高，但电晕的存在大大的降低了绝缘材料的性能。表面电晕使绝缘表面局部温度升高，电晕的热效应及其产生的03和N2的化合物(03极易分解与空气中的氮N2及水分化合生成酸)也会损坏局部绝缘，对黄绝缘来说是将绝缘层变成白色粉末，其程度的深浅与电晕作用时间有关，材料表面损坏后，放电集中于凹坑并向绝缘材料内部发展，严重时发展为树枝放电直到击穿。此外，电晕还使其周围产生带电离子，各种不利因数的叠加，一旦定子绕组出现过电压，则就有造成线棒短路或击穿的可能。黄绝缘的击穿场强随温度的升高而略有下降，当温度超过180?时，其击穿 场强将急剧下降。
5
21(发电机内哪些部位易产生电晕?
答:发电机一般在机内可能产生外部电晕的部位有:?线棒出槽口处。绕组出槽口处属典型的套管型结构，槽口电场非常集中，是最易产生电晕的地方。?铁芯段通风沟处。通风槽钢处属尖锐边缘，易造成电场局部不均匀。?线棒表面与铁芯槽内接触不良处或有气隙处。?端箍包扎处。?端部异相线棒间。绕组端部电场分布复杂，特别是线圈与端箍、绑绳、垫块的接触部位和边缘，由于工艺的原因往往很难完全消除气隙，在这些气隙中也容易产生电晕。
22(发电机电晕与哪些因素有关系?
答:(1)与海拔高度有关。海拔越高，空气越稀薄，则起晕放电电压越低。
(2)与湿度有关。湿度增加，表面电阻率降低，起晕电压下降。
(3)端部高阻防晕层与温度有关。如常温下高阻防晕层阻值高，则温度升高其起晕电压也提高。常温下如高阻防晕层阻值偏低，起晕电压随温度升高而下降。
(4)槽部电晕与槽壁间隙有关。线棒与铁芯线槽壁间的间隙会使槽部防晕层和铁芯间产生电火花放电。环氧粉云母绝缘最易产生局部放电的危险间隙在是O(2,0(3mm左右。目前我国高压大电机采用的环氧粉云母绝缘的线膨胀系数很小，在正常运行条件下，环氧粉云母绝缘的线棒的膨胀量不能填充线棒和铁芯间的间隙。这是与黑绝缘区别比较大的地方。
(5)与线棒所处部位的电位和电场分布有关。越高越易起晕，电场分布越不均匀越易起晕。
23(什么是电腐蚀?什么是内腐蚀和外腐蚀? 防止电腐蚀的措施有哪些?
答:电腐蚀是发生在发电机槽部定子线棒防晕层表面和定子槽壁之间因失去电接触而产生的容性放电，从而引起线棒表面的腐蚀和损伤。这种容性放电的放电能量比纯电晕放电要大得多，严重时发展为火花放电。火花放电温度可高达摄氏几百度至上千度。同样，放电使空气电离产生的臭氧与空气中的氮、水分产生化学作用，对线棒表面和铁芯产生腐蚀。电腐蚀轻者，使线棒防晕层及主绝缘表面变白并有不同程度的蚕食;严重者防晕层损坏，主绝缘外露或出现麻点，引起线棒表面防晕层乃至主绝缘、垫条的烧损。这种引起线棒防晕层、主绝缘、垫条等损伤的情况统称为“电腐蚀”。
根据电腐蚀产生的部位分外腐蚀和内腐蚀。外腐蚀指发生在防晕层和定子槽壁之间的电腐蚀;内腐蚀是指发生在防晕层和主绝缘之间的电腐蚀。内腐蚀的原因是由于线棒的表面防晕层与线棒主绝缘之间粘接接触不好，存在微小空气气隙的缘故，如主绝缘表面不平整，半导体漆没有浸透或半导体漆本身的问题等。随着发电机制造技术的发展，“内腐蚀”基本上已成为了一个历史名词。
防止电腐蚀的措施有:?定子槽内在下线前喷低阻半导体漆。?选择合适的低阻半导体垫条，打紧槽楔，保证线棒直线部分表面防晕层的完好，使线棒表面防晕层与垫条或铁芯壁有良好的接触。?改进线棒槽内固定方式。?改进制造工艺水平，如线棒的尺寸和平直度、铁芯的制造和叠片公差等。良好的线棒制造工艺和整机制造水平是减少电腐蚀发生的有力保证。
目前我国在线棒防晕和防止电腐蚀方面有了长足的进步，如主绝缘和防晕层同时热压成型、半导体适型毡工艺、线棒采用半导体槽衬槽内固定等。
24(永磁发电机有什么作用?一般采用什么类型的永磁机?
答:永磁发电机位于发电机组的机头部分，与发电机组同轴同步旋转。其作用主要是为水轮机的调速系统采集机组频率提供信号电源(除此信号电源外，一般机组调速系统还通过发电机出口的电压互感器取得信号)和给机组转速继电器供电。
永磁机以往多采用三相凸极式，即以永久磁钢作磁极旋转，体积很大。现广泛采用的单相感应子式永磁机，体积很小。近来，也有的电厂以安装在大轴上的齿盘测速装置来代替永
6
磁机。新建电厂的机组则有取消永磁机的趋势。 。
25(感应子式永磁机转子没有线圈也没有极性，为什么永磁机也能发出交流电?它是如何反映机组转速的?
答:凡能变更线圈所耦合的磁通，都能使线圈产生感应电势，不一定要有旋转的线圈或磁极。感应子式永磁发电机就是基于转子表面齿槽的存在而使定转子间的气隙磁导发生周期性地变化而感应出交流电的。永磁机转子上没有绕组，只有带齿槽的铁芯，依靠齿槽的存在使定转子气隙磁导发生周期性的变化，而定子绕组感应发电，所以转子也称为感应子。单相感应子式发电机的电压波形与转子齿槽形状密切相关，因此只能是近似的正弦波。永磁机的气隙磁通的利用率很低，只有其交变分量用来感应电势，而交变分量一般只占气隙磁通的35,左右。
永磁机定子内部内置的永久磁钢为定、转子提供了恒定磁场，感应子转动过程中，当齿部对着定子表面时，空气隙小而磁通大，当凹部对着定子表面时，空气隙大而磁通小，这样磁通的交替变化，气隙中就产生了一个交变分量，交变分量的一个周期相当于一个转子齿距，这交变分量就在定子绕组内感应出交流电势。也即转子的一个齿相当于凸极发电机的一对极，其产生的频 率为:，式中:Z2为转子齿数，n为机组转速。由式中可见，只要Z2选择得与机组发电机的磁机对数(P)相等，则永磁机的频率严格反应发电机组的转速变化。这就是为什么从永磁机中提取频率信号的原因。
26(什么是发电机的轴电压和轴电流?轴电压产生的原因是什么?它对发电机的运行有何危害?
答:发电机在转动过程中，只要有不平衡的磁通交链在转轴上，那么在发电机的转轴的两端就会产生感应电势。这个感应电势就称为轴电压。当轴电压达到一定值时，通过轴承及其底座等形成闭合回路产生电流，这个电流称为轴电流。为了消除轴电压经过轴承、机座与基础等处形成的电流回路，防止轴电流烧坏瓦面，所以要将轴承座对地绝缘。为防止转轴形成悬浮电位，同时转轴还要通过电刷接地。此电刷接地可与转子一点接地保护要求的“接地”共用为一个。防止轴电压的重点在于防止轴电流的形成，轴承间只要不形成轴电流回路，则不需对所有的轴承绝缘。
电磁轴电压主要可分为两部分，一是轴在旋转时切割不平衡
7
图2—3垂直轴向交链磁通产生
的轴电压和轴电流示意图
磁通而在转轴两端产生的轴电压，二是由于存在轴向漏磁通而在转轴两端产生的轴电压。造成发电机磁场不平衡的原因主要有:?定、转子之间的气隙不均匀。?磁路不平衡。如 定子分瓣铁芯、定子铁芯线槽引起的磁通变化，极对数和定子铁芯扇形片接缝数目的关系等。?制造、安装造成的磁路不均衡。此外分数槽绕组的电枢反应也会在转轴上产生轴电 压。图2-3为垂直轴向交链磁通产生的轴电压和轴电流示意图。
当轴承底座绝缘垫因油污、损坏或老化等原因失去绝缘性能时，则轴电压足以击穿轴与轴承间的油膜而发生放电。放电会使润滑油的油质逐渐劣化，放电的电弧会使转轴颈和轴瓦烧出麻点，严重者会造成事故。
27(什么是发电机的“调相运行”?
答:发电机的调相运行，是指发电机不发出有功功率，只用来向电网输送感性无功功率的运行状态，从而起到调节系统无功、维持系统电压水平的作用。调相运行是使发电机工作在电动机状态(即空转的同步电动机)，发电机进相运行时消耗的有功功率可来自原动机也可来自系统。发电机作调相运行时，既可过励磁运行也可欠励磁运行。过励磁运行时，发电机发出感性无功功率;欠励磁运行时，发电机发出容性无功功率。一般作调相运行时均是指发电机工作在过励磁即发出感性无功功率的状态。
水轮发电机远离负荷中心的，一般不考虑作调相运行。
28(什么是发电机的“进相运行”?对发电机有何影响?针对进相应对发电机作哪些检查?
答:电力系统正常运行时，其负荷是呈感性的。发电机正常运行时，电压的相位是超前电流的相位的，此时发电机向系统发出有功功率和感性的无功功率。如果发电机的运行中出现电流的相位超前于电压的相位情况时，我们称此时发电机处于进相运行状态，此时发电机向系统发出有功功率和吸收感性无功功率(或称发出容性的无功功率)。
当电力系统的无功功率过剩时，系统的电压就会升高，降低电压的措施之一就是让发电机吸收系统过剩的无功让其运行在进相状态。吸收越多，则进相越深。一般情况下，发电机在设计时也考虑了这种对发电机不利的运行情况，允许发电机作短时的进 相运行。
但不同的发电机在作进相运行时可能表现出较大的差异。发电机进相运行后，发电机端部的漏磁比正常情况下有所增加，因而使端部的金属件发热、局部温度升高，同时端部振动也增加。进相深度越大，端部温升越高。据试验实测，进相时定子铁芯端部最高温度发生在铁芯齿顶处，其次是压指处，这与理论分析是一致的。
针对发电机进相特别是深度进相后，检修时应仔细检查定子绕组的上下端部，特别是铁芯齿顶、线棒出槽口处和压指部分有无异常。发现问题应及时上报处理，不适宜再作进相运行的发电机应申请停止。进相对发电机的不良影响比较复杂，可能需长期的运行才能发现问题。 (
29(为什么发电机停机采用电气制动?如何实现?
答:一般水轮发电机在停止转动的过程中，由于转速下降，导致发电机推力轴承的油膜破坏会损坏轴承;因此，当转速下降到一定程度时，要采取机械制动的方式使发电机组尽快停机，如顶起转子的风闸等。但对转动惯量很大的发电机组采用这种方式则比较困难，因此引入了电气制动的方法。电气制动采用定子绕组三相对称短路、转子加励磁使定子绕组产生额定电流大小的制动电流的方式，从而产生电磁制动力矩，实现电气制动，迅速停机。具体方法是在发电机的出口侧安装三相短路开关，当发电机组转速下降到某一定值时，投入制动开关，然后，电气制动的控制装置在励磁绕组投入由低压厂用电系统整流而来的励磁电流，
8
使定子产生的电气制动电流迅速上升至发电机的额定电流，使发电机工作在制动状态。制动过程中，定子电流和转子电流均保持恒定，故制动力矩随转子转速的降低而增大。
正常停机制动可采用两种方式，一种方式是在发电机转速降至某一值，如50,,60,额定转速时，投入电气制动装置，经几分钟后机组全停;另一种方式是在发电机转速降至某一值如50,,60,额定转速时投入电气制动，转速降至5,,10,的发电机额定转速时投入机械制动，制动时间可缩短一些。
30(什么是发电机绝缘的在线监测?在线监测有哪些方法?
答:在线监测是区别于我们所熟悉的常规离线绝缘测试方法如介损、泄漏电流测试等，而在发电机运行工作电压下对发电机绝缘进行的连续测量。目前发电机的绝缘在线监测主要是发电机局部放电的在线监测。局部放电在线监测是在发电机内(或出线回路上)永久性地安装传感器，这些传感器可以连接到某种便携式的局放测试仪，对局部放电进行定期监测，或连接到某种固定式的局部放电监测系统进行持续监测。目前在线监测主要指后者。局部放电与发电机定子绕组的绝缘状况密切相关。应用在线监测系统，可以对运行中的发电机持续地进行局部放电监测。连续测取比离线监测能测取到更真实的反映发电机绝缘状况的数据。
发电机绝缘的在线监测方法按所取信号的种类可分为非电测法和电测法。
非电测法，是通过声学、特征气体等非电参量进行监测的方法。这些方法的优点是无需测取电量，测量中不受电气干扰。缺点是判断依据存在准确性方面的问题，也不能定量。主要有:?超声波检测。局部放电同时产生声脉冲，其频谱约为Hz，但其声信号非常微弱。超声波检测即将其声音信号转换为电信号后放大输出。?特征气体检测。如臭氧浓度检测法，由于臭氧是发电机电晕的特征气体，通过对臭氧浓度的测试来判断发电机电晕的状况。在国外省的机组中，在发电机风洞里就设置了臭氧(03)检测装置，以确定发电机在运行中的局部放电强度。目前，这种方式是作为局部放电电测法的一种补充方法。欧洲的一种观 点认为:与局放电测法相比，03检测能独自对发电机端部电晕进行定量评估。结合电测法，是分析发电机局部放电最有效的办法。这种方法在国内还没有应用。?离子式过热诊断法。早期在上世纪60年代国外就开始应用，这种方法是将发电机冷却用的循环氢气采样引入到测定器内，利用发电机绝缘因局部放电后产生的热解离子，通过检测离子浓度的方法来检测发电机的绝缘状态。这种方式应用很少。?气相色谱法。这种方法是从发电机中采集气体，利用气相色谱分析法来推定采得的气体中的有机物成分，这种方式也只能由于氢气冷却的发电机，根据循环氢气中的所含混合其他的成分和数量，来推断绝缘的状态。后两种化学方法不适合水轮发电机使用。
电测法即在线监测发电机运行过程中局部放电的电量参数，如绝缘局部放电时产生的脉冲电流(脉冲电流法，即ERA法)或局部放电时产生的电磁辐射波(无线电干扰电压法，即RIV 法)等。脉冲电流法可以根据局部放电的等效电路来校定视在放电电荷，相对检测灵敏度也较高。目前脉冲电流法是发电机局部放电在线监测应用最主要的方法。
31(发电机局部放电在线监测电测法有哪些主要方法?
答:发电机局部放电在线监测，目前以电测法的脉冲电流法(ERA)为主流方法。根据检测装置响应带宽，发电机绝缘的局部放电装置可分为窄带检测装置和宽带检测装置，目前的检测设备普遍都采用宽带装置。
发电机在线局部放电监测的首要关键技术之一是如何取得故障信号，也即根据传感器而对应的检测技术。根据发电机的局部放电在线检测传感器的型式和布置，主要有以下几种监测方法:
(1)发电机中性点耦合射频监测法。
其理论原理是:当发电机内任何部位产生局部放电时，都会产生频率很宽的电磁波，而
9
发电机内任何地方产生的相应的射频(Radio Frequency)电流会流过中性点接地线，因而局部放电的传感器可以选择在中性点接地线上，从而提取局部放电的电磁信号。发电机主绝缘上的局部放电可以看作是一个点信号源，由局部放电所引起的电磁扰动在空间内产生的电磁波，由于发电机不同槽间电磁耦合比较弱，所以可以用传输线理论来分析脉冲在绕 组中的传播，即绕组中的放电脉冲以一定的速度沿绕组传播。根据这种理论，在发电机中性点处安装宽频电流互感器，就可以监测到局部放电高频放电波形，以监测发电机内部放电量及放电量变化。
射频监测法利用宽频带的高频电流传感器从发电机定子绕组中性线上拾取高频放电信号，以反映定子线圈内部放电现象。这种监测法的优点是中性线对地电位低，高频CT传感器制作与安装相对容易;缺点是由于信号衰减厉害，对信号处理技术要求较高。另外，不同大小的发电机，其槽间的电磁耦合差异较大，并不都是可以忽略的，故传输线理论分析有很大的误差，尤其对槽数多的大型水轮发电机。
(2)便携式电容耦合监测法。
20世纪70年代加拿大研制的一种局部放电在线监测装置。监测放电信号时，将3个电容(如每个375pF，25kV)搭接在发电机三相出线上，信号通过带通滤波器(如30kHz至1MHz)引入示波器，并显示出放电信号的时域波形。这种方法在加拿大的一些电厂目前仍在应用。它的缺点是要依靠有经验的操作人员来区分外部干扰信号和内部放电信号。
(3)发电机出口母线上耦合电容器法。
传感器采用固定安装形式，在发电机出口母线上的每相安装一个电容耦合器和在发电机中性点安装一个电容耦合器或高频电流传感器。其原理是安装于母线出口的电容耦合器用于测取来自发电机定子绕组内部的局部放电脉冲信号，安装在中性点上的电容耦合器用于监测现场的空间噪声，相应测试仪器为4通道的监测仪器。这种方法对应的测试仪，采用硬件和软件等方法对现场主要影响局部放电测量的噪讯进行消除。如来自励磁的电刷产生的噪声是通过系统分析软件进行消除;来自空间的噪讯通过天线接收，采用对比的方法进行消除。也有的未采用中性点部位的传感器，而采用软件法消除噪声。其中一个缺点是耦合电容位于发 电机高压侧，其本身的可靠性影响到机组的可靠性。这是目前应用比较多的一种方法，水轮发电机和汽轮发电机均能使用，在欧洲应用较多。
(4)发电机出口母线上成对耦合电容器法。
这种方法的局部放电信号是通过安装在发电机定子绕组上各相汇流环或发电机出口母线上的高压耦合电容器获取的，每相各有一对耦合电容器，每对耦合器的安装位置有一定的空间距离，以便消除来自电机外部的干扰。
由于每相安装有一定空间距离的双传感器，利用放电脉冲信号和外界干扰信号到达两个传感器的时延的不同，来消除随机脉冲型干扰信号，利用绕组内放电信号和外部噪声信号在绕组中传播时具有不同特点来抑制噪声，提取放电信号。同时，利用数字滤波、幅值鉴别、动态阀值等软件处理方法滤除其他干扰。传感器耦合到的6路信号进入信号调理单元后，经由多路开关选通其中一相对应的两路信号进行放大处理，然后进入采集卡，再由采集卡转化为数字信号实施监控和数据处理。
这种监测法适用于水轮发电机，因水轮发电机相对体积大，便于耦合器安装。此法是以成对耦合器上的两并联支路完全对称来消除干扰的，实际上使两支路参数完全对称是很难的，因此应尽可能减少这种不对称或采用延时线进行补偿，以提高抑制干扰的能力。另一缺点同上，即耦合电容的可靠性影响到机组的可靠性。北美的公司较多的采用了这种监测法。
(5)发电机定子槽耦合器法。
这种方法是直接在定子槽内安装耦合传感器SSC(Stator SlotCoupler)，这种定子槽耦合器是一种用于检测局放信号的“天线”，它装在靠近出口端的定子槽的槽楔下面。每个SSC
10
约50cm长、1(7mm厚，与定子槽等宽。定子槽耦合器在频率从10,1000MHz范围内有相当好的频率响应，因此它能检测到沿定子槽的高频信号比较真实的脉冲波形。
定子槽耦合器最先是为了能在大型汽轮发电机有效地检测到局部放电脉冲而提出的，它的重要特点是对局部放电和电噪声能产生不同的脉冲响应。理论研究与实际测量表明，定子绕组产生的局部放电脉冲约以1,5ns宽的脉冲能被SSC检测出来，而所有的各种内部与外部噪声则以大于20ns宽的脉冲形式被检测出来，这是因为噪声经绕组传播时，定子绕组起了自然滤波的作用。脉冲宽度的这种明显差别使得它能很容易把定子局部放电和其他干扰噪声区别开来。
这种方法适用于大型汽轮发电机使用，其优点是局部放电信号和噪声信号的区别能力强，灵敏度在这几种方法中也最高;但此法要求在发电机绕组的槽楔下面埋设特制的SCC，故在耦合器的制作与埋置方面成本很高，在多支路多槽数的水轮发电机的应用中受到限制。
(6)以埋置在定子槽里的电阻式测温元件导线作传感器的监测法。
这种方法是把埋置在定子槽里的某些电阻式测温元件(RTD)导线作为局部放电传感器，而不需另装其他传感器。这种方法理论上与SSC法有相似之处，且利用预先埋置在定子某些 槽里的电阻式测温元件(RTD)导线作为放电传感器测量局部放电脉冲，对发电机回路不会带来任何影响，附加成本低。这种局放传感器频率特性也较宽(约3,30MHz)，便于将局放脉冲与噪声脉冲区别开来。这种方法目前还处在探索实验阶段，应该说这是一个很有发展前景的监测方式。
我国目前还没有颁布发电机局放在线检测的相关标准，IEEE在其2000年颁布的关于电机局部放电监测的试用标准(IEEE Trial—Use Guide t0 the Measurement of Partial
Discharges in RotatingMachinery)中主要推荐了采用电容耦合法与定子槽耦合法进行发电机局部放电在线监测。
(二)发电机结构部分
32(什么是发电机定子绕组的主绝缘?
答:线棒是组成发电机定子绕组的基本构件，发电机定子绕组的主绝缘就是指发电机线棒的绝缘。组成发电机线棒的各根股线(自带绝缘层的导线)经过编织、换位和胶化成型后，然后整体连续包绕绝缘层，以某种工艺固化成型。这个绝缘层就是发电机定子绕组的主绝缘，见图2-4。
以往发电机定子还有所谓非连续绝缘，即线棒在定子槽部的直线段采用一种固化工艺成型，而线棒端部采用其他的方式包绕绝缘，现已淘汰。
33(发电机使用什么类型的主绝缘材料?多胶带与少胶带有什么区别?主绝缘经历了哪些发展过程?
答:发电机使用的主绝缘材料基本是云母制品，云母制品中主要成分是云母。发电机主绝缘由云母、胶黏剂和补强材料这三部分构成。以前主绝缘采用天然的剥片云母，为了提高
11
原材料的性能和利用率，现广泛采用粉云母。粉云母厚度均匀，电气性能稳定，生产成本较片云母低。
主绝缘的电气性能和机械性能在某种程度上取决于主绝缘的固化工艺和参数，而其固化的工艺参数又是由绝缘带内所含的黏接胶剂决定的。根据绝缘带内的黏接胶的含量，目前主绝缘用的云母带可分为多胶粉云母带(含胶量为32,,40,)和少胶粉云母带(6,,8,)。两者的绝缘固化成型工艺有很大的区别，其固化工艺根据胶的含量有液压和模压的方式。
大型发电机的绝缘，欧洲在1910年，就采用了虫胶云母箔卷烘绝缘;1930开始使用以沥青及其复合物取代虫胶作为云母的胶黏剂;1954年开始使用以环氧树脂为胶黏剂的多胶云母带。我国于1966年第一台采用环氧粉云母绝缘的发电机是盐锅峡1号机(当时仅采用了1,4瓣定子线棒)，直到80年代才开发和应用了电气强度和机械强度都较高的高云母含量的F级环氧粉云母带。
虫胶云母箔卷烘绝缘采用天然虫胶作云母的黏接剂，热压成型，未经真空处理，虫胶溶剂挥发后，则绝缘内会残留空隙。沥青浸渍云母绝缘以剥片云母为基，以沥青作云母的黏接剂。沥青胶密实性较好，但使用年限长后易干枯龟裂，内部游离腐蚀严重。从过去解剖退下来的旧线棒可见，绝缘层脱壳且间隙较大，有的大的间隙甚至可以塞进钢板尺。这两种绝缘基本上已不再用于发电机绝缘。
在高压电机绝缘的发展过程中，曾采用过其他的材料来代替云母材料，但未能取得成功。目前大型发电机主绝缘材料普遍使用环氧玻璃粉云母带，以粉云母为基料，补强材料为玻璃布或涤纶纤维毡，黏合剂为环氧树脂黏接剂体系，耐热等级多为B、F级。现在主绝缘的特点是以热固性黏合剂取代以往使用的沥青漆和虫胶，以玻璃布代替以往的云母带纸或电话纸作衬垫补强材料，以粉云母代替片云母。与以往的纸带作衬垫补强材料相比，玻璃纤维的耐热性更好，以玻璃纤维织物作补强材料，使绝缘的耐热性和机械性能都得到了改善。用于云母制品的胶黏剂的发展主要经历了有虫胶漆、沥青漆、醇酸漆、环氧桐油酸酐胶、环氧聚酯漆及有机硅漆等。绝缘结构上的改进，使新型绝缘比以往的绝缘具有更优异的性能。虽然云母绝缘制品中的主要成分是云母，但在整个绝缘构成中，胶黏剂是影响绝缘带电气、机械性能和质量的主要因素，还决定云母绝缘的耐热等级，此外，还取决于主绝缘的固化成型工艺。定子绕组主绝缘的固化成型是一种高分子物质在高温高压状态下聚合反应的复杂过程，其加工质量与温度、时间、压力的准确控制及其有机结合密切相关，固化工艺也是各厂家的质量保证所在。目前主绝缘所采用的少胶和多胶绝缘带仍是两条平行的绝缘工艺路线。
34(什么是线棒绝缘的少胶VPI工艺?其应用情况如何?
答:VPI即“真空压力浸渍(vacuum—pressure impregnation)”之意，是针对少胶云
母带作主绝缘的一种使线棒绝缘固化成型的工艺，这种绝缘固化工艺从上世纪40年代起即开始使用。少胶VPI工艺线棒绝缘成型是在线棒上连续包绕少胶云母带完成后，在专用容器内通过抽真空将线棒绝缘层间的空气排除，用高压将无溶剂浸渍树脂注入绝缘层中，再置于模具中经过高温固化使绝缘成为一个整体。少胶VPI绝缘成型工艺的特点是生产效率高， 绝缘的整体性能好，绝缘层问可以基本做到无气隙，因而绝缘内部的气体游离放电、电晕和发热较小，绝缘寿命好;但其生产设备价格昂贵、工艺复杂。
国外采用该绝缘工艺的厂家较多，到目前为止，已应用在额定电压为27kV的汽轮发电机组和额定电压为20kV的水轮发电机组上。国内有的厂家也开始使用VPI工艺。
35(线棒主绝缘的多胶固化工艺有哪些?其应用情况如何?
答:多胶固化工艺是针对采用多胶云母带作主绝缘的一种使线棒绝缘成型的固化工艺。多胶连续绝缘的固化又分为多胶真空模压和多胶液压工艺，这种工艺对生产工艺和设备要求较低，在上世纪50年代已开始应用。
线棒多胶带真空模压成型工艺，是在线棒上连续包绕多胶云母带完成后，采用真空干燥
12
除去绝缘层和云母带中的空气、挥发成分，再置于模具中加热、加压，使云母带中多余的树脂流动，填充绝缘层中的空隙，树脂固化后，绝缘层中基本无空隙。这种方法可将半导体防晕层一次模压完成，即将防晕层与主绝缘同时包扎后一起固化，使得防晕层与主绝缘黏接为无气隙的整体，有效提高防晕效果。多胶模压方法虽然应用压模较多，生产效率较低，但线棒形状是最好的。更低一些电压等级的电机线圈，直接加热模压，不用抽真空处理。
线棒多胶液压成型工艺，是在线棒上连续包绕多胶云母带后，将线棒送人专用液压罐，经过真空干燥处理后，以沥青为介质加温加压使绝缘固化成为一个整体。但这种工艺的线棒几何尺寸不如模压线棒精确。
国外使用多胶液压成型工艺的厂家也有不少，目前已应用于额定电压为24kV的发电机上。
国内生产厂家目前在大型发电机组上基本采用多胶连续绝缘和多胶热模压绝缘成型工艺。采用多胶绝缘热模压工艺生产并已投运的汽轮发电机最高额定电压达到22kV，水轮发电机最高额定电压达到20kV。
36(什么皂黑绝缘?什么是黄绝缘?
答:黑绝缘是以前发电机定子绕组主绝缘采用沥青云母绝缘的俗称，而黄绝缘是主绝缘采用环氧玻璃粉云母绝缘的俗称。目前，黑绝缘已经淘汰，黄绝缘广泛用于B级和F级发电机绝缘。
37(条形定子线棒由哪些部分组成?
答:定子波绕组条形线棒由多股铜导线和主绝缘构成，线棒的两端设有连接接头。水内冷机组的线棒内部还有空心导线或空心不锈钢冷却水管。其中，编织导线本身也是自带绝缘的导线，导线绝缘材料包括股间绝缘材料、排间绝缘材料、换位绝缘材料、换位填充材料等，此外在主绝缘包绕前，还有导线外表均匀电场分布的内均压层材料等。定子线棒局部剖析图见图2-4。
38(什么是线棒的内均压层?其作用是什么?
答:线棒的内均压层是在线棒各股线编制组合并胶合成为一体后，在主绝缘包绕前，进行的半导体均压处理层。线棒内均压层的作用与高压电力电缆的内屏蔽层的作用类似。电缆内屏蔽的作用是使导体与绝缘层良好接触，消除导体表面因不光滑引起的局部电场畸变。
内均压层的作用主要有两个:一是均匀导体外部电场，并消除主绝缘与导体间的气隙;二是相当于加大了导线的圆角半径，可以改善角部电场分布，起到降低最大电场强度的目的。
内均压层结构上有涂刷半导体漆(胶)或包绕半导体带的方式。因此，这种线棒如果在现场作局部修理时，应注意保持其结构上的完整性。
39(什么是涡流?什么是集肤效应?发电机线棒如何克服涡
流和集肤效应?
答:当交流电流通过导线时，在导线周围产生交变的磁场。处在交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，形似水的旋涡，所以称做涡流。因为金属导体电阻很小，因此这种感生电流很大，造成发热损耗。
在直流电路内，均匀导线的横截面上的电流密度是均匀的，而当交流电通过导线时，由于交变磁场的作用，在导线截面上各处电流分布不均匀，中心处电流密度小，而越靠近表面电流密度越大，这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应(也称趋肤效应)。集肤效应的原因也是因为涡流的存在。交流电的频率越高，则集肤效应越严重。此外集肤效应也使得线棒内部的导线载流能力下降。
发电机的线棒截面都比较大，涡流和集肤效应都会使线棒造成严重的发热，所以克服发电机线棒发热的办法是将线棒内的导体设计成由若干股相互绝缘的细小导线并联组成。如某发电机其设计的支路电流为2000A，其每根线棒由44股2(5×8mm规格的双玻璃丝包线并
13
联并经换位编织而成。
40(什么是循环电流?发电机线棒如何克服循环电流引起的损耗?
答:定子绕组的线棒是由多股相互绝缘的导线组成的，线棒放置在线槽中，由于每根导线所处的位置不一样，则其所交链的磁通也不一样，故感应的电势也不一样。由于组成线棒的各根股线在线棒两端是并联在一起的，因而会在单根线棒内产生环流，引起附加的发热和损耗，这个环流称为循环电流。由循环电流引起的附加损耗比集肤效应产生的附加损耗大得多。因此，发电机线棒通过内部导线换位来减少这种由循环电流引起的损耗。
41(什么是换位?什么是“罗贝尔线棒”?
答:所谓“换位”，即线棒内部的多根股导线在线棒直线段进行交叉换位，通过导线空间位置的改变，使各股线交链的磁通尽可能均衡，产生基本相等的感应电势，以消除线棒内的内部环流，降低线棒损耗。可见，组成线棒的每根股导线并不是与线棒长度等长的直线，而是略长，因要在线棒直线段进行编织换位。这种进行了编织换位的线棒称为罗贝尔线棒，也即编织线棒(典型的罗贝尔线棒编织接线见图2-5)。目前，大容量的发电机均采用这种线棒。
罗贝尔换位的标准定义是:组成线棒的股线排成两列，各股线在铁芯全长范围内依次以相同的间隔两次由一列跨越到另一列，并按一定的规律加以编织使每一线股占据两列中的所有垂直位置。
图2(5典型的罗贝尔线棒编织援线
在水内冷的发电机线棒中，线棒内带有冷却水管，基于同样的道理，无论这些水管是否参与导电，也需要与实心导线一样进行编织换位。
42(线棒有哪些换位方式?各有什么特点?
答:一般比较传统而常用的是360?换位，即线棒内的每根导线通过槽部直线段进行编织旋绕换位后，在线棒直线段的另一端回到换位前相同的位置。360?换位方式在线棒端部没有换位。由于定子绕组端部漏磁通的关系，端部各股线处于电机端部磁场的不同空问位置，也将感应不同的电势，造成各股线感应电势不平衡。各股线内仍有环流流过，引起端部附加损耗增加。因此，为解决这个问题，又有了其他的不同角度的换位，根据导线编织换位后的空间角度，还有540?、312?、360?加直线段空换位等换位方式。如根据一些电厂的试验表明，312?、329?等不完全换位就优于360~换位。这种不完全换位利用各股线在槽部感应电势的差异来抵消端部漏磁场在线棒端部所感应的不同电势，从而使线棒各股线问的环流降低，以减小线棒端部损耗;但线棒的绕制工艺相对比较复杂。540?换位就是在线棒除在直线段360?换位后还在线棒端部继续换位或槽部540?换位而两端部不换位。线棒内股导 线各种换位方式示意图见图2-6。
14
图2—6线棒内股导线各种换位方式，下意图
水轮发电机一般多采用360?(或小于360?)的换位，汽轮发电机多采用540?换位。
43(绝缘材料的耐热等级如何分类?发电机使用什么等级的绝缘?
答:影响绝缘材料使用寿命的因素有很多，其中使用温度的影响最大。因此，各种绝缘材料都有一定的极限使用温度，即在此温度下长期使用时，绝缘材料的物理、机械、化学和电气性能不发生显著恶性变化，如超过此温度，则绝缘材料的性能发生质变，或引起快速老化。因此，绝缘材料最高允许工作温度是根据它的经济使用寿命确定的。目前绝缘材料的使用温度共分9级(以前分为7级)，我国和国外的绝缘材料耐热等级分类都是一致的。
表2,1 绝缘材料的使用温度分级
现发电机绝缘多使用B级、F级绝缘，电动机多使用E级、B级绝缘。
44(什么是发电机的温升和温升限度?实际运行中如何确定温升?
答:电气设备的标准中，对绝缘材料的耐热通常规定的是温升而不是温度。温升是指某一点的温度与参考(或基准)温度之差，显然，温升反应了设备自身的发热特点。在电机中一般都采用温升作为衡量电机发热的标志，因为电机的功率是与一定温升相对应的。因此，只有确定了温升限度才能使电机的额定功率获得确切的意义。发电机的温升即是指发电机某部件与周围冷却介质温度之差，称该部件的温升。发电机的温升限度是指发电机在额定负载下长期运行达到热稳定状态时，发电机各部件温升的允许极限。电机温升限度，在国家标准《旋转电机定额和性能》(GB755—2000)中有明确的规定。
如B级绝缘空气冷却的发电机绕组，其极限温度为130?，考虑其风冷器的出口风温为40?，则发电机绕组的最大允许温升是为85K。但在实际运行中，检温计所测出的最高温却并不一定就是整个发电机绕组绝缘的最高温度，一方面检温计可能存在误差，另一方面考虑到发电机各部位的发热不均匀和一定的可靠性，电厂实际运行中所控制的温升还要低一些，如70K。
45(发电机有哪些防晕材料?
答:(1)防电晕漆。防电晕漆是防电晕的主要材料，按其电阻值高低可分为低阻、中阻、高阻漆。按漆基不同可分为醇酸防晕漆、环氧防晕漆，前者目前已淘汰。防晕漆由漆基、导电材料、填料、溶剂混合经球磨后过滤而成。在使用前加入干燥剂，以适量溶剂调整黏度，再搅拌均匀。一般要求防晕漆的黏结性好、漆的固体含量不于50,、表面电阻率符合要求，
35912低阻漆表面电阻率应为1×10,l×10Q;高阻漆表面电阻率应为1×10,1×10Q，非线性高阻漆还要要求阻值能随场强变化。
(2)防晕带。分为低阻带和高阻带，低叭带主要有含铁石棉带和浸半导体低阻漆的无碱璃纤维带。铁质石棉带由石棉纤维纱编织而成;低阻带用于线棒线槽部分。高阻带采用浸半导
15
体高阻漆的无碱玻璃纤维带制成，用于线棒端部部分。
(3)低阻材料。主要有乙炔黑，它是气态、液态或固态有机物不完全燃烧时析出的碳，用作防电晕漆的导电基。此外还有石墨，它是碳的一种结晶体。
(4)高阻材料。主要是碳化硅，用于配制高阻非线性漆。碳化硅具有非线形电阻特性，其电阻率随外施场强下降，也即具有调节场强的能力，使槽口外端部线棒表面电位均匀分布。对于端部采用的碳化硅涂层，中电阻采用320,400目碳化硅配制，高电阻采用1600,1800目碳化硅配制。
(5)半导体槽衬材料。半导体布、纸如半导体聚脂无纺布等;半导体硅橡胶、橡皮;半导体玻璃布板;现场配制的半导体适形毡、半导体胶等。各厂家的材料区别较大。
46(定子线棒的防晕结构是怎样的?
答:根据发电机绕组电晕的特点，发电机线棒的防晕结构采用的都是直线段防晕和端部防晕相结合的方式，具体的结构和尺寸因厂家而异，各厂家都采用了不同的材料和防晕方式。还有重要的一点是，线棒的防晕结构是和线棒在槽内的固定方式密切相关的。线棒防晕结构
-7(图中高阻防晕保护区的厚度为夸大画出);线棒外表防晕层见图2-8。 示意图见图2
(1)线棒直线段部分(即线棒与铁芯线槽相接触的部分)防晕晕。这个直线段的长度比铁
2—7线棒防晕结构示意图
图2—8线棒外表防晕层
芯线槽长度略长，需进行低阻防晕处理，主要是采用低阻防晕带和低阻防晕漆(半导体槽衬
16
结构是配合线棒进行处理的)进行防护。
(2)线棒端部防晕。线棒上下端部防晕是指线棒出线槽后(低阻区结束)的一段经R弯部到线棒端部斜边这一部分进行防晕处理，端部为高阻防晕段，高阻区与低阻区还有一小段高低搭接区。端部防晕也是采用防晕带和防晕漆。不同的厂家其线棒防晕结构在直线低阻区差别不大，但在端部材料的使用上有较大的区别。有的利用碳化硅的非线形特点采用单级防晕或多级防晕结构，也有的使用多种端部防晕漆多级结构。目前也有厂家对自高低阻搭接区直至线棒电接头部分的全部端部进行高阻防晕处理。
47(定子线棒的防晕处理有哪些方式?
答:常用的方式有刷包型、涂敷型和随线棒主绝缘一次成型等。
(1)刷包型防电晕处理。线棒主绝缘压型固化完成后，线棒经修饰尺寸，线棒表面刷防晕漆，干后平包低阻石棉带或半迭包低阻无碱玻璃纤维带，再刷防晕漆。
(2)一次成型防电晕处理。在包完主绝缘后，在槽部和端部主绝缘外面分别包低电阻防晕带和高电阻防晕带，同时在高电阻防晕带外面加包一定层数的附加绝缘(附加绝缘材料与主绝缘材料相同，层数与定子电压等级有关，但也有的厂家工艺不采用附 加绝缘)。然后防晕层、主绝缘一起放人模具中一次热压成型。
(3)涂敷型防电晕处理。线棒在主绝缘固化成型后，在线棒表面涂敷高低电阻防晕漆。国外一些厂家采用涂敷型防电晕处理，结合半导体槽衬结构使用。
48(什么是定子端部整体防晕?
答:定子端部线棒的防晕为高阻区域，但是，一般高阻防晕层只从线棒直线段低阻防晕层搭接开始到线棒端部斜边的某一尺寸止，即属于区域防晕。所谓定子端部整体防晕结构，是将高阻防晕区域扩大到定子整个端部，即端部的线棒部分、口部垫块、 斜边垫块(及其适形毡)、端箍等均喷涂高阻半导体漆(或其浸渍带、毡)，有的连定子汇流环也采用了同样的工艺。这种结构能更有效地防止端部电晕和端部异相间的电晕，是目前为止对端部防晕考虑得比较周详的一种方式。
49(水内冷定子线棒内的导线有哪些构成方式?各有什么特点?
答:(1)全部由空心导线组成。冷却效果很好，但定子槽的利用率低，铜损较大，造价也高，目前已很少有厂家采用这种方式。
17
(2)实心铜导线和空心铜导线的组合。空心铜导线也参与导电。铜损较低，冷却效果较好。但是冷却水会对铜产生腐蚀，这与铜线材质、水温、水的导电率、水速、水的含氧浓度等因素有关。这是目前水内冷应用比较多的方式。
(3)实心铜导线和空心不锈钢冷却管的组合。空心不锈钢不参与导电，只提供冷却，优点是线棒的附加损耗低，不锈钢导热性能优异，长期运行中，基本无导电离子在水中溶解。相应地定子槽利用率降低，但线棒本身的刚度得以提高。这也是目前应用 较多的一种方式。
总之，导水的空心导线和实心导线的数量应选择一个最优搭配，空心导线过多，则损耗大，实心导线过多则各股线间的温差大。水内冷线棒的结构与水接头见图2—9。
图2—9水内冷线棒的结构与水接头
50(定子绕组水内冷如何组成水冷却回路?
答:定子绕组一般采用同支路的4,8根线棒串联成一条水路。串联线棒太多，则冷却水的温升和水压降都会增大;太少则汇水母管和线棒间进出水接头太多。对于冷却水的流速也有要求，流速太慢，则影响散热，流速太快，则容易引起空心线的磨损，特别是铜线。以冷却水的流速一般取100,200eITl,s。定子线棒进水压力和流量以及并联水路数的设计和选择，主要是使各并联水路流量均等，各线棒的温度基本相等。
在运行中，定子内的汇水总管位于地电位，而各定子线棒处于其运行电位。由线棒水接头(也是运行电位)接至汇流管(地电位)的引水管为绝缘水管，多采用耐热和耐电性能都很好的聚四氟乙烯塑料。绝缘引线的长度一般都大于500ram。水内冷机组端部见图2(10。 端部见图2(10。
18
图2-10水内冷机组端部
51(水内冷定子线棒有哪些检漏环节?
答:水内冷线棒制造工艺复杂，制造厂在线棒成形前，要对空心股线逐根进行水压、渗漏和流量测量，还要进行超声波和高频涡流探伤检查，保证导线表面和内部无缺陷和微小裂纹。线棒经过编织、压型、绝缘包绕、固化成型、水接头焊接等工序，每一个环节都有可能对线棒内的空心导线造成损伤，且水接头的连接工艺复杂，水接头部分的焊接制造和检漏都是在制造厂内完成。因此单根线棒制造完成后，还要对单根线棒进行水力试验， 主要项目有:通流试验、流量和压差试验、冷热循环冲击试验、水压试验及针对水接头焊接的气体检漏试验等。气体检漏试验以往采用氟利昂为介质，基于环保的原因，现已不用。现厂家采用氦气检漏，主要是利用氦气分子小、穿透力强的特点来检验线棒 的密封性能。气体检漏是在经过冷热循环冲击试验及水压试验的考验之后进行，故便于发现线棒水接头的焊接质量方面的缺陷。
一般定子线棒在现场完成下线和管路连接后，对线棒要进行气密试验(现场可采用干燥氮气或干燥压缩空气)，合格后再进行约30min、1(5MPa左右的水压力的渗漏试验，并且在0(1MPa的压力下测得的各支路上的流量值的偏差值不大于?10,。在发 电机运行维护的过程中，也要定期进行检漏试验。
52(线棒接头有哪些连接方式?
答:条式线棒是以单根形式下人定子铁芯线槽的，因此，线棒问必须有很好的电气连接才能连接成电气回路。目前大型水轮发电机组线棒接头根据接头采用钎焊焊料的不同，主要有两种连接方式:锡焊和银铜焊。
锡焊的方式是首先在两根线棒的接头上套上铜质并头套，然后楔紧。整形完成后整体加热灌满焊锡，形成较好的电气连接。由于焊锡的液相线较低，一般在183,264,左右，故
19
使用温升有一定的限制，接头通过的电流不能太大。
银铜焊目前主要有对接和搭接两种方式，首先在每根线棒上焊有铜质连接接头，上下层需连接的线棒接头在下线完成后就已靠拢在一起(以往线棒没有设计连接接头，而是采用连接板的方式;更早的还有线棒的股线与股线直接对接的方式，均已淘汰)。在这两个接触面上夹上银焊片，然后加热使银焊片熔化，达到使两接头良好接触的目的。由于银基钎焊焊料的熔点温度一般高于600,，故接头允许温升较高，通流能力很强，广泛用于大容量 机组的定子接头连接中。图2(11为线棒铜焊接头示意图。
铜焊电接头
2-11线棒铜焊接头示意图
水内冷发电机线棒由于有水路和电路，因此线棒的水接头和电接头需要分开连接，电接头的连接方式与一般线棒铜接头类似。水接头是将线棒内的导水管抽出，在制造工厂内已制成单独的水接头，现场只需引出即可，因此在发电机安装和检修维护
中，其连接都比电接头要简单，但它的技术难度和工艺要求都远在电接头之上，见图2(9。
53(什么是钎焊?什么是硬钎焊?什么是软钎焊?
答:连接接头与熔点比它低的焊料共同加热至某一温度，在连接接头材料本身没有熔化的条件下，焊料熔化并润湿连接面，通过二者的扩散形成良好的接触，冷却后即成为牢固的整体。这种借助熔化的填充金属(焊料)来连接金属零件的焊接方式称为“钎焊”。
20
焊料熔点温度高于450?的钎焊称为硬钎焊，发电机常用的焊料有银基钎焊料和铜基钎焊料;低于450?则称为软钎焊，发电机常用的有锡基焊料和铅基焊料。
54(什么是大过桥?什么是小过桥?
答:定子绕组要将同相带的线棒连接成完整的一相绕组，需要将对应于不同磁极(N极和S极)下的线棒连接起来，这个连接线就称为极间连接线，俗称“大过桥”。从定子绕组方块图中可以很清楚地看到这个大过桥，如对A相某支路，就是连接A
相带区域和x相带区域的连接线。
定子绕组采用波绕组的连接方式，如果其合成节矩大小采用的正好是一对极距的距离，则绕组绕行一周后将回到出发的那个槽而形成闭合。为了将本相本支路的所有的线棒全部连接成绕组，需要人为地将连接线前进或后退一个槽才能使绕组继续绕行下去。对双层绕组来说表现为两个相邻的上下层线棒之间的连接，这个连接线俗称“小过桥”。小过桥的外形仅比普通绝缘盒大一些且为斜式，故现场又称为斜并头套，外部绝缘盒称为斜绝缘盒。
55(定子绕组接头的绝缘处理有哪些方式?
答:定子绕组接头的绝缘主要考虑相邻接头的绝缘距离和接头对地的绝缘距离。定子线棒接头绝缘以往曾采用手工包扎的工艺方式，现已淘汰，目前均采用接头绝缘盒的方式。绝缘盒有盒内注胶和不注胶两种方式。对风冷发电机的定子接头，一般采用接头绝缘盒注胶工艺。这种结构绝缘方面的性能很好，但不利于接头散热。绝缘盒采用酚醛玻璃纤维或聚酯玻璃纤维绝缘盒，按不同的接头外型压制而成。根据不同的电压等级和电流大小，绝缘盒要考虑与线棒接头绝缘部分的搭接长度和距离接头并头套的距离，这在检修和安装中都是要严格掌握的。上下接头绝缘盒的结构基本一样，只是从现场的角度看，上部的绝缘盒为无底，也 称通底绝缘盒。对于有引线的线棒接头、大过桥等还是采用手工包绕的方式。
水内冷的线棒接头由于有水接头，因此没有采用注胶成为实体的方式(以往也采用过注胶式的方式)，而是将绝缘盒加长，然后固定在接头上以满足相邻接头的绝缘要求，对地的绝缘主要靠线棒端部本身的绝缘距离。因此这种结构的发电机定子，其端部的洁净度要比接头注胶式的结构要求高，当然，它的散热能力及运行维护中的可检查性都比注胶结构要好。
所以，水内冷发电机在转子下部都设置有一个粉尘收集系统，以便收集和除去在制动时制动瓦上产生制动粉尘，以消除粉尘对定子和转子的污染。
21
56(定子线棒和铁芯线槽间允许有多大的间隙?应采用哪些措施消除间隙?
答:根据电机槽部防电晕的要求，理论上，发电机定子线棒与铁芯线槽壁间的间隙越小越好。以往老式的黑绝缘由于有受热膨胀的热塑性特点，因而在运行中，微小的间隙可以得到自动的补偿;但黄绝缘属热固性材料，热膨胀性很小，因此，间隙在运行中依然存在。环氧粉云母绝缘的介电常数比沥青云母绝缘的介电常数要大，因此在线棒与铁芯线槽壁同样的间隙情况下，环氧粉云母绝缘比沥青云母更容易放电。据研究，线棒与铁芯线槽壁间的间隙在0(2,0(3mm时，是环氧粉云母绝缘最易产生局部放电的危险间隙，因此，二者的间隙必须小于此值才好。但线棒的制造工艺和定子铁芯片的加工和安装很难满足防电晕的无间隙要求。为解决这个问题，从制造方面采取的措施有:?提高硅钢片叠片质量;?缩小线棒公差;?加强槽内固定，使防晕层与铁芯间有良好的稳定接触点。在安装方面，传统的防电晕
(3nun。近年来，方法是在嵌入线棒后，在线棒与槽壁之间加插半导体垫片，使其间隙小于0制造厂从结构和工艺方面进行了改进，以保证线棒与槽壁间隙最小。而国外的发电机则采用了很多补偿的办法以消除间隙，如半导体槽衬等。
57(发电机定子线棒在定子线槽中的固定有哪些要求?有哪些固定方式?
答:在发电机运行及起、停过程中，线棒因承受电磁力、热效应和机械应力的综合作用，还有在严重的短路情况下发生的振动和冲击，可能出现变形和位移。因此要求绕组固定可靠和长期运行中不产生线棒下沉、磨损及电晕、电腐蚀等问题。线棒直线段嵌入铁芯槽中，必须使线棒表面与铁芯槽壁之间有良好的机械接触，同时为了防止电晕，又必须使线棒外表面和铁芯槽壁之间有良好的电气接触。
线棒在槽内的固定方式有:
(1)传统工艺方式。传统的方法是在线棒的外表面缠绕低阻铁质石棉带或低阻带直接与线棒主绝缘一起成型，而线棒与槽壁之间的空隙，在安装线棒时，用半导体板将其塞满，总体而言，是属于刚体间的连接;但如果塞之不紧，就有可能使线棒与铁芯槽壁的两个侧面接触不良，从而可能导致不良后果。
(2)半导体适形毡工艺。是在线槽的槽底、上下层线棒间和楔下采用半导体适形毡材料，也可有效地解决大型立式机组发电机线棒的机械固定和防电晕问题，但其安装工艺比较复杂，半导体浸胶毡固化前的压缩量较大，其“火候”较难掌握，且长期运行后发电机线棒的
22
可修性较低。
(3)半导体槽衬固定方式。在线棒下人铁芯线槽前，在线棒的外面，采用半导体材料包缚如半导体纸、半导体胶等，然后将其下人线槽，固定在槽内。线棒本身表面的防晕层并未直接与铁芯壁相接触，而是通过这层半导体槽衬与铁芯壁接触。这些方式下线前按线棒外形尺寸与槽宽的偏差可在下线前进一步确定槽衬的补偿量，将线棒直线段加包的半导体垫层厚度调整到合适的程度。采用半导体槽衬的线棒固定方式都能有效地保证线棒在线槽内的防晕要求，线棒和铁芯槽壁都有很好的电气接触，基本可以消除二者之间的气隙。由于胶固化前本身的可塑性，可以补偿铁芯线槽壁表面存在的微小机械公差;同时也可以有效地抵消由于 铁芯槽段不平在线棒外绝缘表面产生的局部机械应力。
此外，还有在槽内线棒一侧置放半导体板，在槽部另一侧采用半导体斜楔(或半导体波纹板)来固定线棒的方式，多用于汽轮发电机。
58(线棒半导体槽衬固定工艺有哪些方式?各有什么工艺特点和要求?
答:(1)半导体硅橡胶的弹性固定工艺。
发电机线棒在下线前，首先将一定宽度的半导体纸对折，然后在对折张开成“V”形的半导体纸内，利用专用设备均匀涂上室温固化的具有弹性的胶状硅脂复合胶，以夹胶后的半导体纸作缠绕带，均匀地平缠在线棒直线段上(即所有与铁芯壁接触的部分)。在胶未固化的情况下，将线棒快速下人铁芯线槽。该胶的最大特点是具有自行膨胀性能，固化后也有一定弹性，因此线棒与铁芯的尺寸配合可以稍大，包绕后的线棒可以很容易下入铁芯槽，一定时间后，胶膨胀固化，使线棒与铁芯有很好的机械接触，这种弹性材料可以补偿因温度变化引起的热膨胀和运行中可能出现的位移，有利于发电机的安全运行，这种结构工艺可称为 线棒弹性固定工艺。胶被半导体纸所覆盖，故线棒屏蔽表面与铁芯槽壁是通过半导体纸连接，较好地保证了电气接触，以有效地防止槽部电晕。采用这种工艺的线棒在安装时可轻易地在铁芯槽中作少许的垂直移动，以定位及对正上、下层线棒的电接头，因此线棒的安装也较为方便。
(2)半导体纸与半导体胶配合的槽衬工艺。
这种工艺采用的是在定子线棒直线段包敷半导体纸裹半导体胶的方法。即在专用工具上，铺好与线棒直线段长度相当的一定宽度的半导体纸，然后在纸上相对线棒宽面的对应部
23
分均匀涂敷一定厚度的半导体胶，在涂好胶的包敷纸上成“U”形夹好线棒，在胶未固化时下入铁芯线槽。半导体胶在室温固化的过程中，没有自行膨胀的能力。这种工艺的优点是:线棒本身的防晕层与涂裹的半导体胶有很好的接触，可以有效地避免可能发生的槽内电晕。线棒表层通过胶、纸与铁芯壁接触，待胶固化后，使线棒表面与铁芯壁有很好的机械和电气接触。这种工艺操作上相对比较复杂，在下入线槽后线棒不能上下移动，否则会拉坏半导 体包敷纸，造成返工。因此，在下入线棒前需要仔细确定线棒垂直高度，尤其是下入上层线棒时更应仔细对正电接头，否则就需要返工，造成材料和工时的浪费。由于裹胶后线棒厚度增加，线棒下入线槽时也极易刮坏半导体纸而造成返工。
(3)多层半导体毡固定工艺。
这种工艺方式是将线棒铁芯段绝缘表面清理光滑，然后分别测量线棒和线槽尺寸，计算槽壁间隙大小，在线棒铁芯段绝缘表面涂刷低阻半导体漆，将厚度合适的一层或多层低阻半导体毡包贴、粘牢在线棒的槽内底面和两侧面，呈“u”形状。若粘贴多层半导体毡时，层问需涂刷低阻半导体漆，在漆未干时，用下线机平整地把线棒嵌入槽内，要求其两侧面和底部间隙不超过0(05mm，槽部防晕层与铁芯之间的电阻值低于10kQ，如不满足紧度和槽电阻要求，则线棒必须拔出重装，直至合格。
(4)线棒外涂半导体胶的工艺。
与上述必须在下线前配合制作半导体槽衬的工艺不一样，这种工艺的槽衬是事先就在制造厂完成了。这种结构通常使带半导体槽衬的线棒与铁芯线槽形成过盈配合。如以导电性室温固化(CRTV)硅橡胶，做成半导体防护层，在工厂内模压到线棒外侧，以过盈配合的方式嵌入槽内。这种可压缩的材料既可补偿线棒热膨胀和运行位移，又可使线棒防晕层和铁芯线槽壁之间保持良好地接触，以防电晕产生。但这种线棒在安装时压人铁芯线槽，或需更换时从线槽中拔出线棒，需使用专用的液压操作工具。
半导体槽衬固定工艺见图2-12。
24
图2-12半导体槽衬结构的线棒在铁芯线槽内的固定
59(定子槽楔有哪些结构型式?
答:发电机线棒在运行中承受电磁力和机械振动，槽楔的松紧程度直接关系到线棒的紧固，因此有效的线棒紧固系统是十分必要的。
(1)传统中较为常用的方法是由槽楔(一定斜度)和其下面的斜楔组成楔对，相互楔紧，槽楔与线棒均是硬连接(刚性)，由于热胀冷缩现象和长期运行后绝缘材料一定的收缩，槽楔就会出现松动现象，这就需要在检修中重新楔紧槽楔。
槽楔有平式和斜式两种，平式槽楔不易打紧，现已淘汰。目前主要使用斜楔对，即上层的槽楔与其下层的斜楔形成斜楔对，上、下楔的表面倾斜率一般为1:120左右。
(2)波纹弹簧垫条的槽楔紧固系统。这种方式我国多用于大型汽轮发电机。国外的大型水轮发电机定子多采用这种紧固方式。弹性槽楔在国外应用的时间较长，技术相对比较可靠。在长期运行中，由于槽楔可能出现的松动，由波纹弹簧垫条的伸缩(厚度方向)自动补偿，来保持线棒处在紧固状态。显然，这种方式对波纹弹簧垫条的材质要求是很高的，它在长期受压和热胀冷缩的作用下要保持恒久的弹性。这种方式对加强定子线棒槽内固定、提高电机安全运行具有十分重要的意义。
(3)硅橡胶楔下垫条。利用硅橡胶的弹性，将硅橡胶材料制成楔下垫条，在打槽楔时放置在斜楔下层垫条的里面，因此也可以采用半导体的硅橡胶垫条(贴近线棒表面布置)。既可以配合普通斜楔对，也可以配合波纹垫条，但其补偿量有限。
(4)辅助固定方式。为了加强槽楔的固定，防止槽楔的串动，还有的厂家设计了发电机安装时在槽楔和下面的斜楔接触面之间涂抹一层室温固化胶，同时在铁芯线槽固定槽楔的两侧鸽尾也涂抹室温固化胶。
60(定子绕组端部为何需要绑扎?其结构是怎样的?
25
答:发电机定子绕组在运行时，绕组的端部将受到电磁力的作用。非正常运行特别是在外部短路或开关非全相等故障情况下，绕组端部要承受很大的径向交变电磁力，其频率是两倍电流的频率。电动力引起绕组线棒间的机械力作用，若端部固定不良，可能使线棒发生位移或变形，造成绝缘损伤。因此，端部也必须良好固定，以防止绕组端部损坏。
端部固定用无纬玻璃丝带将口部垫块、斜边垫块、端箍(也称支持环)牢牢地与线棒绑扎在一起，然后浸胶处理，绑扎、固化后成为一个整体。同时端箍通过支架与定子机座固定在一起，见图2一13。
线棒出槽口部位也是受电磁振动较大的部位，固定不当容易因绝缘磨损而损坏线棒。槽口垫块也是采用双斜块结构，一般多固定采用适形毡工艺将其固定在两线棒之间。斜边垫块
图2一13端部金属端箍的绑扎固定
主要加强绕组端部斜边的机械强度。口部垫块和斜边垫块均采用绝缘垫块如环氧酚醛层压玻璃布板等。
61(金属端箍和非金属性材料端箍各有什么特点?
答:在传统的发电机端部绑扎固定中，一般采用非磁性金属材料作端箍。大型发电机的端箍多采用非磁性钢如40MnCr72等，端箍的截面有圆形和方型两种。由于是与线棒绑扎在一起，因此端箍本身也需采用与线棒主绝缘相同的绝缘材料和厚度进行包扎热压成型。此工序在工厂分段处理，然后在现场组装成圆形。
端箍处在强磁场中，因而运行中也产生损耗发热。随着技术的发展，国外大型机组已广泛采用非磁性非金属材料作端箍，见图2—14。
在强度满足要求的情况下，采用非金属性材料如绝缘材料作端箍，就彻底地消除了因端箍绝缘的损坏可能导致发电机定子绝缘事故的可能性，改善了端部电场的不均匀性，降低了端部漏磁损耗。
26
国外的制造厂家较多的采用了非金属端箍。如某厂家采用的端箍是一条较粗的玻璃纤维绳，开始安装时易于布施和与定子绕组端部无间隙绑扎，待全部安装绑扎完成后，在这条端
图2-14端部非金属端箍的绑扎崮定
箍内注入室温固化的绝缘胶，使之充满玻璃纤维绳，胶固化后，玻璃纤维绳即成为刚体。同样对汇流环也采用类似的绑扎工艺，不再采用螺杆的连接方式。
还有的厂家的端箍采用的是刚性绝缘材料，在安装现场拼为整圆。在端箍和线棒间垫适形毡，待胶固化后成为整体，也能做到使线棒和端箍材料间无间隙。对于上、下层线棒之间的加固，有的厂家用含胶的绝缘材料卷成实心圆柱体绑扎在端部上、下层线棒之间，待胶固化后即成为刚体。
62(发电机埋入式温度检测计选用的是什么型式?它在线槽内是如何放置的?
答:为了在发电机运行中检测定子铁芯和定子绕组的运行温度，在定子铁芯和线槽内埋置了检温计。发电机大都使用电阻式检温计(此外还有利用双金属丝的热偶式检温计)，所以也称RTD。这是一种以无感绕法绕制的电阻线圈，利用金属在不同温度下有不同阻值的特点来间接反映温度的变化，温度越高则所测的电阻值也越高。采用铜元件绕制的检温计，在0?时，电阻为(53?0(2)Q，温度检测范围为0,130,，可用于B级绝缘的发电机;采用铂金属元件绕制的检温计，在0?时，电阻为(100?O(1)Q，温度检测范围为0,150~C，可用于B级、F级绝缘的发电机。
检温计按一定的位置和数量安放在定子铁芯背部、线槽底部、上下层线棒之间等。一般将测温电阻埋置在专用的垫条内，外形与普通垫条相当，通过屏蔽线引出。近来随着工艺的改进，上下层线棒间的垫条采用的是一根整体垫条，所以，将RTD直接埋置在垫条内(埋置部位也分上中下三部分)，安装和拆卸与普通垫条一样，大大地简化了操作工艺。
63(发电机对定子铁芯有什么要求?
27
答:发电机在运行时，定子铁芯是处在交变磁场的作用之下，因此，会在铁芯材料内产生磁滞损耗和涡流损耗，其结果是使铁芯发热，能量以热的形式消耗掉。发电机为了减少磁滞损耗，就要求定子铁芯采用导磁性能良好的硅钢片;为了减少涡流损耗，需要使硅钢片片
22问相互绝缘，且硅钢片越薄越好。铁芯损耗中的涡流损耗与电源频率f、硅钢片厚度d、最大磁感应强度B成正比;与硅钢片电阻率ρ成反比。所以硅钢片厚度每增加一倍，损耗增加4倍。理论上电机采用的硅钢片越薄越好，但太薄将增加生产成本，且机械强度减弱，变薄后硅钢片的绝缘层所占比例增大，导致叠装系数降低，减少了磁路的有效面积。所 以发电机所采用的硅钢片厚度多为0(35,O(5mm，两面漆膜总厚度约为0(02,0(025ram。
64(什么是磁滞损耗?
答:磁滞损耗是铁芯在交变磁场中反复磁化时由于铁芯材料的磁分子取向不断发生变化所引起的能量消耗。它与材料的成分和晶粒大小有关。
65(硅钢片是什么性质的材料?硅钢片有哪些型式?什么是硅钢片轧制的“取向”?
答:硅钢片是加入了硅的合金钢轧制而成的薄钢板，即采用硅作为合金化材料(硅与铁形成固溶体型合金，硅钢片中的含硅量一般不超过4(5,)的电工钢片。它在一定频率和磁感应强度下具有较低的铁损和较高的导磁性能，这种材料属于软磁材料。
硅钢片按制造工艺的不同，主要有热轧和冷轧两种型式，冷轧硅钢片的性能要好于热轧硅钢片。根据轧制时硅钢片内部的晶粒方向，冷轧又分为有取向和无取向两种，其中冷轧有取向的性能好于冷轧无取向的硅钢片。
硅钢是立方晶系的多晶体，每个晶体有三个相互垂直的易磁化的方向。所谓取向，指晶粒的易磁化轴的方位与钢带的轧制方向一致即沿轧压方向硅钢片的磁化性能最好。比如发电机定子铁芯齿部磁密高，则定子铁芯扇形片齿槽对称轴的方向应与轧制方向一致。
66(什么是铁磁材料?什么是软磁材料?什么是硬磁材料?各适合作什么用途?
答:铁磁材料就是导磁能力很强的物质，如硅钢、铸钢等。它具有以下的基本特征:磁导率μ随磁感应强度的增大而减小。磁感应强度有一个饱和值。在交变磁场的反复磁化中有磁滞损耗和剩磁。其基本性能可以由磁化曲线和磁滞回线来表征(在特征曲线上可分别确定磁导率μ、磁饱和感应强度Bs、矫顽力Hc、剩磁Br及铁损P等参量)。
简单地说，磁滞回线较窄的材料就是软磁材料(或导磁材料);磁滞回线较宽的材料就是
28
硬磁材料。图2—15为铁磁材料的磁滞回线)。软磁材料的特点是磁导率高、矫顽力低(一般
软磁材料磁滞回线 硬磁材料磁滞回线
图2-15铁磁材料的磁滞回线
肌在1000A,m以下，也即磁化后材料保留的磁性很小)、磁滞损耗小，如硅钢片、电工用纯铁等材料，它适合作传递和转换能量的部件，如电机、变压器的铁芯。硬磁材料(也称永磁材料)的特点是矫顽力高，一般Hc在几千安,米以上，也即磁化后可以保留很高的磁性，如硬磁铁氧体等材料。它适合作磁场源提供恒定磁场，如永磁发电机内的永久磁钢。
67(为什么发电机转子对铁芯的磁滞性能要求不高?
答:发电机正常运行时，由于转子是以同步转速在转动，故发电机定子的旋转磁场对转子铁芯来说是处在相对静止的状态，没有受到交变磁场的作用，所以也没有磁滞损耗，只需导磁性能好就可以了。由于是转动部件，因此要求材料强度要好。
68(转子磁极由哪些部分构成?
答:转子磁极是构成励磁绕组的基本元件，是发电机建立旋转磁场的磁感应部件。磁极有鸽尾、T尾或双T尾结构，通过磁极键固定在转子磁轭上。结构上磁极主要由磁极铁芯、磁极线圈、极身绝缘、阻尼绕组组成，此外，还有上下托板、钢垫板、匝间绝缘等零部件。
磁极铁芯有实心磁极和叠片磁极两种结构，大型水轮发电机多采用叠片磁极铁芯。转子磁极铁芯多采用1(5mm左右厚度的A3、16Mn或45号薄钢板冲成的钢片叠装而成。而转子磁轭扇形片多采用2,4mm左右厚度的A3、16Mn或15MnVN等薄钢板冲成。
阻尼绕组由埋设在磁极极靴内的阻尼条和磁极端部的阻尼端环组成。阻尼条一般由软紫铜棒制成;阻尼端环由扁的紫铜板制成。阻尼绕组埋设在磁极内，由磁极问的阻尼连接环将整个阻尼绕组连通。这个阻尼绕组与励磁绕组不一样，平时是看不见的，只能见到端部环和阻尼环。对抽水蓄能的发电机，因阻尼绕组在电动机状态运行时要作起动绕组，因此结构上与一般发电机有很大的差异，阻尼绕组的截面大且使用的材料也不一样。
69(磁极线圈部分是如何组成的?
29
答:大型水轮发电机的磁极线圈多采用多边形截面的裸铜排绕制而成，以利于散热。为增大冷却面积，有的线匝还设计为特殊外形，使绕组外表面形成带散热筋的冷却面。为了更好的散热，有的上下相邻匝的导线还采用了不等宽的铜排交错排列，此
外还有异型铜排，如带散热翅的铜排以增大散热面积。上下层线匝间的匝间绝缘采用环氧玻璃布(不同的厂家采用的材料不一样，如三聚氰胺玻璃布板、聚脂玻璃布板等，国外发电机磁极线圈匝间绝缘多采用Nomex上胶纸。与铜排导线一起压制成型。为简化工艺，有时磁极线圈的上下托板也与线圈一起压制成型。
磁极线圈的引出线有软、硬两种方式，软接头的引出是采用多层软铜片叠装组成的截面大于铜排面积的连接线，与磁极线圈导线铆接后再采用锡焊的连接固定方式。硬连接的引出线是采用硬铜排与导线焊接后引出。
上下绝缘托板一般采用环氧玻璃布板加工而成，在运行中，它起到加强绕组对地绝缘的作用。磁极托板大都采用铆接式结构，这种结构可以提高材料利用率。现在也采用玻璃纤维模压的整体式托板和用环氧板加工成的整体式托板等。
为防止离心力过大使磁极连接部分损坏，转速高的发电机磁极接头包括阻尼环接头还用了固定在磁轭上的拉杆装置来加强固定。
70(什么是极身绝缘?
答:极身绝缘是指磁极线圈整体压装成型后与磁极铁芯之间的绝缘，其高度一般略低于铁芯高度。大型发电机的磁极极身绝缘多采用环氧玻璃胚布压制、黏接成型，或用环氧板直接加工而成。
71(发电机有哪些冷却方式?
答:水轮发电机的冷却方式有很多种，但对大型水轮发电机而言，目前成熟技术仅限于利用空气和洁净的水作为冷却介质来进行冷却，即空冷和水内冷两种主要方式。水轮发电机在300MW及以下，利用空气作冷却介质对定子、转子绕组及定子铁芯表面进行冷却，是目前采用的主要冷却方式。单机容量增长到500MW及以上时，采用水内冷的方式较多。
水内冷的方式有:定、转子绕组均直接通水冷却(即“双水内冷”)和定子绕组直接通水冷却、转子绕组加强空气冷却。双水内冷的方式因技术、成本、可靠性的原因在水轮发电机组上基本不再采用。本书“水内冷”均指后一种即定子绕组通水冷却。
30
此外，近来还发展了利用流体沸腾时的汽化潜热带走热量的“蒸发冷却”的方式。
72(发电机空冷和水内冷方式各有何特点?
答:(1)空冷机组的特点。
全空冷的发电机具有运行可靠、操作简单、维修方便的优点。空冷机组从制造上考虑，其参数较好，额定点的效率略高。没有水冷机组的如定子水接头、水处理等附属设备，结构简单，制造上比较容易实现。目前大型发电机不再采用在工厂组装分瓣，然后运到工地合缝安装的方式，而采用在现场叠片组装的安装方式。空冷机组具有安装工艺要求相对比较简单、安装周期短的优势。空冷的主要问题是定子线棒轴向温度分布不均匀，由热引起的机械应力、定子铁芯热膨胀引起定子叠片翘曲等问题较水冷机组严重。对于后一问题，目前技术上也有一些比较好的成功经验。空冷发电机因结构相对简单，发电机定子绕组内部无特殊接头，在运行可靠性方面具有优势。
(2)水内冷的特点。
定子绕组采用水内冷方式，绕组的热量直接由水带走。水的体积热容量为空气的3500倍，导热系数为空气的23倍，因此水冷却的效果很好。水内冷机组的极限容量可达空冷机组的1(5,2倍。全空冷的发电机尺寸比同容量的水冷发电机要大25,左右。定子绕组水内冷的主要优点是定子线棒的内部温度可控制在65?左右，降低定子温升，改善热应力;线棒沿定子铁芯轴向的温度分布均匀，可减少因热膨胀不均引起的变形，这样主绝缘的寿命得以增加，理论上其整机寿命应长于空冷机组。水冷机组定子铁芯长度比空冷机组短，能有效节省材料。需要的通风量比空冷机组小，相应风损也减小。虽额定负荷下的效率较空冷机组低，但空载损耗较小，在低于额定容量运行时的效率较高。水冷机组的定子槽宽而浅，增加了定子铁芯刚度，使定子振动得以减轻。由于定子线棒结构复杂，使得某些制造工艺和安装工艺也很复杂。
水冷机组的主要问题是定子水接头结构及水处理装置的可靠性。发电机附近发生突然短路或发电机非同步分、合闸时，定子线棒端部要受到很大的电磁力的作用，而此处又是绕组的水路连接处。水接头的焊接质量也是发电机运行可靠性的关键之一，这与厂家的制造水平有很大关系。此外，用于发电机定子绕组的冷却水必须是去除离子的洁净水，冷却水系统的可靠性对发电机运行的可靠性也构成一定的制约关系。
31
由水冷带来的其他优点:
(1)因转子重量降低，使厂房桥机的起重量降低。
(2)因定子铁芯高度降低，机组整体高度下降，因而厂房高度可以相应降低。
(3)转子重量降低，使发电机推力负荷减少，便于推力轴承的运行。
73(水内冷定子纯水处理系统应包括哪些部件?
答:(1)互为备用的循环水泵。以保持发电机运行中冷却水循环的需要。 ‘
(2)互为备用的水一水热交换器。一般一台热交换器退出运行时，发电机能在额定运行工况及最大容量运行工况下安全运行。
(3)机械过滤器。其作用是除去冷却水中的金属微粒和水垢。
(4)互为备用的离子交换器。通过使用离子交换树脂降低水的导电率。
(5)膨胀水箱。补偿因发电机温度变化引起的水的膨、缩。
(6)监控回路。水系统控制回路中，应有对温度、流量、压力、导电率等关键参数进行监测的装置和检漏及保护装置。
74(什么是蒸发冷却?其原理是怎样的?
答:目前大型发电机所广泛使用的空冷和水冷的冷却方式从热学原理上来讲都是利用冷却介质的比热吸热，从而带走热量。而蒸发冷却从热学原理上是利用流体介质自身吸热后沸腾时的汽化潜热带走热量。这种利用流体沸腾时的汽化潜热的冷却方式就叫做“蒸发冷却”。发电机蒸发冷却系统采用的冷却介质为氟里昂R—113。基于环保的原因，现改用新的氟碳化合物如Fla等介质。
发电机蒸发冷却的基本原理是:在发电机绕组线棒内的空心导体内部通以冷却液体，液体进入线棒导体后，吸收损耗所产生的热量。当液体吸热后温度达到压力所对应的饱和温度时，就由液体状态而沸腾汽化，带走热量，达到冷却电机的目的。在结构上它利用立式水轮机本身的结构特点实现无泵自循环。其循环原理是:当空心导体内的冷却介质吸收热量逐渐汽化形成汽液混合物时，其密度低于回液管中的单相液体密度，在重力加速度的作用下产生流动压头，维持定子冷却系统自循环。当发电机负荷变化时，其损耗热量也发生变化，从而因介质吸热产生的流动速度发生相应的变化，流动压头和总阻力损失在一定的条件下达到新 的平衡，自动适应发电机冷却的需要。蒸发冷却系统原理见图2(16发电机线棒蒸发冷却示
32
意图。
与水内冷发电机结构类似，蒸发冷却的发电机每根线棒都有一条气支路，分为上、下两个接口。下接口为进液口，通过绝缘引管与集液管相连;上接口为出气口，通过绝缘引管与集气管相连。集气管与集液管间通过冷凝器相连接，形成一个闭合的循环管路。
目前在大型水轮发电机上，只有李家峡电厂的一台400Mw水轮发电机上使用了蒸发冷却技术。
线棒下
集液管
图2-16发电机线棒蒸发冷却不意图
75(转子集电环(滑环)有哪些技术要求?
答:集电环固定在转轴上，随机组转动时与电刷滑动接触，将励磁电流传递到转动中的励磁绕组之中。一般集电环(及刷架)的绝缘等级多为B级绝缘。集电环两极之间通过适当厚度的绝缘隔离，以保持所需的电气距离和防污爬电距离。
大型水轮发电机的转子滑环一般采用A3钢或35SiMn等制成。滑环与电刷接触表面的粗
2糙度应达到RaO(8,1(6的要求，相应的对应电刷的电流密度选择以5,8A,cm为宜。某些通过大电流的集电环外表面还加工有螺旋状沟槽，以适应大电流的散热需要。此外，在环的摩擦面涂敷较软的金属如镉，对降低摩擦系数很有好处。
76(发电机有哪些常用电刷?不同种类的电刷是如何构成的?
答:发电机转子滑环常用的电刷有天然石墨电刷和电化石墨电刷。水轮发电机多使用电化石墨电刷，如D172等。
33
天然石墨电刷是以天然石墨粉作基料，用树脂、煤焦油或沥青作黏接剂，经混合、压制、固化(或焙烧)再加工而成。根据原料和黏接剂的种类和含量的不同，可以制成电阻系数范围较大的品种。
电化石墨电刷是采用碳黑、焦炭、木炭和部分石墨粉，以煤焦油或沥青作黏接剂，经混合、磨粉、压制、固化(或焙烧)经2500?以上石墨化处理等工序制成半成品毛坯，再加工而成。所谓电化石墨就是将经1300,焙烧固形后的毛坯再经过2500,以上的高温处理，使其配料中的无定形炭转化为人造石墨。
此外，还有金属石墨电刷。金属石墨电刷是以金属粉末(如铜、银、锡、铅等)和石墨粉为基本原料，经混合、磨粉、压制、固化(或焙烧)加工而成。
77(电刷的引线是如何与电刷固定的?
答:电刷引线与电刷的固定方式有填塞法、扩铆法、焊接法和模压法几种。
(1)填塞法是在电刷上预先钻好锥形孔或螺纹孔，引线连接部用导电的粉末填塞，用树脂胶将填塞孔表面封好。适用于电刷截面较大的情况。
(2)扩铆法是在电刷上钻孔、铣槽，将刷辫经所钻的孔穿人铣槽并绕在铜管上，然后将铜管两端扩张。为降低刷辫与刷体铣槽的接触电阻，有时还需在铣槽表面镀铜。由于机械强度好，适用于振动条件下使用的电机电刷。
(3)焊接法与上工艺一样，只是最后采用锡焊的方法焊牢，适用于小型电机。
(4)模压法是在压制刷体的过程中同时固定刷辫，适用于含铜量高的电刷。
78(什么是电刷的电阻系数?为什么同一发电机滑环上不允许采用不同牌号的电刷?
答:在非金属材料中，碳是良导体，但与金属材料相比还有较大的差距。电阻系数就是表征电刷导电能力的一个特征参数。
不同种类的电刷因电阻系数的差异也决定了它应用的场合。当然电阻系数也不是越低越好，对低压大电流如水轮发电机组的励磁回路，就要求低一些;而对像直流电机需要换向特别是换向困难的场合，则要求电阻系数高一些。
不同牌号的电刷其电阻系数不一样，运行时与滑环表面的接触电阻也不一样，如果混用，会使每个电刷上的载流不均匀，从而导致某些电刷首先过热而损坏，进一步恶化又导致其余的电刷损坏，特别是在电刷数量少的结构中，更为严重。因此，对同一发电机滑环上使用的
34
电刷，不能混用不同型号的电刷，即使同一型号。由于生产工艺的原因，不同的生产厂家生产的电刷可能电阻系数也有一定的差异。如有条件，使用同一厂家同一批次的产品较好。
79(滑环表面的氧化膜有什么作用?
答:在运行后的滑环与碳刷的接触面上，有一层咖啡色或浅蓝色、褐色的薄膜，这就是氧化膜。这层薄膜由两部分组成，一是与基体金属结合在一起的金属氧化物和氢氧化物，称为氧化薄膜，其二是碳素薄膜，主要是来自运行中电刷的极细小石墨粒子和杂质(包括空气中的水分)组成。氧化膜具有一定的电阻，对导电并不利(对需要换向的电机而言，它可以提高换向性能)，但它具有良好的润滑性能和减磨性能。在刷、环对磨时，由于氧化膜的存在，相当于形成石墨问的对磨，从而降低了摩擦系数和磨损，也可降低碳刷的抖动和噪音。
80(电刷的弹簧压力对电刷的运行有什么影响?
答:制造厂家对电刷的运行压力都有明确要求，针对不同性能的电刷其压力值是不相同的。如果压力偏小，则会造成电接触不良，使电气磨损增加。如果压力偏大，则又会使机械磨损增加。因此应保持在一个合适的中间压力值。所以在检修中应定期检测电刷的压力是否在合适的范围之内。
81(水轮发电机的励磁系统有哪些方式?
答:水轮发电机的励磁方式主要有两种:同轴旋转的励磁机和静止晶闸管整流励磁系统。目前还有采用绝缘栅一双极型晶体管代替晶闸管作控制元件的励磁系统。同轴旋转的励磁机 只在以前的老式发电机上还使用，目前主要使用后一种励磁方式。
励磁机实际上就是直流发电机，根据其整流输出情况，又可分为直流励磁机和交流励磁机。
直流发电机是电枢绕组在磁场中旋转，因此，根据这个磁场的电源(即励磁机本身又需要励磁)，直流励磁机又可分为它励式、自并励和复励，这就是为什么励磁机又带有付励磁机的原因。由于存在直流换向的问题，直流励磁机的容量有限。
交流励磁机利用交流发电机带静止或旋转的整流器为发电机提供励磁，因此又可分为交流励磁机带静止整流器和交流励磁机带旋转整流器(无刷励磁机)两种。交流励磁机不存在换向整流子的问题，使维护工作量较直流励磁机大为减少。
晶闸管整流励磁也称为静止励磁机，根据电源来源，分为电势源静止励磁机和复合源静
35
止励磁机。前者主要指从发电机端并联的励磁专用变压器取得电压源，也称自并励可控硅励磁。后者主要指由并联励磁变和位于发电机中性点侧的励磁串联变压器侧联合提供电压源和电流源，也称自复励可控硅励磁。这两种方式是目前应用较多的方式。
(三)发电机检修法规部分
82(水轮发电机检修中有哪些检修规程可以参照?
答:我国国家标准以大写字母GB表示，电力行业标准以大写字母DL表示，,后的T表示推荐，不带T的表示为强制性标准。电力行业标准现多以推荐形式发布，作为设备检修的指导。目前，水轮发电机的检修，主要依据是电力行业的推荐标准。但由于各厂机组的情况相差很大，因此，各发电机设备检修单位，应参照这些标准，制订出适合本单位发电机组检修的“发电机检修规程”。
可供参考的主要标准有:
——《三相同步电机试验方法》(GB,T 1029—1993);
——《旋转电机定额和性能》(GB 755—2000);
一《水轮发电机基本技术条件》(GB,T 7894—2001);
——《水轮发电机组安装技术》(GB,T 8564--2003);
——《电业安全工作规程》(DL408—1991);
——《电气设备预防性试验规程》(DL,T595—1996);
——《进口水轮发电机设备技术规范》(DIJT730--2000);
——《水轮发电机运行规程》(DL,T751—2001);
——《立式水轮发电机检修技术规程》(DL,T 817—2002);
——《发电企业设备检修导则》(DL,T 838—2003)，代替SD230---1987《发电厂检修规程》。
除以上这些规程外，设备制造单位的随机技术文件如:安装技术规程、发电机运行维护手册、绝缘规范、各种胶和漆的配料表、材质要求、原始数据等均应作为制订发电机检修规程的重要依据。
83(电力标准对水轮发电机组的检修有什么规定?新的检修等级与原检修分类有什么不同?
36
答:发电机是发电厂的主设备，它的运行好坏直接关系到整个电力系统和社会经济的运行。因此，对发电机组的检修历来都有比较明确的规定。
1987年，国家主管部门原水利电力部修订颁发的《发电厂检修规程》(SD230---1987)，是对发电企业设备检修计划编制、审批和实施作出的强制性规定，贯彻的是“应修必修，修必修好”的检修原则。对于搞好设备检修，保证发电设备和电网的安全、稳定、经济运行发挥了重要作用，这与我国长期实行的计划性检修体制相适应。
2002年，电力行业水电站水轮发电机标准化技术委员会发布了电力行业15MW以上立式水轮发电机检修的推荐性标准《立式水轮发电机检修技术规程》，这是专门针对水轮发电机检修而制订的标准。制订该标准时，考虑到我国大部分水电厂仍然是采用“计划检修”体制，因此，发电机的检修计划和检修项目的制定，仍然是与计划性检修体制的要求相对应的。
随着我国电力工业的发展，大容量、高参数机组不断投入运行，同时也有不少进口发电机组投入运行，不同的机组技术水平有一定差距，其可靠性、安全性、经济性差别较大，原标准对检修项目、检修周期等所作的规定已不尽适用。随着电力系统的改革，在“厂网分开、竞价上网”新的电力体制下，发电企业作为独立的经营主体参与市场竞争，设备检修管理已属企业内部经营管理范畴。但是，发电设备检修具有共同的特性，而且发电机组作为电力系统的重要组成部分，其检修安排对电网安全、稳定运行有重大影响。因此，仍需要有一种行业性标准对其进行规范。因此，国家经济贸易委员会发布了电力行业标准《发电企业设备 检修导则》(DL,T 838—2003)，以代替SD230---1987，将原强制性标准改为推荐性标准。其中对发电机的检修规定作了一些修改:
将原机组扩修、大修、小修改为A、B、c、D四个检修等级。各检修级别的定义为:
A级检修(A Class Maintenance):是指对发电机组进行全面的解体检查和修理，以保持、恢复或提高设备性能。
B级检修(B Class Maintenance):是指针对机组某些设备存在的问题，对机组部分设备进行解体检查和修理。B级检修可根据机组设备状态评估结果，有针对性地实施部分A级检修项目或定期滚动检修项目。
c级检修(c Class Maintenance):是指根据设备的磨损、老化规律，有重点的对机组进行检查、评估、修理、清扫。c级检修可进行少量零件的更换、设备的消缺、调整、预防
37
性试验等作业以及实施部分A级检修项目或定期滚动检修项目。
D级检修(D Class Maintenance):是指当机组总体运行状况良好，而对主要设备的附属系统和设备进行消缺。D级检修除进行附属系统和设备的消缺外，还可根据设备状态的评估结果，安排部分c级检修项目。
在发电厂中，我们已习惯的检修类型在《立式水轮发电机检修技术规程》中定义为:
发电机小修(small range 0f maintenance for hydro—generator):为了保证发电机在大修周期内安全运行到下一次大修，对发电机进行定期的检查、清扫、试验和修理，消除已发现的发电机局部缺陷或更换个别零部件。
发电机大修(1arge range 0f maintenance for hydro—generator):对发电机有计划的进行彻底的、全面的检查和修理，全部或部分解体，进行更换、修理易损的主要部件，恢复发电机设计能力和出力。
发电机扩大性大修(expended range 0f maintenance for hydro—generator):指吊出发电机转子的检修。
从上述的定义中可以看出，新的推荐性检修规程对发电机组的检修要求已有了较大的变化。从水电厂的实际检修情况来看，A修基本与扩大性大修相对应，B修与大修相对应，c修与一般性小修相对应，而D修与诊断性小修相对应。考虑到生产实际的连续性，本书很多相关部分仍以扩修、大修、小修叙述。
84(什么是机组的状态检修?状态检修有什么特点?
答:状态检修(Condition Based Maintenance)的定义为:根据状态监测和诊断技术提供的设备状态信息，评估设备的状况，在故障发生前进行检修的方式。
从定义可见，状态检修是在掌握设备目前“状态”的基础上，即以设备目前的性能和运行状态为考察点，在性能监测和状态诊断基础上，根据分析结果来安排检修时间和检修项目。状态检修是建立在设备广义的监测与诊断、设备的可靠性评价与预测、设备的评估与管理基础之上的。和传统检修模式相比，状态检修工作最主要的改进是用科学的分析和组织方法，代替依赖规程和经验制订的检修周期、工艺及质量标准。状态检修是运用综合性技术和管理手段，准确掌握设备状态、预知设备故障而进行检修决策和管理的一种先进设备管理模式，它与设备的制造质量、状态检测水平乃至检修体制、先进的工器具等都是密不可分的。
38
85(什么是机组的定期检修?
答:定期检修(Time Based Maintenance)是一种以时间为基础的预防性检修，是根据设备磨损和老化的统计规律，事先确定检修等级、检修间隔、检修项目、需用备件及材料等的检修方式。
我们目前普遍实行的大都是预防性检修也即计划性检修体制。基本上是以定期检修为标准进行的。
86(发电机组检修的检修间隔和检修等级组合方式有何规定?
答:2003年版的《发电企业设备检修导则》推荐方式见2-2(
表2(2 机组A级检修间隔和检修等级组合方式
A级检修间隔
机组类型 检修等级组合方式
(年)
组合原则:在两次A级检修之间，安排一次机组B级
多泥沙水电厂 4,6 检修;除有A、B级检修年外，每年安排一次机组c级水轮发电机组 检修，并可视情况，每年增加一次D级检修。如A级检
修间隔为6年时，检修等级组合方式为A--C(D)一c
(D)一B--C(D)一C(D)一A(即第1年可安排A级检修1
次，第2年可安排c级检修1次，并可视情况增加D级 非多泥沙水电 8,lO
检修1次，以后照此类推) 厂水轮发电机组
各类机组的A级检修间隔和检修等级组合方式可按表2—2的规定执行。发电企业可根据机组的技术性能或实际运行小时数，适当调整A级检修间隔和采用不同的检修等级组合方式，但应进行技术论证，并经其上级主管机构批准。
此外，在不影响发电和电力调度为界限的情况下，导则对多泥沙河流的磨蚀严重的水轮发电机组的检修停用时间和因设备更换重要部件或其他特殊需要的机组检修停用时间也作了相应的规定。
87(发电机各等级检修的主要内容有哪些?
答:(1)A级检修标准项目的主要内容。
39
1)制造厂要求的项目。
2)全面解体、定期检查、清扫、测量、调整和修理。
3)定期监测、试验、校验和鉴定。
4)按规定需要定期更换零部件的项目。
5)按各项技术监督规定检查项目。
6)消除设备和系统的缺陷和隐患。
(2)B级检修项目是根据机组设备状态评价及系统的特点和运行状况，有针对性地实施部分A级检修项目和定期滚动检修项目。
(3)C级检修标准项目的主要内容。
1)消除运行中发生的缺陷。
2)重点清扫、检查和处理易损、易磨部件，必要时进行实测和试验。
3)按各项技术监督规定检查项目。
(4)D级检修的主要内容是消除设备和系统的缺陷。
88(发电机检修有哪些主要项目?
答:对不同结构的发电机，其检修项目也有很大的区别，DL,T 838—2003《发电企业设备检修导则》中，推荐了水轮发电机检修的参考项目。各电厂应根据本厂发电机的结构和运行维护情况，制订本厂的发电机检修规程，确定各等级检修的检修项目。表2(3为原导则附表:
表2-3 水轮发电机检修参考项目
A,B级检修标准项目 部件名称 (其中不带*的为B级检修项目) 特殊项目
1(检修定子机座和铁芯，检查径向千斤顶，检查及更换
剪断销
2(检查定子端部及其支持结构，修理齿压板
3(检查定子绕组及槽口部位
4(检查、修理挡风板，灭火装置
5(进行电气预防性试验
40
6(对水内冷定子线棒进行反冲洗及流量、水压试验
7(校验测温元件 1(更换线棒
(一)定子 8(更换测温元件 2(重叠铁芯
*9(更换部分齿压板 3(改造定子机架
*10(全面处理端部接头、垫块及绑线 4(更换支持环
*11(检查、处理分瓣定子合缝，检测并处理定子椭圆度
*12(进行线棒防晕处理
*13(检查和处理定子槽楔，检查和清扫通风沟
1(测量发电机空气间隙
2(检查轮毂、轮臂焊缝，检查组合螺栓、轮臂大键、轮
环横键
3(检查磁极、磁极键、磁极接头、阻尼环、转子风扇
4(清扫转子(包括通风沟)
(二)转子 5(检查制动环及其挡块 1(改造转子、更换磁极( 及主轴 6(检查、调整滑环电刷装置及 2(车削或更换滑环
7(进行电气预防性试验及测量轴电压、轴电流
8(对水内冷转子进行反冲洗、流量及水压试验
9(调整机组轴线(包括受油器操作油管)
*10(处理轮环下沉
*11(修理轮臂大键
*12(测定调整转子圆度及磁极标高
*13(处理磁极线圈匝间绝缘
*14(更换部分磁极线圈、引线或阻尼绕组
*15(对转动部分找动平衡
*16(处理制动环磨损
*17(进行主轴探伤
41
(三)轴承 1(检查推力轴承转动部分、轴承座及油槽
2(测量弹性油箱压缩值 1(更换导轴瓦、推力瓦
3(检查及修刮轴瓦，进行水冷轴瓦通道除垢及水管路水 2(更换油冷却器
压试验 3(改造冷却循环系统
4(测量、调整导轴瓦间隙，检查导轴承 4(返厂研磨或更换镜板
5(检查处理轴承绝缘
6(处理润滑油
7(检查油冷却器并进行水压试验，清扫油管路、水管路
并进行水压试验
8(清扫检查高压油顶起装置
9(检查、处理除油雾装置
*10(对推力轴承调水平并进行推力瓦受力调整
*11(检修处理推力头、卡环
*12(研磨推力轴承镜板
(四)机架 1(检查清扫机架
*2(处理机架组合面 加固或改造机架
*3(测量、调整机架中心、水平
1(励磁机 1(励磁机
(1)测量、调整空气间隙 (1)车削、涂镀励磁机整
(五) (2)清扫、检查励磁机各部及引线 流子
励磁系统 (3)检查、调整电刷装置，修刮云母槽 (2)更换励磁机磁极或电
(4)清扫、检查励磁回路各元件并进行电气性能试验 枢绕组
(5)检查、处理励磁机槽楔 (3)更换大功率整流单元
(6)测量和凋整励磁机摆度 (4)改造整流子
(7)进行励磁机空载及负荷特性验 2、自并励静态励磁装置
*(8)重焊励磁机电枢绕组头，重扎绑线 (1)更换励磁调节器
“(9)调整励磁机主极、换向极间距 (2)更换功率柜
42
2(自并励静态励磁装置 (3)更换灭磁装置
(1)清扫、检查装置外观 (4)更换励磁变压器
(2)检查、试验励磁变压器、串联变压器、并联变压器、
电压互感器、电流互感器
(3)检查、测试单元板、脉冲扳、功率柜及整流元件
(4)检查并较验各继电器、接触电器，二次回路并测试绝
缘
(5)检修风机
(6)回路模拟试验并进行静态、空载、带负荷工况下试验
(7) 励磁调节器特性试验
(8)检查、调试系统稳定装置(PSS)
(9)检查、修理灭磁装置及转子过电压保护装置
*(10))功率整流元件更换
(六)通风1、对冷却器进行检查、清洁、防腐、水压试验 1(更换冷却器或铜管 及其冷却系2、检修管系阀门并进行水压试验，修补保温层 2(改造转子风扇或风斗 统 3、检查、修理通风系统
(七)制动 1、测量与调整制动器闸板与制动环间 隙
装置 2、更换制动器闸板 1、更换制动器或较大程
3、分解、检修制动器并进行耐压试验 度改进结构部件
4、检修制动系统油、气管路、阀门并进行压力试验 2、改造制动系统
5、进行制动系统模拟动作试验
6、校验电气制动系统，检修开关
1(测量永磁发电机空气间隙
(八)永磁 2(检查、清扫永磁发电机，给轴承注油，检查传动机构
发电机转速 3(检测永磁发电机转速电压特性
继电器 4(检测或更换转速继电器
*5(检修永磁发电机转子
43
*6(更换永磁发电机轴承
1(检查、修理发电机开关、母线、电流互感器、电压互
感器、避雷器
2(检查、校验及修理各种仪表和变送器检测原始测点
(九) 3(修理、调整、校验继电保护与自动装置及其元件或更发电机系 换部分元件
统的一、 4(检查、测试故障录波器装置
二次设备 5(检修、试验抽水蓄能电厂变频启动装置
6(检查、修复电缆防火系统
1(测试电气设备接地系统
2(检查、测试母线及高压电缆绝缘特性
3(电气设备进行预防性试验
4(检查、测试发电机在线监测系统
5(整体试运行试验
(1)进行充水、空载及带负荷试验
(2)测量机组各部振动、摆度、温度
(十) (3)进行机组甩负荷试验
其他 (4)测定导叶漏水量
(5)进行调相、进相运行试验
(6)对有条件的机组，进行效率、耗水率试验
(7)进行机组超速试验
*(8)测量发电机电气参数
*(9)进行动水关闭快速闸门或进水阀试验
89(发电机大型检修前应做好哪些准备工作?
答:(1)掌握所修的发电机目前存在的缺陷和问题，如何在检修中解决。重要的技术改
造项目可预先派人与厂家进行技术交流。
44
(2)根据现场实际情况编写出检修技术。
(3)编制检修项目及施工进度表(机组检修网络图)。
(4)准备检修所需的材料、仪器仪表和试验设备(均应检查试验合格)、常用工具(电动工具应测试绝缘)，施工机具、安全用具等。
(5)应清查备品配件并检查专用工器具和设备，这些可能是不常用的，有的材料类的备品如含胶和漆的材料有限定的使用期限，即不能早也不能晚，应保证及时、完好和完备。
(6)根据检修网络图，确定各检修项目的人员安排，确定需要协作配合的内容。
(7)编制施工中的安全措施，搞好检修前作业人员必要的培训和安全学习，使工作人员熟悉检修项目和检修质量要求、工作中的重点和危险点。
(8)检修辅助设备应处于良好状态，如厂房桥机、移动配电盘和照明、电加热设备等。
90(发电机定子转子应检查的部位有哪些?
答:无论是什么等级的检修，对发电机各部分的检查项目是大致相同的，只是A级检修的检查更全面更彻底一些。检查的目的是为了发现问题以便更有效地处理问题。一般检修不能处理的项目，应进行记录，以便以后更高等级的检修中处理。不同结构的发电机，其检查的重点有所不同，发电机内部虽然要检查的项目很多，但其检查要点总括起来不外乎以下几点:?结构件有无松动、损坏;?导电件和绝缘件有无放电痕迹、过热和裂纹;?机内有无异物。
下面以空冷机组检修电气部分检查(目测为主)为例，见表2(4
部位 检查项目 判断的一般原则
定子线圈的上、下端部 1、线棒端部应无电晕痕迹，特别是垫块、线棒与端箍的
夹缝处。绕组端部应清洁无积灰，无杂物及油垢。各部
位绝缘应无操作、老化现象。
2、端部垫块、斜边垫块及端箍等部位的绑扎应紧固无松1(定子绕组
动。
部分
3、绕组无下沉现象。
无裂纹、无松动、过热现象;环氧填充物无涨出或流
接头绝缘盒 胶现象
过桥接头绝缘 应无裂纹或过热现象
45
槽部通风沟处 风沟无堵塞;线棒无电晕
1(不应出现因硅钢片松动造成的线棒绝缘磨损现象。
2楔下垫条无串动现象。下部槽楔应牢固绑扎，绑绳
定子线圈在上、 不应松动或折断。上部槽口斜楔无跃起或脱落。
下槽口部位 3(口部垫块绑扎应无松动现象
1、铁芯压板牢固无变形，拉紧螺杆、螺母无松动。齿部
定子芯上、下齿部 硅钢片应无松动或损坏，应无由于铁芯片松动而产生的
锈粉。
2(铁芯上、下无局部过热现象。
3、压口应无松动、左右偏离现象
铁芯背部 对可进入发电机背部的机组，可由冷却器进人门进入铁
芯背部，铁芯背面应保持清洁、丁净。铁芯片及拉杆应
无松动、断裂
槽楔紧度 可通过磁极间的间隙抽查上、下部分槽楔或对称拔出两
个磁极盘车伞部检查。槽楔应无松动、位移或破裂
1(匝间绝缘应无损坏、老化。绝缘部分不应出现分层
磁极线圈绝缘 现象。
2(内、外绝缘压板应无裂纹、损伤。应清洁、无放电
痕迹。
2(转子绕组 3(磁极迎风面应清洁无污垢
部分 1(软连接的软铜片不应断裂，硬连接则应无裂纹，接
头不应松动。
磁极线圈连接线 2(磁极接头不应有过热现象。磁极接头固定螺栓及拉
及磁极接头 杆部分牢固、部件无松动，锁片紧固。
3(磁轭上固定的接头，其绝缘压板、极间连接铜板及
46
压板无断裂、松动
1(阻尼环无断裂、无松动。
阻尼环及其接头 2(阻尼条与阻尼端环的连接部分应无裂纹。
3(阻尼环软接头、连接螺栓应紧固，锁片紧固
引入线的绝缘应无枯干和过热现象，接头部分无过热
转子磁极引入线 现象。引线固定绝缘无磨卡、无损伤。固定螺栓应牢固
无松动，锁片完好紧固
扇面应无变形、无裂纹。铆接部分应完好。固定螺栓、
转子风扇 锁片完好无松动
磁极键和磁轭键 应固定牢固，焊接点无开裂现象
3(其他部分 1(汇流环及引线绝缘应无损伤及电晕现象。各连接接
头部分无过热现象，如敷设有不同温度的示温片，应检
查其过热熔化情况。
定子汇流环及引出线 2(汇流环及引线支架不应松动，固定螺栓应牢固无松
动，锁片完好。如属绑扎固定，则绑扎应无松动。
3(风洞内引线接头无过热，绝缘支持板无过热
和放电现象
定子测温线 引线无损伤，外屏蔽层良好
47
定子引线盖板、 1(上下部盖板、挡风板应无变形、破裂和松动。 挡风板 2(各焊接部位无开焊现象。
3(固定螺拴应紧固，各平垫、弹簧垫圈或锁片
等应锁定良好
3(其他部分 应无过热现象;绝缘应无老化或破损，固定螺丝、锁
励磁电缆接头 片等应紧固无松动
最后封闭人孔门前拉通一遍气隙应无异常。机内无任
定、转子间气隙 何遗留物
1(上、下刷架问的绝缘支持板、刷架对地绝缘支撑杆、
电缆引线及接头等应清洁无脏污，刷架间和刷架对地应
无短路或接地的可能。
2(滑环表面平整光滑，应无变色、过热现象，接触面
刷架和滑环 无明显凸凹点。
3(滑环问的绝缘支持板应清洁无脏污，极间绝缘应无
短路的可能。大轴磁极引入线与滑环的接头部分连接牢
固，应清洁无脏污、无过热现象
1(电刷应完整无裂纹无过热，边缘无剥落。工作电刷
长度不小于原长度的1,2，电刷与滑环面的接触应不少
于刷面的75,。
2(电刷与滑环上下环平面的上下端距应符合要求。
电刷、刷握与弹簧 3(电刷在刷握内抽动应无跳动或卡滞或太松，刷与刷
握应有0.1,0.2“?n的间隙。电刷连接软线应无过热
或阻滞电刷现象。
4(刷握与滑环的距离及角度应符合要求。
5(恒压弹簧压力应正常
48
与大轴应接触良好，电刷抽动灵活、电刷长度不小于
转子接地电刷 新电刷长度的l,2。
9l、工作人员进入发电机内工作有何注意事项?
答:视发电机的检修等级和工作人员的配备情况，在检修中发电机风洞可设专人管理。进入发电机的工作人员须将衣袋内的物品取出，特别应防止带有金属的物品如钢笔、打火机、钥匙等携人发电机内。对必须带入发电机内的物品逐一进行登记，工作完后核消，严格执行登记。开启人孔门时要防止螺丝、螺母掉人机内。进入发电机内部严禁穿钉子鞋等硬底鞋，严禁踩踏或吊攀线圈、引线，以免损坏绝缘。在发电机内有动火的工作，还 应按动火工作的规定进行管理。
机内工作防范的重点是防止物品遗留在发电机内，这方面的反面例子在发电机的检修中是很常见的。一般发电机内部工作至少需两人在一起，发现各种异常情况应立即逐级上报，以便迅速组织处理。
92(发电机检修要进行哪些电气试验项目?
答:根据发电机的结构和检修等级的不同，发电机检修的试验项目有所偏重。对发电机本体的B级检修，常规的电气试验项目见表2(5。
表2(5 发电机B修主要电气试验项目
序号 试验项目 说 明
一 常规试验项目
1 定子绕组的绝缘电阻、吸收比或极化指数
2 定子绕组泄漏电流和直流耐压
3 定子绕组直流电阻
4 定子绕组交流耐压
5 转子绕组绝缘电阻
6 转子绕组交流耐压
7 转子绕组直流电阻
8 磁极交流阻抗和功率损耗
49
9 磁极接头直流电阻
10 励磁回路绝缘电阻
11 励磁回路交流耐压
12 检温计绝缘电阻及温度误差检验
13 开机前定子三相泄漏
14 转子升速绝缘
15 轴电压
16 发电机空载特性
二 根据需要进行的试验项目
17 定子接头电阻 必要时破开接头绝缘盒
18 定子单相接地试验 测试发电机参数
19 定子三相短路试验 测试发电机参数
20 定子线棒表面电位 需退出槽楔
21 发电机局部放电试验 需进行绝缘鉴定时进行
22 发电机温升试验 需鉴定发电机特性时进行
23 发电机铁损试验 需鉴定发电机特性时进行
24 发电机调相运行试验 仅对有调相能力的机组
25 发电机进相运行试验 需考察发电机的进相能力时进行
93(发电机绝缘电阻试验的测试项目中为什么增加了极化指数这一项?
答:大、中型水轮发电机由于电容量大，故其吸收过程很长，有时lmin的绝缘电阻仍较低，并不能真正反映发电机的绝缘电阻，也不能真实地反映定子绕阻受潮和绝缘受损的情况，所以增加了极化指数的测量。从电介质理论来看，吸收比测量试验由于时间短(60s)，大容量电容类的设备复合介质中的极化过程还处于初始阶段，不足以反应极化的全过程，不能完全反映绝缘介质的真实情况，故以吸收比的结果判断受潮不够准确;而极化指数试验时间为600s，介质极化过程可以为基本已接近完成，故能较准确地反映绝缘受潮情况，易于在实际工作中作出准确判断。此外，极化指数在较大范围内与定子绕组的温度无关。
50
国外工业发达国家从上世纪40年代起就开始采用“极化指数”试验。我国1996版的《电气设备预防性试验规程》在绝缘电阻试验项目中，增加了极化指数试验项目。
94(发电机定子绕组局部更换线棒在电气交流耐压试验上有什么规定?
答:对于10(5,18kV、容量大于IOMW的发电机线棒规定见表2-6。
表2-6 发电机局部更换条式线棒交流耐压试验值
序号 线棒所在部位 试验形式 试验电压(kv)
单根;直线部分包金 l
单根线棒下线前 属箔接地 2.75Un+.5
2 下层线棒下线后(与其他线棒连接前) 单根;其余线棒接地
0.75(2.5 Un+2(O)
上层线棒下线后(打完槽楔，与其他线 3
棒连接前)与下层线棒同试 其余线棒接地 0.75(2.5 Un+1(O)
4 连接、焊接完成，接头绝缘完成后 分相
0.75(2(O Un+3.0) 5 所有更换工作完成后 分相 1.5 Un 如果发电机制造厂家有明确规定，应参照厂家的标准。
95(为什么将发电机泄漏电流试验和直流耐压试验分开描述?
答:在原《电气设备预防性试验规程》中，只规定了“直流耐压并测量泄漏电流”;在1996的新版本中，该项描述为“定子绕组泄漏电流和直流耐压试验”，将“泄漏电流”单独列出并提前，是为了突出测量泄漏电流对判断发电机绝缘状况的重要性。
泄漏电流和直流耐压的试验接线和测量方法是一致的，所加的电压也一样。但两者侧重考核的目的不一样。直流耐压主要考核发电机的绝缘强度如绝缘有无气隙或损伤等。而泄漏电流主要是反应线棒绝缘的整体有无受潮、有无劣化，也能反应线棒端部表面的洁净情况，通过泄漏电流的变化能更准确予以判断。
96(为什么对发电机绝缘要采用交流耐压和直流耐压两种方式?
答:工频交流耐压，是模拟了发电机实际运行情况下的电压、频率和波形，故得出的试验结果可信度较高。发电机线棒在线槽的直线部分与铁芯相接触(即接地点)，而端部远离铁
51
芯，由于存在耗散的电容电流，在线棒端部到定子铁芯之间的绝缘表面上产生了交流压降，因此，端部所受电压较线槽部分小，因而端部绝缘的缺陷不易暴露。可以说交流耐压主要考查了线棒线槽和槽口部分的绝缘情况。
直流耐压时，没有电容电流，仅有很小的泄漏电流，线棒绝缘表面也就没有明显的压降，线棒端部虽离铁芯远，但沿端部表面绝缘的电压分布均匀，端部承受的电压基本不变，因而可以反应端部绝缘存在的缺陷。但直流电压下，绝缘介质上的电压与电阻成正比，与电容无关，故直流耐压对线槽部分绝缘的缺陷检测效果差，从介质损耗发热的观点出发，交流比直流能更有效地发现槽部线棒绝缘的缺陷。
由于交、直流耐压具有对应于线槽与端部的特点，因此，两种方式的耐压都要采用。
97(为什么要在发电机开机时测量转子升速绝缘?
答:对于某些结构的发电机转子，发电机转子绕组的绝缘发生的接地故障往往与转子旋转时的离心力有关，而这类故障在停机状态下的测试中却反应不出来。因此，在发电机由零转速升至额定转速时，测量此阶段的转子绕组绝缘，可以判断转子绕组是否存在这类故障，以便于准确地查出故障，保证转子绕组在正常运行时没有隐患。
98(发电机内应埋置多少电阻温度计?
答:在《水轮发电机基本技术条件》(GB,T 7984--2001)中对容量大于12(5MVA的水轮发电机规定为:
(1)对空冷发电机:定子为单支路时，埋置12个;当定子绕组支路数大于2时，绕组每相每个并联支路上埋置2个。在DL,T 730---2000《进口水轮发电机设备技术规范》中，对发电机定子铁芯高度大于2m以上的发电机，要求每相每个支路至少应埋置3个，分为上、中、下布置。
(2)对水内冷的发电机:?在发电机定子绕组每个并联水路出水端的上、下层线棒间埋设1个;?在定子铁芯槽底埋置6个;?每套纯水处理系统进、出水总管各埋置1个;?在发电机定子绕组每个并联水路的绝缘引水管出水端埋置1个。
99(水内冷机组线棒对水质有什么要求?运行中应监测哪些参数?
答:对全密封的水内冷系统，经处理后的水的主要参数应符合以下要求(水温为25?时):水质纯净、脱离子、无固体杂质，pH值为7—9;硬度小于2汹l,L，含铜量?40?L，
52
主回路导电率?2“s,cm。
发电机在运行中，应定期测量内冷却水中的含铜量、硬度等参数。还应在线连续测量冷却水的导电率和pH值。
100(对发电机主要电气部分的温升有何要求?
答:在《水轮发电机基本技术条件》 (GB,T 7984—2001)中，规定了B级绝缘和F级绝缘(冷却介质温度不超过40?)的温升限值见表2(7。
表2-7 发电机部件允许温升限值 K
发电机部位 B级绝缘 F级绝缘
埋置检温计法 温度计法 埋置检温计法 温度计法
空冷定子绕组 85 105
定子铁芯 85 105 水内冷定子绕组出水 25 25
集电环 80 90 101(发电机组对其附件的管道颜色有什么规定?
答:水轮发电机组附属管道颜色规定见表2(8。
表2-8 发电机组附属管道颜色规定
序号 管 道 色 别 色 环
1 供油管 红色 无环
2 排油管 黄色 无环
3 供水管 蓝色 无环
4 排水管 绿色 无环
5 压缩空气管 白色 无环
6 消防水管 桔黄色 无环
(四)发电机检修工艺部分
102(发电机定子线棒更换有哪些主要工序?
答:以普通工艺发电机更换下层普通线棒(锡焊接头)为例，未吊出转子检修的情况下更换线棒的主要工序有(有些发电机需吊出转子才能更换线棒):
53
(1)准备工作。
1)拆除需更换线棒对应部位的发电机上机架盖板。
2)拆除对应的发电机定子上挡风板;下挡风板根据需要确定是否拆卸。
3)确定要拔出的磁极，拆除其对应的磁极连线、阻尼环连接头。
4)吊拔出对应的磁极。
5)确定需拔出的上、下层线棒，并逐一编号。
6)备品线棒试验。
(2)拆卸线棒。
1)除去更换线棒相关的定子线棒接头绝缘盒，焊开线棒接头并头套。
2)除去相应线棒端部及斜边绑绳、与端箍的绑绳，取出口部垫块及斜边垫块。
3)退出需拔线棒的槽楔、斜楔及垫条。
4)取出上层线棒及层间垫条。
5)取出下层线棒及底层垫条。
6)铁芯线槽清扫，必要时喷以低阻半导体漆。
(3)回装线棒。
1)下入底层垫条及下层线棒;试验合格。
2)安装下层线棒斜边垫块、绑扎及与端箍的绑扎。
3)下人中间垫条及上层线棒;试验合格。
4)下人上层垫条及槽楔、斜楔。
5)打紧槽楔;试验合格。
6)安装线棒接头并头套，焊接接头，接头电阻试验合格。
7)安装接头绝缘盒。
8)安装口部垫块及斜边垫块、端部及斜边绑绳，槽楔下部绑绳。
(4)所有工作完成后，按工艺要求绕组端部应喷表面覆盖漆。按照拆装相反顺序回装其
余部件。
103(更换定子线棒有哪些技术和工艺要点?
答:线棒更换是发电机检修中最为重要的关键检修项目，也是衡量检修人员检修水平的
54
重点项目。
(1)施工安排。对整个工作应进行宏观的考虑。更换线棒前应对专用工具、消耗的主要材料、工作人员的安排等要有充分准备;对工作场地的照明和通风、专用烘房(或烘箱)、配漆和配胶的专用场地等都要事先策划好。
(2)材料准备。掌握不同材料的特征。不同绝缘等级的发电机应使用相应等级的绝缘材料，即使是相同型号的材料，不同的厂家使用的也会有很大的区别，不同的厂家的编号和称呼也不一样。如防晕漆、绝缘胶的组份和配比等很多材料和零件都没有互换性甚至是唯一的，使用中，其固化时间、温度要求等都是关键项目。有的材料需要提前处理，如适形毡工艺，要求使用前浸胶，因而有一定的时间限制。有的绝缘材料是有一定保证期的，且对其存储的环境温度也有要求，应严格掌握。新线棒下线前应检查线棒接头是否完好，线棒表面绝缘有无损伤，防晕层部位有无破坏，下线前的新线棒应耐压试验合格。存放时间过久的线棒应抽样进行起晕试验。接头焊接如采用的是锡焊，则使用前应对焊锡的配比进行化验，应符合厂家图纸要求;如采用的是银铜焊，则按图纸相应的牌号材料准备银焊片和焊料。
(3)技术准备。充分熟悉和分析厂家图纸，了解结构和工艺的差异，为正确解决工作中出现的问题打好基础。如有的进口机组端部垫块及斜边垫块的适形毡均是采用浸高阻半导体漆的工艺处理，但喷表面漆后，可能很难看出这一点，如果不了解而采用常规方法去处理，就会造成局部防晕结构的破坏。对关键的技术要点，可以在工作开始前组织技术培训。
(4)专用工器具。提高效率的捷径。由于机组结构的原因，专用工具缺少通用性。不同的结构型式采用的专用工具不一样。如铜焊机、大电流发生器、焊锡锅、定子线棒压紧工具、下线机等，很多电厂都有几种不同类型的发电机组，因此应做到心中有数。
(5)工作中的重点控制。
1)发电机在进行扩大性大修时，由于发电机转子已经吊出，故可以方便地进行线棒更换工作。在转子未吊出的其他类型的检修或事故抢修中，应首先根据需更换线棒的多少，确定需要拔出的磁极数量及定、转子上部相应需揭去的盖板。
2)工作中的人身和设备安全、狭小空间的通风和防火等都应有充分考虑。如果有多处线棒需要更换，则采用在转子上对称(或根据具体部位)各拔2,3个磁极，然后采用盘车的方法来移动空间。有的国外的发电机设计成不可单独拔磁极的结构，因此则只能整体吊出转子
55
才能完成线棒的更换工作。
3)更换线棒过程中，搬运线棒等重要器件时，应仔细小心，特别注意防止磕碰线棒弯折部分，以防损伤绝缘或端部防晕层。有的发电机定子线棒很长如3,4米，重达几十公斤，因此在下线时应根据现场条件考虑使用专用工具，使线棒徐徐从上部吊人安装位置，以防止在狭小的空间中因搬运不当造成线棒绝缘损坏。
4)因更换其他线棒而拆下的还要回装的线棒，在下入前应检查接头铜线是否完好，断股者应用银焊焊接，当接头铜线折断多于3根，则不可再用。
(6)按现行的检修体制，关键工序完成后，应验收合格后才能进行下一道工序。
104(为什么玻璃丝材料的绑绳使用前要进行脱蜡处理?应如何进行脱蜡处理?
答:玻璃纤维在生产过程中，为了集束成纱，采用了浸润剂使纤维黏合集束、润滑和防静电，以保证拉丝和纺织工序顺利完成。玻璃纤维耐磨性差，但经浸渍处理后性能显著提高。我国多采用石蜡乳剂作浸润剂，这层浸润剂对树脂的黏接有较大的妨碍作用。
现在有的绑线材料采用了改进的工艺，如采用含有偶联剂组份的增强性浸润剂等，既能满足纤维的制造要求，又不妨碍树脂的浸渍和黏接。这些材料不用脱蜡处理，有的可以在不浸胶的情况下先行绑扎，绑扎后再刷胶即可浸透。实际使用中应注意区分。
采用玻璃丝材料的绑绳，应在工作开始前在烘箱中180,200?右温度下约4,8h焙烘进行脱蜡处理，使石蜡成分挥发，以保证浸胶处理时，胶能浸入纤维，否则，胶只能停留在表层，导致绑绳在运行中绑扎不牢而开裂。绑绳应在使用前浸胶后凉至半干，呈柔韧时再使用，过干的绑绳则不可再用。浸胶配方各厂家使用不一，应尽量按厂家要求的配方处置。
105(应如何进行线棒的起晕试验?
答:按规定，更换线棒前应对存放时间过久的线棒进行抽样，检查线棒的防晕效果。同样，批量大的新线棒也应在现场按5,,10,的数量抽检进行起晕试验。发电机线棒槽部的防晕主要靠检测防晕电阻是否合格，而端部及线棒高低阻搭接区的防晕效果则主要靠观察起晕电压是否合格。
(1)起晕试验应在暗室内进行，但一般现场都没有专门的暗室，因此试验可选择在晚上进行，对试验所用房间的门窗采用厚的黑布遮挡，尽量保持有“暗室”的水平，待视觉适应后方可开始试验，观察人员应距线棒2m以外目测线棒端部是否出现电晕。试验时，应记录
56
环境温度和湿度及起晕电压。
(2)试验前，定子线棒应经低温干燥，线棒表面(包括线棒两端的引线头)应清洁干净无脏污;被试线棒应水平放在绝缘支架上。
(3)在线棒的铁芯直线段采用铝箔包缚并接地，包扎长度为铁芯线槽直线段长度加40mm(即每端各加20mm左右);铝箔应包缚平整，并用铜带可靠接地。定子线棒引线端头如有尖端，也应用铝箔包缚。定子线棒的引线头接高压侧，高压引线应用专用高压测试线，以防止导线产生电晕。
(4)线棒电晕按1(5Ue考察。电压缓慢升至1(5Ue在该电压下保持lmin，然后降压回零位，切断电源。升压过程中也应仔细观察是否有电晕出现，如有电晕出现，应记录当时的电压值，该线棒应视为防晕不合格，试验可以终止。在1(5Ue时，仔细观察，特别是线棒出铁芯段至R角部分，整个线棒应无电晕发生，则线棒防晕为合格。
106(应如何检查线棒直线段低电阻防晕层的表面电阻?
答:(1)试验仪表:可采用数字万用表;
测量电极:电极材料应采用黄铜金属，电极尺寸如下图所示，可自行制造，接触面尽量光滑。测量低电阻防晕层表面电阻的测量电极见图2-17。
图2-17表面电阻测试电极示意图
(2)试验方法。
1)试验前，定子线棒表面应清洁干净无脏污。记录线棒编号、环境温度、湿度。
2)用绝缘导线将图示的测量电极与数字万用表连接好，并选择万用表适当的量程。
3)将测量电极置于线棒直线段的低电阻防晕层表面，可略施压，应确保测量电极与低电阻防晕层表面接触良好。测试开始1min后直接从数字万用表上读取防晕层的电阻值。
4)在线棒低电阻防晕层的两面(宽面)各测量三点，即低电阻防晕层的中部和两端部各测试l点。
57
35 (3)判定标准。线棒低电阻防晕层的电阻值必须在10,10Q的范围内，如厂家另有标准，应按厂家标准执行。如果测试值超标(即使一处)，则该线棒的低电阻防晕处理属不合格，应进行防晕处理，然后再复测。
107(条形线棒拔出有哪些工艺要点?
答:(1)确定要拔出的线棒槽号，如有多根线棒，则应予编号。特别是水内冷机组的线棒，其对应的水接头也应编号。对水内冷的线棒，在拆下连接头后，应将线棒上的水接头部分用专用保护帽套好，以防损坏水接头和接头落入异物。
(2)端部垫块、口部垫块在割除绑绳后取下，当垫块因线棒夹紧不易取出时，可用木楔稍微撑开线棒将其取出。对于采用适形毡工艺压紧的垫块，取出毡块时应防止将线棒绝缘和防晕层撕伤。有损伤的应予记录，以便事后修复。焊开接头时注意不要因高温烫坏线棒端部绝缘，退出旧槽楔时注意不要击伤铁芯。
(3)线棒的取出可在线棒的上、下槽口处系上抬绳(软质绳)，将抬扛穿入绳中，并搭在铁芯上，上、下一起向槽外用力。在往外用力的同时，视情况可用橡胶锤反向击打线棒上下端部，使线棒振松，易于拔出;对于还需使用的线棒，应耐心细致，切不可蛮干造成线棒损坏。若线棒在槽内过紧时，如果可能，可在中部通风沟处增加抬绳，以免损伤线棒。有些结构的线棒很难拔出，强行拔出可能造成线棒的不能再使用。长度较长的线棒在快拔出时，要有防止线棒掉下损坏或砸伤人员的措施。根据条件，可利用桥机或其他专用工具，在线棒上部用软绳绑在线棒上端部，取出后即从上部吊出。线棒拔出及搬运过程中，应防止线棒 碰损绝缘，尤其是线棒R弯角部分更应注意防护。
(4)取出上、下层线棒问的层间垫条时，注意槽底部或上下层线棒之间是否有带有测温元件的垫条。带有测温元件的垫条和引线应编号后妥善放置和保管，以便下线时按要求复位，注意不要损伤RTD。拆下的RTD应进行校验。
(5)需更换的故障线棒拔出前应拍照并记录，线棒取出后，应注意保护故障点，再将其拍照并作好文字记录，以便进行故障分析;其余完好线棒拔出后，应仔细检查线棒防晕层、绝缘有无损伤、电晕或电腐蚀现象，有异常现象应及时组织处理。
108(条形线棒嵌入线槽有何工艺要求?
答:(1)下线前。
58
1)铁芯压指、铁芯通风沟处、铁芯硅钢片等经检查合格，应无凸出、松动或锈蚀，有故障的部位应事先处理。应先用清洁、干燥的压缩空气吹扫线槽及邻近部位线棒上、下端部，
3清扫干净后在线槽铁芯表面喷一层低阻半导体漆，表面电阻系数按厂家要求(或为5×10,510欧姆)，待低阻漆干后再下线。喷漆时应注意对铁芯线槽以外的部分进行防护。
2)新线棒预先耐压试验合格，为取出下层线棒而拔出的上层线棒亦应经耐压试验后再复位。现场保管期超过半年的定子线棒，嵌装前应抽样检查线棒表面电阻率和起晕电压，如更换数量较多，则抽查量一般为更换总数的5,,10,;新线棒应仔细检查防晕层、端部R弯、电接头(水接头)部分。
3)目前发电机定子绝缘广泛采用B级或F级绝缘，故绝大部分线棒下线工艺均采用常温下手工冷嵌即可，有特殊要求的，应按厂家要求工艺进行。
4)对非模压工艺制造的线棒，新旧线棒间可能在端部外型上有一些小的差异，特别是水内冷线棒，即有水接头又有电接头，因此应尽量选用线棒端部形状与旧线棒大致相符的使用。可采用先将线棒放入线槽进行定位的方法检查。
5)电接头采用锡焊的线棒下线前应将接头搪好锡;采用铜焊工艺的线棒应用砂纸、钢丝刷等工具，清洁接头焊接面。带水接头的线棒应将水接头的进水嘴密封好，以防止异物堵塞通道。
6)根据使用的消耗量，按厂家规定的配方浸渍定向玻璃丝带、适形毡等需浸渍的材料。近来有的厂家采用的绑扎材料可无须先浸，可绑扎后再刷透或注胶，简化了工艺。
(2)下线过程中。
1)下线前应按上、中、下三点测量槽宽及线棒宽度，掌握误差和相应的补偿情况。采用不同槽内固定工艺的结构，线棒与槽的配合尺寸是不同的。
2)上下层线棒接头相互错位不应大于5mm后距离偏差应在连接套长度范围内;如错位太大则后期难以调整。水内冷线棒应首先对好电接头的接触面。
3)下线时应注意线棒直线段应同时进入线槽，不能上部分或下部分先放进线槽，应防止碰伤绝缘。嵌线时注意不要让铁芯槽口划伤线棒，根据线棒与线槽的配合情况，可在线槽的两侧槽口上贴一道薄的透明胶带，以保护线棒，待线棒下落线槽后，再撕去透明胶带。下线过程中如果线棒防晕层划破但未伤及主绝缘，可在损伤处刷上相应的低阻半导体胶或半导体
59
漆。
4)长度较长的线棒，可采用桥机或专用工具，用绳子把定子线棒垂直悬吊，调节线棒的高程到适当的高度，辅助将线棒下入线槽，保持线棒定位后，再拆走吊绳。起吊过程中应有防止碰伤线棒的措施。配合较紧的线棒下入线槽过程中，可使用橡皮锤上下敲击两端(线棒上应垫胶垫或毛毡)，以使线棒下入线槽底部。
5)线棒下入线槽时，应注意线棒的上、下端不要弄颠倒;直线部分伸出铁芯应上下匀称(在局部线棒更换时，实际部位已经被限定了，对于大面积更换线棒或新机组安装，应按厂家图纸规定的线棒距离铁芯的尺寸要求)。
6)安置槽底垫条，应检查是否有测温元件。垫条与测温元件之间不能搭接(待槽楔打完后，应对测温电阻线圈进行检查，测温系统总的绝缘电阻应大于O(5MΩ。
7)线棒下入线槽后，下层线棒应紧靠槽底，端部应紧靠端箍，上下端与已装线棒标高应一
致，线棒就位后应注意线圈斜边间隙是否满足图纸要求。下层线棒下好后，用专用工具(如假线棒、专用压线卡条等)临时固定好下层线棒。单根线棒更换，则可直接将其与相邻线棒连垫块绑在一起。如多根线棒更换，则可先将其与端箍绑在一起。一般工艺均要求线棒与端箍间垫有适形材料，应一起绑扎牢固。然后按图纸要求放人槽口垫块、适形材料和端部斜边垫块(有的厂家对端部斜边垫块下也要求使用适形材料)，进行端部绑扎。端部绑扎应紧固，垫块应垂直对正端箍。
8)直线部分嵌人线槽时，如采用槽内半导体板填塞空隙的工艺，当槽宽大于线棒0(1mm以上时，应先用合适的环氧半导体垫条(板)垫人侧面后再下线;线棒下入线槽后，单侧间隙不能超过0(3mm、连续长度不能大于lOOmm，否则应用刷低阻半导体胶的半导体垫条塞实，塞入深度尽量与线圈嵌入深度相等。
9)下层线棒下人后，应经耐压试验合格后再下上层线棒;上层线棒下人前，如有测温元件，则应先安置好层间垫条或层间测温元件。
10)上层线棒下线的工艺与下层线棒下线的工艺要求是一致的。
(3)下线完成后。
1)如线棒更换较多，在线棒嵌装后，如有条件，打槽楔前应在额定电压下测定表面槽电位，电压值应在lOV以内。
60
2)下线完成后按规定工艺进行线棒试验、接头焊接、接头试验、接头绝缘、打槽楔及槽口垫块楔紧后绑扎等工作。
3)为防止槽楔在运行中松动下沉不能很好地固定定子线棒，因此最下一节槽楔应与线棒下口部牢固地绑扎在一起。绑扎带采用浸有环氧树脂胶的无纬玻璃丝带或Φ2mm左右的玻璃丝绳。要求绑扎紧固，外观整齐。绑扎完成后再按工艺要求刷两遍固化胶。
109(采用适形毡工艺材料的线棒下线工艺有何要求?
答:(1)将要下线的线槽清理干净。
(2)将已浸渍半导体胶并已凉干的适形毡垫条固定在线槽底部，可使用胶带固定在上下端部。对于定子铁芯较长的线槽，也要尽量采用单根垫条，最好中间不要有接头。
(3)放人下层线棒。线棒与线槽壁两侧如有间隙(仍按单侧间隙不超过0(3mm、连续长度大于lOOmm的标准掌握)，应用刷低阻半导体胶的半导体垫条塞实。
(4)调整固定好线棒的上下位置后，用专用压线工具将下层线棒压实，压紧力应按厂家的工艺要求，压紧线棒时注意线棒的轴向位置不要移动，特别是对接铜焊方式的接头。
适形毡压紧后的固化时间视胶的工艺不同而异，一般至少需24h以上。在固化过程(5)
中，适形毡会有少量收缩，因此在完成固化的过程中，还要按工艺规定的时间间隔再次压紧压线工具。压紧力和固化时间，是适形毡工艺的关键控制点。这其中任何一点的失误都会导致整个过程的失败。
(6)适形毡受压后，多余的胶会沥出，因此，特别是线棒下端部应有防止低阻胶污染的措施，否则胶干后不便清除。沥出的胶应立即擦掉。线棒下线前端部应进行端部防护处理。
(7)适形毡固化后，取出专用压线工具。
(8)试验及端部绑扎的要求同上题。
(9)将已浸渍半导体胶并已凉干的适形毡垫条固定在线棒层间。
(10)嵌人上层线棒，要求与下层线棒同。
(11)确定好上层线棒的上下位置后，用专用压线工具将上层线棒压实，压紧工艺要求同上。
(12)层间适形毡固化后取出压线工具，其余要求同下层线棒。
(13)将已浸渍半导体胶并已凉干的适形毡垫条固定在上层线棒上面，并在适形毡上面放
61
一层半导体垫条(一般0(5mm即可)。
(14)用专用压线工具将垫条、适形毡压实，压紧工艺同前，固化后拆除。
(15)打紧槽楔等工艺同前。
以上是正常情况下的操作要求，适合检修时间长的线棒更换。如果是事故抢修，则按此工艺时间上不允许，可以视具体情况进行一些简化，如线槽底层或槽楔下的适形毡可不采用，线槽底层采用半导体低阻垫条代替，槽楔下的适形毡采用半导体垫条加波纹垫条的方式替代。
110(低阻适形毡的制作工艺有何要求?
答:低阻适形毡的制作工艺与一般浸胶适形毡的制造工艺要求大致相同，只是所浸的胶应为低阻半导体胶。适形毡制作时只能在使用前的规定时间内浸制。低阻胶一般应从厂家购买，如按厂家提供的配方自行配制，则应在配置后按要求测试电阻率。由于低阻胶有沉淀性，浸渍前，胶要搅拌均匀，否则所浸的毡阻值不均匀。毛毡宽度略小于线槽宽度，毛毡浸胶后，应控制凉干时间，对于不同的环温凉干时间不一样，如冬天气温太低，应考虑有加温措施。适形毡含胶量应均匀(含胶量>70,)，毛毡浸渍后自然滴干，也可采用专用工具抹去余胶。凉干后，应以使用时柔软而不黏手为宜，如果过硬，则此毡不能再用。
111(应如何检查自制的低阻适形毡是否合格?
答:一般正式使用前应制造试品，以检验适形毡是否合格。
取一定长度的已浸胶并凉干的适形毡放人lOOmm×lOOmm×lOm左右的金属夹板中，用螺栓压紧，控制压缩率在65,左右，然后放入烘箱中加热，以100,,150?为宜，时间视不同配比的胶而定。试样固化后，取出按线棒表面电位的测试方法测试其表面电阻率，在上述范围内，则为合格。
112(线棒采用半导体胶的槽衬工艺下线有何工艺特点?
答:半导体槽衬固定线棒的工艺，下线时的工艺特点是:即时配胶，现场包敷，快速人槽，马上固定。以58题的半导体槽衬工艺为例:
(1)首先测量线槽的尺寸，大致确定所需的半导体胶的补偿量。
(2)在专用工具上，根据槽型需要的补偿量，调整合适的注胶量(如厚度在O(1,O(4mm间可调)。将一定宽度的半导体纸(聚脂无纺布)折成“v”型，在专用工具上，均匀注入半导
62
体胶。根据线棒的长度，确定注胶带的长度。
将此“v”型带折合，卷成卷带，以此卷带作包绕带，平包在线棒的直线段(由于带内含胶，平绕留1,3mm的间隙，以便线棒下人线槽后，多余的胶可自由挤出)。卷带的长度以刚好包完线棒直线段为宜。图2-18为包绕式半导体槽衬示意图。
棒端部
图2-18包绕式半导体槽衬示意图
(3)线棒包好后，必须在规定的时间之内将线棒下人下层，否则胶固化后会失去适形作用，也无法再下线。
(4)线棒下人线槽后，调整好上下端固定位置，并抹去线棒表面挤出的胶后，马上固定;
可分为上中下几段打紧)将线棒固定好，待规定时若是下层线棒，则使用假线棒和临时槽楔(
间内胶固化后取出。若是上层线棒，下完线棒后直接打紧槽楔(这一点与大多数工艺不同)。
113(定子端部整体防晕工艺结构操作有什么特点?
答:(1)端部防晕材料采用具有非线性特征的碳化硅防晕漆或浸渍带。
(2)口部垫块和斜边垫块、端箍与下层线棒的接触等均需采用以高阻防晕漆浸渍的适形毡固定。
(3)线棒端部的绑扎完成后，绑扎带以高阻防晕漆刷透。下层线棒下线完成后，需先进行端部防晕处理后，再下入上层线棒。
(4)所有端部绑扎、固化完成后，端部整体均匀喷高阻防晕漆，漆膜保持有一定厚度，即完成了端部整体防晕处理。
(5)漆膜干后，喷表面覆盖漆，与常规一致。
114(剥除接头绝缘盒有何工艺要求?
答:定子绕组接头绝缘多采用绝缘盒结构，多由酚醛玻璃纤维压塑料盒灌注环氧胶组成，
63
在铲除绝缘盒时，注意不要正对中心，应从绝缘盒边缘开始铲除，要避免使线棒受力过大。剥除绝缘时不应损伤接头铜套、导线、线棒绝缘及邻近线棒。
接头绝缘盒剥除前，应用清洗干净的破布将周围线棒、铁芯压板等处的缝隙填塞实，并有防止铲下的材料飞溅的措施，特别是定、转子气隙的防护。
水内冷线棒由于带水接头，现基本采用不填充的绝缘盒工艺，因此拆卸相对简单，注意尽量不损坏原绝缘盒。
115(解开锡焊定子绕组接头有哪些工艺要求?
答:(1)焊接作业时同时应注意必要的人身防护如穿戴专用工作服、电焊手套、护脚等，操作人员应带防护眼镜。作业中既要保证不损伤相邻的设备器件，也要保证作业人员的安全。此外，根据实际情况，现场还应配有灭火器材。
(2)对立式机组定子上部接头，可采用中频焊机或碳精电极加热法拆除。
首先在线棒接头下部绝缘处和邻近的线棒缝隙堵好石棉泥，既要防止损坏或灼伤附近绝缘，又要防止焊锡落人其他缝隙。采用碳电极焊时，应用小块碳精块或2mm厚的小块紫铜板垫入电极下，以防拉弧烧损导线或并头套。加入的电流应使碳精块头部呈深红色，若碳精头部呈白炽色，则电流过大，应将电流减小一些。碳精块头部太细或垫人的小块碳精块接触不当也会使碳精头部呈白炽色，此时也应断开回路作适当的调整。
加热过程中应及时加添松香、焊锡，防止铜线、铜套氧化。焊锡熔化后，退出铜楔、铜套，利用此时的温度，用干净白布迅速将线棒接头铜线部分擦拭干净，以保证有较好的搪锡面，拆下的并头铜套也应清扫干净并搪锡，要求搪锡良好。
(3)焊开下部接头可用焊锡斗烫化工艺，但在未吊出转子的情况下，操作上有一定困难，因此应特别注意人员的安全，应做好安全防护工作。在发电机内空间许可的情况下，可自制能上下升降的液压升降锡斗。如条件不具备的可采用其他加热方式。
用锡斗盛300,左右的焊锡(此时已熔化的焊锡液面应呈蓝色)，使接头全部浸入。采用锡斗烫化工艺应掌握好锡温与浸烫时间，锡斗应上、下活动，以便观察。焊锡熔化后，退出铜楔、铜套，同时将铜线、铜套清扫搪锡。其他小过桥、大过桥及引线接头的拆开与焊开上部接头的方法基本相同。
116(锡焊接头在连接并头铜套时有何工艺要求?
64
答:(1)首先将线棒接头清理干净，若接头铜线氧化，应清除并搪锡。使用前应检查铜套、铜楔无损坏，并头套、铜楔应搪锡良好。
(2)套人并头套前可先用专用整形套整形，装套时可对线棒作稍微的调整，但不可强行用力，否则会损伤线棒绝缘。上、下层线棒接头高低差不得大于5mm，错位不得大于5mm。线头高出并头套的部分应铲去，铲线头时应采取防止线圈端部受力的措施，可用紧楔器楔紧再铲;如情况允许接头周围可用木楔塞实后再铲。
(3)接头整好形后，套人并头套，并将铜楔楔紧。并头套安装应保持水平，并头套与线棒导线之间应尽量用铜楔楔紧，不紧处应用小一些的如导线条塞紧，不得采用强行夹紧的办法，以防损坏并头套;导线与并头套侧面之间的间隙一般不大于0.3mm，局部间隙允许0.5mm，导线与并头套小面间应无间隙。调整并头套应使用木锤或胶锤。线棒导线头部整形时不可强行敲打，用力就位，以免损伤端部绝缘。
小过桥整形工艺与上述接头一致。大过桥整形时，要求接头对缝局部间隙不得大于1mm，其他要求同上。
117.锡焊接头的焊接工艺有哪些要求?
答:对定子上部接头，以石棉泥包好堵漏模子后，用碳电极加热或中频焊机加热的方法进行焊接;下部接头一般采用锡斗端焊的方法，也可以采用中频焊机进行加热。
?上部接头焊接前，首先和好石棉泥，以石棉泥在接头并头套下做好石棉窝，按形状扎牢，用玻璃丝带在外围加固，以免焊锡漏人线缝或铁芯槽内。将所焊接头堵好后，再开始焊接。
?焊接的基本工艺与拆下接头一致，应注意调整好电极或焊机电流大小，掌握好合适的焊接温度。焊接过程中及时添加松香及焊锡，以免并头套及导线氧化。如果焊接过程中发现石棉窝漏锡，应立即停止工作，封堵好后再焊。
?下部接头焊接前应在接头上涂以松香水，其余工艺与取下并头套的要求基本一致。
?接头焊锡面在冷却过程中可能有少许收缩，故可根据接头温度情况适当补充焊锡。
?接头焊接时，要注意防止损伤线棒及相邻线圈的绝缘。
118.铜焊定子接头的焊接工艺有哪些要求?
答:?铜焊接头一般采用专用的铜焊机焊接。铜焊机有中频感应加热和大电流碳阻焊两种，应视具体的接头连接结构形式而定。中频感应加热式铜焊机有加温快、操作简便的优势，目前应用较广。
?铜焊接头的好坏是发电机安装和检修中的关键工作，且如果接头焊坏，有可能造成整根线棒的报废，特别是水内冷线棒电接头的焊接。因此，参加钎焊的操作人员必须经过专业培训，且考试合格后持证上岗。操作人员应熟悉铜焊机的使用和操作上的注意事项。在正式焊接线棒接头前，应采用废旧线棒或模拟的铜块进行试焊，以掌握电流大小、焊接时间和温度。
?定子绕组的上、下层线棒在下入线槽前就应将线棒电接头(对接)的对接面清理干净，否则上层线棒下入后就无法处理接触面。要求焊接部位平整、光亮、无飞边、毛刺，露出铜的金属光泽;可用钢丝刷、细锉刀或砂纸清理，根据情况可适当打磨。
?焊接前应检查并调整上、下层线棒电接头的对正情况，特别是对接式的接头。检查、
65
调整两接触面的高低和左右的偏离(即轴向偏差、切向偏差和接头径向间隙)应在厂家标准所允许的范围之内。若不能满足要求，应对上下层线棒的接头进行整形，整形应使用专用校形工具，不得使用榔头等工具直接锤击或敲打接头。校形时用力应缓慢，防止用力过猛损伤接头或损伤线棒绝缘。调整合适后，两接触面夹人比接触面稍大的银焊片(一般约0.2mm厚)，用专用夹夹紧。
?根据发电机端部的情况，采用湿的石棉布或专用防火布对端部线棒绝缘进行保护，防止绝缘过热。也有的厂家要求在焊接时对线棒端部包用通冷却水的冷却套进行降温处理，接头焊接后需待焊接处温度降至130?左右时才能拆除冷却水套。对水内冷的线棒，焊接时将两线棒的水接头串联起来通人冷却的压缩空气进行冷却。
?按铜焊机的操作要求对接头进行加热，应注意掌握加温时间，在加热过程中，根据需要加入焊料补满四周间隙，焊缝填充应饱满。由于焊接温度高，一般每个接头的焊接时间应在2min之内完成。
?有的线棒电接头采用的不是整面接触，而是采用手指状的多层面搭接，这种接头的焊接应在焊完一根“手指”后充分冷却，才能焊另一根，否则连续焊接会损伤线棒绝缘。
?停止加热后，以余温用焊料棒将焊缝中多余的焊料抹平，以免接头冷却后形成焊堆，不便处理。
119.定子绕组接头焊接后应如何检查质量?
答:对锡焊接头，表面应呈银白色光泽，如色泽粉白或钎料发脆，则此接头焊接不合格或是钎料配比有问题。焊接表面应光滑无棱角、无气孔、空洞。焊接后的焊料填充应充实，不应有因焊接温度不当而出现的异状。
对银铜焊接头，无论搭接还是对接焊，不应出现气孔或裂纹，股线及并头套不应有灼伤或熔焊。焊接面光滑无棱角、无气孔或空洞。
在外观检查合格后，再对接头进行电气检查如直流电阻测量或涡流探测，试验合格后方可包扎绝缘。
120.如何测试定子绕组接头的电阻?
答:目前对接头的电气检测还没有很完善的测试方法，主要是采用直流电阻测量法和涡流探测法。接头的直流电阻很难规定一个具体的数值，一般是以其阻值不大于同长度、同截面的母线直流电阻值为宜。线棒的接头电阻主要是各接头之间相互比较，最大值与最小值之比不应超过1.2倍;再者就是前后比较，如某些接头与交接时或前几年的直流电阻相比呈逐次增大趋势，则这些接头也应视为不合格。
直流电阻的测量可采用分支直流压降法。这种方法是在接头所在的定子支路上通人较大的直流，如200A(以不超过该分支额定电流的20,为宜，注意不是定子额定电流，如某发电机额定电流为2000A，而每相有4个并联分支，则分支额定电流为500A)，然后测量接头的压降，求得直流电阻值。为保证接头测量相互比较的精度，应将各分支回路串联起来通入同一电流，有条件可三相全部分支串接。如发电机分支不能解开，则只能按每相测试。由于大截面接头的直流电阻值都是微欧级，因此应尽可能使用高精度的电位表计，测试时应保持直流电流的恒定，否则其数据也不准确。采用双臂电桥也可测量接头的直流电阻，但由于其输出的电流小，在这种大截面多接触点的接头中，测试数据不能说明问题，但根据实际情况也可作补充参考，以相互比较。
涡流探测仪是通过对交变磁场下，整块导体因结构的差别而产生不同的感应涡流的原理制成的，探测仪根据感应涡流的大小，判断接头的焊接质量。接头焊接质量好、无空洞，则感应的涡流大。反之，焊接质量不好则接头感应的涡流偏小，即接触电阻大。此法只适用于并头套结构的接头测试。涡流探测法测出的电阻也很难规定具体的标准，只能采用接头电阻间相互比较的方法判断是否合格，因此积累测试数据和判断经验很重要。涡流法的优点是使
66
用比较方便，采用不同的探头，即可在接头绝缘盒不打开的情况下测试，也可在只有并头套的情况下测试。但受测点位置和探针接触的影响，测量结果有一定的分散性。
直流电阻法是通过电路的方法取值，而涡流法是通过磁场的方法取值，二者的数据不能直接比较;如果两种方法测试均显示某接头电阻值偏大，则该接头的焊接质量可以认为不合格。
红外热像测温仪测量是一种新的测试方法:在定子绕组中通人分支额定电流的直流14
电流，使定子接头产生温升，在通流一定时间后，定子接头温升达到稳定，此时用红外热像仪测量每一定子接头的温度，然后进行比较判断。对未装绝缘的接头，最高温度与最低温度相差5?者，则温度高者视为不合格接头;对已装绝缘的接头，相差3?者，温度高者应除去绝缘做进一步的测试判断。这种方法的优点是既可测未包绝缘的接头，也可测带绝缘的接头且不须破除被测接头绝缘。其特点是不取具体的电阻值，而是以实际发热温度的差别来判断接头质量。这种方法可与大电流直流电阻法并行比较鉴定。如某发电厂4号发电机，1995年大修试验中发现，定子绕组直流电阻三相互差2.13,，且C相比上次大修时大1.6,。后来在定子绕组中通人1300 A直流电流，用红外热像仪测量方法，确定C相55号槽上线棒引线接头处发热，剥开绝缘发现，接头有一半焊锡熔化脱落。
此外还有超声波无损探伤，但只限于制造厂使用。
121.接头注胶绝缘盒安装有什么工艺要求?
答:接头绝缘处理前应将接头清理干净，清理掉接头金属尖角与毛刺，接头根部绝缘清洁，无遗留杂物。
?上部绝缘盒的安装。
1)装绝缘盒前，用甲苯或无水乙醇擦净接头及绝缘盒。为保证安放绝缘盒时间隙均匀，可在接头并头套各面粘贴一些厚度合适的小环氧玻璃布板块。
2)安放绝缘盒时要求间隙均匀，线圈绝缘深入绝缘盒深度和绝缘盒两侧与并头套之间的间隙均应按厂家图纸要求掌握。灌注环氧树脂胶前后，保持线圈绝缘深入绝缘盒深度不变，两侧间隙均匀。
3)用环氧腻子堵好绝缘盒与线棒间的空隙，确认堵好后注胶。注胶后注意检查环氧腻子部位应无渗漏，否则应马上处理。
4)近来有的厂家对定子上端绝缘盒采用了一种不流动的膨胀胶(国内的如J9701)，直接灌人绝缘盒，然后翻转过来扣人并头套，一定时间固化后即可，工艺比较简单，省时省事。但据绝缘盒解剖的情况看，绝缘盒内空隙较多，工艺上还有待改进。对于额定电压不高的发电机还是可行的。
?下部绝缘盒的安装。
1)下部绝缘盒安装时先在盒内灌注约容积的环氧树脂胶，慢慢托入下部接头，调整13
好位置后用木楔固定。
2)再将绝缘胶注入未满的绝缘盒中至胶与绝缘盒口部平。固化过程中，胶面可能收缩，可根据情况往绝缘盒中补胶，允许低于绝缘盒表面不大于1.5mm。
?绝缘盒内环氧树脂胶应浇灌饱满，无气孔和裂纹(待干燥后用小铜锤敲击听音可以判断)。
122.绝缘盒填充剂应怎样配制?
答:?配方。
不同的厂家有不同的配方。配比一般为重量比，因此配料应用秤称好，不可凭目测配料。比较典型的配方有:
67
1)室温固化。环氧树脂6101#?固化剂651?石英砂(200目)=100?30,50?100。
2)加温固化。氧树脂6101#?固化剂三乙醇胺?增塑剂二丁脂?石英砂(200目) =100?15?3?100。
一般加温固化温度为80,90?，时间约为6h，室温固化约24h。一般情况下，以采用室温固化为好。
?配置工艺。
调配前，石英砂应先在105,110?温度下干燥4h以上并预热备用。将环氧树脂加温至40,50?(如环温高，环氧流动性好，也可不加热)，加入温度相当的石英粉，与石英粉搅拌均匀再加入固化剂、增塑剂，充分搅拌均匀至无气泡产生。配制的胶要有一定的流动性，可采用活性稀释剂稀释，否则在浇灌绝缘盒时不易灌满。
室温固化剂的固化速度，与搅拌前加热的温度有关，因此施工中应根据现场应用情况，适量调配使用，一次不能调配太多。
123.定子接头绝缘盒注胶为什么使用石英砂作填充剂?
答:在运行过程中，接头会发热，而铜导体的热膨胀系数与环氧树脂胶的热膨胀系数不一致，容易造成运行中接头绝缘盒开裂。加人一定细度要求的石英粉后使混合胶的热膨胀系数尽量与铜导体一致，以防止接头绝缘盒开裂。加入石英砂还能提高接头绝缘的导热性，降低胶的固化收缩率。
此外，无机材料的耐电晕放电性远远超过聚合物材料，将无机物填料加入有机绝缘材料内可以提高其耐电晕放电性能。因此石英粉加入环氧树脂中也可以提高接头绝缘的耐放电性，且石英粉的颗粒越细作用越好。
124.大过桥接头绝缘处理有什么工艺要求?
答:大过桥接头不能采用绝缘盒灌注工艺，只能采用包绕绝缘的方法。包绕材料一般采用与主绝缘相同的绝缘带。线棒至定子汇流环的引线接头绝缘的处理与大过桥的处理基本一致。为使新旧绝缘过渡紧密，原有绝缘与新绝缘搭接处应削成斜坡状。
?接头包绝缘前，应先将过桥和线棒的连接部分的绝缘分别削成斜坡状，斜坡的长度根据线棒的电压确定，按下表要求掌握。电压高于18kV的发电机目前无统一标准，可按70mm左右掌握。坡面用甲苯或乙醇清扫干净。
?用环氧泥制成的腻子填塞导体接头部分的导体与外包绝缘间的空隙处，要保证包扎的密实性。
?包绕材料、厚度、绝缘漆的种类应按图纸要求。以13.8kVB级黄绝缘为例:0.16×25毫米环氧粉云母带半迭绕包16层，外部再以0.1×25玻璃丝带迭绕包2层，每层之间刷室温固化环氧树脂绝缘漆。
?绝缘固化后，外表喷(刷)与定子表面相同的覆盖漆，漆的遍数按厂家要求。
注:对采用云母带包扎的绝缘，如端箍接头连接、手包接头绝缘等包扎前均应将原绝缘削成斜坡，其搭接长度均应符合下表的要求;绝缘包扎层间应刷胶，包扎应密实，包扎层数应符合设计要求。
表2.9 绝缘包扎搭接长度要求
发电机额定电压(kV) 6.3 10.5 13.8 15.75 18.0
搭接长度(mm) 25 30 40 45 50
125.定子端箍的连接有何工艺要求?
答:对金属性的端箍连接，其工艺要点有:
?大型发电机定子端箍一般都采用非磁性材料，因此对端箍的焊接也应采用非磁性的焊条，如不锈钢焊条。
?端箍焊好打磨处理后，其外包绝缘的处理方式(材料和工艺要求)与定子引线接头的
68
处理是一致的，即按同等电压等级的要求进行绝缘处理(见上题)。
?端箍与绕组间的绑扎处应密实无间隙(有的发电机在线棒和端箍之问没有使用适形毡工艺)，否则容易引起端部的电晕。如果旧端箍恢复时无法复原，则可采用在端箍绝缘和绕组绝缘间加塞适形毡的方法解决。
126.绝缘包扎有何工艺要求?
答:绝缘包扎按包绕带的迭层方式大致分为迭包、迭包(半迭包)、平绕包三种。1213
包扎时应根据不同的部位和需求分清包带的包法。包扎时包带的倾角应保持一致，迭包才能准确掌握，才能避免绝缘发空和出现空隙。
?包扎时包带应略用力拉紧，包带应保持平整不出现皱褶;配合层问漆，可减少气隙的存在。
?不同种类的包带，应使用不同性能和要求的层间漆或胶，特别是厂家有规定的品种。层间漆一般应先刷介面再包带，不能先包绕后再刷漆。
?平绕法根据用途，包带之间可有1,3mm的间隙，但包带一般不能前后搭接，而应采用对接的办法，特别是线棒外表防晕带的包绕，应尽量一带包绕完成，即使对接，对接的部位也应放在线棒的窄面(即不与铁芯面接触的部位)。
?某些被包的电气部分外表(如接头)不平整，应使用环氧腻子将其铺垫平整或圆滑，然后再包绕绝缘带，应尽量消除绝缘包带和导体问的空隙。
127.应如何测取定子线棒的表面电位?表面电位多高为合格?
答:测取线棒的表面电位只能在发电机转子吊出且定子槽楔已退出的情况下进行。
发电机定子绕组加入额定交流相电压，人工手持高内阻电压表(电压表的输入阻抗应为MΩ级)，对线棒铁芯槽内的线棒表面进行测取。电压表一极接触线棒表面，另一极接铁芯，测取的值即是线棒表面电位。按上、中、下三处测取每根线棒的读数。
测试时，由于线棒带有额定电压，因此测试应按带电作业程序进行。工作人员应穿绝缘鞋、戴绝缘手套，并注意安全距离;高压电极可用令克棒操作，电压表可放在绝缘台或地面绝缘垫上。
标准规定线棒的表面电位以不超过10V为合格。原水电部制订的《发电机反事故措施》规定表面电位不能大于5V，如果线棒防晕处理及槽内固定都很好，应该说后一规定值是可以达到的。
128.为什么要检查并重新打紧定子槽楔?
答:发电机在运行中，定子线棒受到电动力的作用和铁芯机械振动的影响，而定子线棒主要靠槽楔在铁芯槽中固定。受长期运行振动和温度的影响，槽楔和垫条会有少许的干缩，出现槽楔松动的情况，导致线槽内的线棒发生振动，使线棒的防晕层首先磨蚀损坏，严重的使主绝缘损坏。所以在发电机的检修中，检查槽楔的松紧情况是一项重要工作。在发电机扩修中，应全面检查，重打所有松动的线槽。发电机其他类型的检修时，如需要检查槽楔紧度，可对称吊拔两个磁极，采用盘车的方法进行一周的检查和处理。
129.检查定子槽楔的紧度标准是什么?
答:定子槽楔有下述情况之一者应重新打紧:?每槽有槽楔松动者。?每槽下部13
三节松动者;理论上可只重打该三节，但一般实际上很难重新打紧，故一般也需全部重打。?每槽上部二节松动者，可只重打该两节。
130.退出旧槽楔有何注意事项?
答:退出槽楔前，应先行检查并书面记录现有槽楔的松紧度，以了解线棒的固定情况和与重打槽楔后比较。检查完成后，对整个定子铁芯壁进行清扫，然后再开始退槽楔。退出
69
槽楔时先凿断最下一节槽楔绑绳，然后退下最下一节槽楔，从下向上依次退出即可。退出槽楔时注意不要损伤线槽两侧的铁芯及内部线棒;取出旧垫条尤其是适形毡工艺的垫条时，注意不要损坏线棒绝缘。槽楔和垫条取出后检查铁芯通风沟及线圈表面应无异常，退完槽楔后将线槽清扫干净。
131.应如何打紧定子槽楔? 答:槽楔及楔下垫条应在使用前，预先在烘箱内烘干一昼夜以上，烘箱内温度控制在60?左右。
打紧槽楔前应先放入槽楔，然后垫好厚度适当的半导体垫条、波纹板，再插入斜楔，
左右为度(具体的量以实际结构为准)，再向下打紧斜楔即一般以用手能将斜楔向下插入13
可，注意楔下垫条应垫得紧实、均匀、不重叠。打紧槽楔时注意不要伤及铁芯和线圈。铁芯受锤击后，局部无法校正，会导致发电机运行中局部点过热。
槽楔的标称长度是一定的，但在打槽楔的过程中会出现槽楔通风沟与铁芯通风沟不能对齐的现象(一般都偏下，但也有的厂家设计的槽楔低于铁芯表面较多，没有设置槽楔通风斜口)，又不便返工调整，往往采用铲削槽楔的办法以适应铁芯通风沟，这样做对槽楔的强度是有不利影响的。对批量大的更换槽楔工作，正确的方法是在订货时，按槽楔量的多少，准备一些长度比额定尺寸稍长的槽楔，以便在实际打槽楔的过程中，对此进行调整。如标称长度120mm的槽楔，可定制一些123mm长的槽楔;数量可按使用槽楔总量的3,,10,灵活掌握。
打紧槽楔是体力型的技术工作，为节省劳动力，可以采用电动工具打紧槽楔。如采用电动风镐作动力，自行制作一个与打槽楔平凿相同的电动头，尾部按风镐插口要求制作，使用非常方便，也提高了工作效率。打紧槽楔前，只要将槽楔和下面斜楔及垫条的紧度调整好，一次性地打下斜楔即可。这种方法还不会对线槽两侧的铁芯有任何伤害，比人工手锤的方式优越。
132.槽楔打紧后的质量检查标准是什么?
答:?槽楔通风斜口应顺着转子旋转方向与铁芯通风沟对齐，同槽中上、下相邻两节楔子间隙不应大于2mm，槽楔表面不应凸出铁芯表面。
?槽楔打人后，每槽最下两节槽楔应打实无空隙，最上一节也要求全紧。其余各节槽楔按至少槽楔长度打紧的标准掌握。 23
?楔下垫条在上下槽口处应伸出槽楔端面的多少，应满足图纸要求，伸出的半导体垫条不得与线棒的高电阻半导体部分相碰。多余的垫条应铲去，铲去时注意防止伤及线棒端部绝缘。
?检查槽楔紧度，目前主要采用小铜锤敲击听音的方法人工判断，除采用波纹垫条的槽楔外，这种方法还是基本准确的。小铜锤可用Φ10mm、4mm长左右铜棒制造。带有波纹垫条的槽楔，一般要求波纹垫条的压缩率在85,左右，采用听音的方法可能会误判。
133.拆装定子线圈上下部盖板及挡风板有何注意事项?
答:?拆卸线圈盖板及挡风板时应做好标记，便于按原状复位，件数多时还应编号;拆下的螺栓、螺母、垫片等小金属零件用小布袋装好带出。各种零件应清点、登记，不要放在发电机内，应带出机外妥善保管。
?回装时按原状复位，螺丝紧固，完整无缺;个别无法回装的螺丝等，如确不影响运行可靠性可不回装，但应有明确的记号。
?拆装时要有防止螺栓、螺母等金属小零件丢失的措施，一旦有遗失的零件，应立即将其找出，否则会给发电机带来极大的隐患。
134.为什么用气密试验检测水内冷线棒微渗漏?
70
答:在水电厂内，水内冷的发电机较少。根据我国汽轮发电机组的水内冷发电机的运行维护经验，定子端部的漏水故障是多发性故障，渗漏部位多发生在空心导线并头套封焊处、聚四氟乙烯绝缘管交叉碰磨处，或因空心铜线材质不好(有砂眼或裂隙)和在运行中断裂等，以往大多在大修的水压试验中发现。但此时发现的漏水点一般已较严重，早期的微小渗水点，由于导线被主绝缘层包缚，水压试验很难发现此外，水压试验法检查线棒漏水，对由空心导体金属组织致密性差而引起的微泄漏现象就显得灵敏度不够，常常无法查出。气密试验方法，可充分利用气体检漏的精确度来检查漏点。由于气体的渗透能力比水强，因此采用气体检漏比水压检测更准确，但比水压检漏要麻烦。首先排除发电机绕组内的剩水，再用经过滤的干燥压缩空气(或氮气)吹净，并进行干燥处理。然后充人干燥压缩空气(或氮气)进行检漏测试，检漏压力以厂家限定的压力为准，应缓慢加压，随时组织人员检查，尤其是定子端部水接头。
如某电厂对一台300 MW汽轮发电机进行1 MP、8 h水压试验，未发现漏点，后提高a
至1.2 MP，8 h亦未找出漏点，但进行1 MP气密试验即能找出明显的漏点。 aa
目前没有专用的关于水电厂水内冷线棒密封检查的检修规程，可参照《汽轮发电机绕组内部水系统检验方法及评定》(JB,T6228—1992)、《汽轮发电机漏水、漏氢的检验》(DL,T 607—1996)或厂家标准，以此为依据制定相应的标准。
135.阻尼环接头的检修有什么要求?
答:检修中拆卸的阻尼环接头回装前应将接头整好形，接触面应搪锡良好，阻尼环接头的连接螺栓应按制造厂规定的扭矩紧固;阻尼环的锁片应保持良好，有损伤的应更换，不可带伤使用。阻尼环接头的接触面，用0.05mm塞尺检查，塞人深度不应超过5mm。螺栓连接完成后，应打好锁片，保证锁定可靠，以防止运行中松动。对于接头的反面无法目测的情况下，应采用一面小的镜子反射检查锁片的固定情况。
136.转子滑环的运行和维护有什么注意事项?
答:滑环表面应无变色、过热现象，虽然规程规定其温度可在不大于120?以下运行，但滑环温度过高对滑环接触表面的氧化膜不利，建议实际运行中以不超过100?为宜(据研究，电刷接触压降在80,100?为最低);温度高应考虑作优化处理。滑环表面不应有麻点或凹沟，当沟深大于0.5mm且运行中电刷冒火或出现响声无法消除时，应车削或研磨滑环。机组扩大性检修时，一般应进行此项工作，滑环接触表面的粗糙度按0.8,1.6R处理。滑a环负极运行中若磨损较快，则机组检修时，可在励磁电缆进线的部位(如发电机风洞内的接头端子板处)调换正负极性，以均衡两环的磨损。
在一般性的维护中，如不具备将滑环取出的条件，可在机组转动不带电的情况下进行研磨处理。滑环表面研磨时，电刷应放于刷盒外，并遵守安全工作规程有关规定。
137.更换电刷的原则和注意事项有哪些?
答:每个电刷有刷辫断股，或电刷长度小于原长度的时，应更换新电刷;每1412
次更换电刷时的数量不应多于每个滑环电刷总数的。若需全部更换，可待新换电刷运行13
磨合一段时间后，再更换其他电刷。电刷应选用同厂同牌号的产品，不可混用。
更换电刷尽可能于停机时进行，如需在运行中更换，应严格按带电作业的要求作业。检查和更换电刷时，只能单人作业，一次只能处理一只电刷。换上的电刷最好事先按滑环实际直径要求的形状研磨好，且新旧牌号须一致。
138.安装电刷有何工艺要求?
答:?新电刷由于接触面是平直的，因此与圆弧形的滑环接触面很少，如果每环更换的电刷数量少，则可不作处理，让其自动磨合。如果更换电刷稍多，则应将电刷接触面磨成与滑环相同的圆弧面后才能使用。如果没有专用的圆弧面，可将砂纸铺在滑环圆弧表面上，
71
将电刷磨成初步的弧形，然后用0号玻璃砂纸磨合接触面，应使接触面达以上。注意电34刷磨合后，应用干净布将电刷和滑环面擦干净，否则砂纸上落下的硬粒未清除，反而会使电刷和滑环面磨损加重。
?电刷与刷握四壁问应有0.1,0.2mm的间隙，并抽动检查其灵活程度;电刷与刷架连接螺栓应紧固，保证刷辫与刷架接触良好。
?刷握边缘距离滑环表面应有约3rnm的间隙，一般刷握应垂直对正滑环安装，但也有的厂家的电刷要求电刷与滑环垂直表面有一个很小的角度(接触倾斜角α)，如7.5?、15?(旋转方向后倾)等，因此有这种要求的电刷安装时应注意调整角度。
?弹簧应安放牢靠并不与刷辫磨卡。各电刷之间的压力误差不应超过?10,。如更换弹簧，不能使用不同压力值的弹簧。
139.应如何测试电刷恒压弹簧的压力?
答:电刷一般采用恒压弹簧，其压力应满足规定的要求。电刷的压力值一般是由电刷生产厂家规定的，合适的压力有利于电刷的稳定运行。因此，在检修期应检查电刷的压力是否正常。弹簧压力的测试是在恒压弹簧安装就位后，在滑环和电刷间夹上一张软纸片，用弹簧秤拉住电刷尾部缓缓外抽，当软纸片刚好能从电刷下抽出时，此时的弹簧压力读数即为恒压弹簧的压力值。近来也有国外生产的专用电刷压力测试仪，使用更为简单，将约2mm厚的传感器放在已受压的电刷下，即可直接读出压力值。
140.转子滑环室有哪些检修和维护要求?
答:在平时机组维护和检修中，滑环室内的滑环、刷架等部分的清扫和检查是一个重点项目，实际运行中的很多故障都是在这里发生的。
?停机或检修中，检查滑环、刷架支撑绝缘和极间绝缘是否脏污或破损，有无接地或极间短路的可能性。应用吸尘器吸走碳粉或用压缩空气吹去碳粉，然后将滑环、刷架的绝缘柱、绝缘块清擦干净，以恢复其绝缘性能。
?刷架、刷握及绝缘支柱、垫圈应无放电痕迹。环火或拉弧总是由小到大发展的，早期发现问题便于及时消灭隐患。
?检查各电缆引线及接头有无过热，过热的接头应及时处理。电缆及引线绝缘损坏者应予包扎修理或更换。
?检查转动部分有无与固定部分相摩擦的现象。
?用手拉住电刷引线外拉，检查电刷在刷握内有无过松或发卡现象，电刷长度是否适当，电刷引出连接线接头部分是否良好，有无发热。各电刷有无过热现象，如出现个别碳刷有发硬变碎现象，应考虑各电刷间的电流分担是否均匀，电刷是否使用的同一牌号，电刷压力是否均匀。
?检查弹簧压力是否正常。一般刷窝都采用金属材料，因此，应注意电刷尾部的绝缘垫是否完好，否则电流会流过弹簧造成弹簧损坏。
?如有环火的情况，可在检修停机前检查滑环摆度是否过大、有无异常噪音和环火的程度。额定工况下集电环摆度测试值不应超过0.5??n。停机后检查，查明原因，是滑环粗糙度、圆度有问题还是刷压力、刷质的问题，以便对症处理。
?极问绝缘和对地绝缘属设计不合理的，应考虑在大型检修时予以技术改造。
?有的机组滑环室与受油器靠近在一起，由于有漏油，油雾对碳粉的吸附作用很大，也是造成滑环室内各绝缘件绝缘性能下降的主要原因，所以对有漏油的机组部件应采取措施处理。滑环室内应清洁无碳粉堆积。滑环运行时如油垢较多，则容易积碳以至于造成事故，应考虑带电清扫或联系停机处理。
141.感应子式永磁机应如何分解检修?
72
答:永磁机的检修一般与发电机的检修同步进行，非正常情况下抢修应根据当时具体情况而定。由于感应子式永磁机一般采用铝合金机座，因此一般情况下不宜对其进行分解性的检修。如果仅对其轴承进行换油处理，则只需拆下轴承小端盖，采用新油置换旧油方法即可，不一定要分解大端盖。
?不抽转子的检修。
1)永磁机拆出后，躺放于两根稍高枕木上，便于分解，两侧以木楔楔住，以防止其滚动。
2)拆除轴承大端盖。先拆下轴承盖螺栓，再拆下大端盖螺栓，用紫铜棒均匀轻击大端盖外围，直至轴承盖即将与轴承脱离时，两边应托住以防端盖突然落下伤人或损坏端盖。
3)内部定子线圈端部检查清扫，端部应无异常，转子端面无异常、无粉尘或杂物。
4)轴承检修。操作工艺与一般电动机检修一样，用拉马取下轴承，新轴承热油套轴即可。
?抽转子的检修。
1)分解前应先用无磁性塞尺检查定转子间隙。
2)抽转子前应先退磁，否则由于磁力作用而无法抽出。强行抽出转子也可行，但容易损伤永磁机。
3)检查定子绕组、槽楔、铁芯等应无过热、松动和其他异常;清扫定子、转子或更换轴承。定转子应无相擦痕迹。
4)因铝合金材料硬度小，回装时击打端盖应仔细小心，用力要均匀。螺栓紧固应使用力矩扳手，防止拧紧螺栓时用力过大造成机座螺纹滑丝，致使整个永磁机不可用。
5)回装完成后，打开机座上端盖上对称的检测孔，用无磁性的塞尺塞入定转子间隙，检查间隙是否均衡，如不均衡应重新调整。
永磁机的电气试验相对比较简单，主要测试绝缘电阻和直流电阻，耐压可用1000V绝缘电阻表测试1min代替。
142.感应子式永磁机应如何退磁和充磁?
答:由于感应子式永磁机都有内置的充磁线圈，因此充退磁相对比较方便。退磁可采用直流退磁法或交流退磁法。
直流退磁法是在充磁线圈上多次加入反向直流脉冲退磁，由于反向磁场不易确定，用此方法很难退磁。
交流退磁法是在充磁线圈上加入交变的由大减小的工频交流电进行退磁，交流退磁的最大电流(峰值)应略高于充磁的脉冲直流电流值。退磁交流电源接至充磁线圈，经最大电流(峰值)快速平滑下降到零进行去磁。若退磁不彻底，应加大电流再进行去磁，因为交流电流的矫顽力如果不够，同样也无法退磁。
相比之下，交流退磁比较容易。
永磁机充磁时，一般厂家推荐采用一个1000A以上脉冲(0.1,0.2s)直流电，即可完成充磁。但是，现场一般没有这么大且时间又合适的脉冲电源。根据经验，充磁成功的关键是准确掌握加入充磁线圈的直流脉冲的时间。充磁线圈几乎相当是一个短路线圈，因此“脉冲”的时间可由熔断器来掌握。电源可使用电动盘车的电源(也可多台直流电焊机并联)，将其输出接至充磁线圈，中间接一快速熔断器(0.1,0.2s)，然后瞬时合闸充磁，靠熔断器的熔断来控制时间，只要调整合适，充磁可以一次成功，如不成功，可以多试验几次。如没有合适的快熔，可采用普通熔丝代替，如5根60A的熔丝并联，但需要事先试验确定熔断时间，可找一电阻值与充磁线圈电阻值相同的电阻进行试验。
充磁完成后，在专用支架上，可用直流电动机将永磁机拖动到发电机同步转速后测取绕组输出电压，若输出电压满足要求，则充磁成功。退磁效果也可按此检验。
73
143.什么是发电机的电动盘车?其盘车原理是怎样的?
答:大型发电机组的检修中，经常需要缓慢转动整个机组转动部分——俗称“盘车”。机组盘车可采用机械或电动两种方式，应根据机组的型式和具体检修内容确定盘车的方式。电动盘车是使发电机定、转子分别通上直流电后，利用定、转子磁场间的电动力，使机组缓慢转动。
发电机处于电动盘车状态时，相当于发电机工作在直流电动机状态。其原理是:当发电机转子绕组通以恒定直流时，转子将产生一个恒定的转子磁场。此时若定子绕组某一相也通入直流，则该相也产生一个磁场。当通入的电流刚好使两磁场的极性相反，则两磁场相互吸引，反之则相斥。当磁场产生的电磁转矩大于转子的摩擦转矩时，转子便转动一个电气角度，直至定转子的磁轴相重合时转子停止转动。此时给定子的另一相通人电流，则转子又旋转一个电气角度，这样A、B、C三相按顺序不间断地依次循环通人电流，则转子便能连续转动。
144.电动盘车需要多大的定、转子电流?
答:目前对机组进行电动盘车所需的电流计算有很多经验公式，但都只能计算一个大概值。主要是推力轴承的摩擦系数并不是定值。它与油膜厚度、油的种类有关，且静摩擦和动摩擦系数差别也较大;定子线棒磁轴与转子线圈磁轴的夹角也是一个变量，实际上盘车过程中电流也是变化的，故不能准确地进行计算。根据现场实际盘车经验，使转子能顺利转动的定转子电流的大小:一般可按转子电流取其额定电流的50,，定子电流取其额定电流的30,,40,。因此，在自行制作电动盘车装置时可按此考虑设计容量，考虑到盘车装置的电流还可作干燥电源，故在设计制作时容量还可稍大一些。一般转子绕组可直接使用备用励磁，只需一套盘车电源给定子绕组提供电流即可。
为了电动盘车电流更精确些，可用以下列经验公式计算。
?经验公式1:计算启动电流。
当定、转子均通入该直流后，能使转子启动旋转的电流称为启动电流。即
1.26IGnDffoNI,, CSTUsinαne
33D,D2wnD,, 223D,Dwn
式中，I——计算启动电流，A; CST
I——空载的励磁电流，A; fo
G——转动部分重量，t
n——机组额定转速，; rmimN
U——定子额定电压，kV; N
f——轴承的摩擦系数，可取0.05(采用猪油、羊油润滑);
α——定子线棒磁轴与转子线圈磁轴的夹角，取60?; e
D——推力轴承平均直径，m;
D——推力瓦外径，m; w
D——推力瓦内径，m。 n
?经验公式2:计算定转子电流乘积。
74
,DGfI,I, af0.12，2W,LNRsin,0式中I——定子所需电流，A; a
I——转子所需流，A; f
δ——为定转子气隙，m; W——为磁极线圈匝数;
,6μ——为空气磁导率，取1.25×10; Hm0
L——为定子铁芯长度，m; N——为定子每相线棒数; R——为转子外圆直径，m。 其余参数同上，此式取定转子电流之积，也可根据实际情况调整各自电流大小。
75
下面是某电厂电动盘车电气接线图，见图2—19。
图2—19发电机电动盘车接线示意图
145.电动盘车应具备哪些条件?应如何操作?
答:?电动盘车前应具备以下条件。
1)盘车前，机组机械部分应尽可能调整好，并具备转动条件。
2)各固定部位与转动部位的间隙，应保证无遗留杂物。尤其是发电机定转子间隙、水轮机轮叶四周，均应先行检查无误。
3)镜板和各瓦面洁净，在瓦面上抹羊油或猪油，也可使用其他高抗磨润滑剂。盘车应在风闸落下后尽可能短的时间内开始。具备高压油顶起装置的钨金瓦机组盘车时应投入高压油顶起，瓦面也不需另外抹油。
4)盘车前检查盘车电气装置，各线路应连接牢固无误，装置周围还应装设临时遮拦。盘车时，转子如使用备励电流，则机组励磁回路和备用励磁装置等应具备正常送电条件。
?电动盘车的操作。
1)盘车前，盘车装置的调压变压器输出应为0v位置。开始盘车后再调整盘车电源的调压变压器输出电压，预先估调一个可能的输出电流(即加入定子的电流不是由0缓慢增加的)。
2)首先在转子绕组加入一个电流值(经验值，如30,,50,转子额定电流)，然后通过盘车电源再投入其中一相定子电流，观察转子是否转动。如投人一相定子电流后转子不能立即转动，则马上切换电流至另外一相，以此投入电流的相序确定转子旋转方向，同时根据转子的转动情况确定电流大小是否合适。可根据转子转动情况调整定、转子电流大小。
3)转子所处位置不适合于启动时，机组可以作少量的反转，然后正转，借助惯性通过此位置。如投入电流后转子不能转动，则可先增大定子电流，转子若还不能转动，则应该断开电源，查找是否有其他的原因妨碍转子旋转。
4)确定顺序后，正式操作时，任意合一相合闸按钮并手动保持，观察转子转动，当转子速度已衰减时(约一个磁极宽度的进程)，立即松开该相按钮，同时按下另一相按钮，转动一个磁极则换另一相，三个按钮循环按动，使转子依要求方向转动。
5)盘车过程中应经常检查接线电缆、滑环、定转子绕组的温度，遇有异常情况应首先切断定、转子电流。
(五)发电机故障处理部分
146.发电机有哪些常见故障?
答:发电机的故障有设计、制造上的原因引起，也有运行、维护中的原因引起。据国内外的发电机故障统计情况来看，发电机在以下部位容易发生以下故障:
?线棒或绕组缺陷，如主绝缘损坏、防晕层损坏、槽部和端部严重电晕或放电。
?线棒在槽内振动，槽楔固定松动，严重时绕组下沉。
?水内冷系统漏水。
?绝缘盒开裂。
?定转子接头接触不良、过热，严重的情况如开焊。
?铁芯局部松动、损坏;铁芯压指松动、损坏，同时损坏线棒。
76
?转子绝缘降低。
?集电环、刷架极问短路或极对地短路。
147.发电机非全相有什么危害?发生非全相后，发电机应作哪些检查?
答:发电机发生非全相运行，主要是出现在老式的发电机断路器的合、分上。由于断路器的原因造成不对称负荷，这时在定子绕组中产生负序电流，它产生的负序磁场相对于转子是以2倍频率旋转，这种旋转磁场在转子本体，特别是阻尼绕组中感应出很大的2倍频率的负序电流，从而产生很大的附加损耗和温升，形成局部过热，同时也造成转子较大的振动。
发生这种情况后应对发电机内部进行检查，主要检查磁极阻尼环和阻尼环接头有无过热和损伤，阻尼环与阻尼条连接部分有无过热或开裂现象。发现问题应及时处理。此外对磁极键和磁轭键的焊接点也应检查有无开裂现象。其次，应检查发电机绕组上下端部有无受冲击后变形或松动的情况。
148.发电机定子线棒更换的原则是什么?现场检修应如何掌握?
答:当线棒发生故障时，就需要对其进行修理或更换，发电机更换线棒在检修实践中是一个重要内容，需慎重考虑。以下是一般原则:
?运行中击穿或损伤的线棒，其故障点在槽内或槽口附近者。
?预防性试验击穿，其击穿部位同上者。
?主绝缘磨损，其损伤深度在1mm以上者。
?线棒接头过热造成接头严重损伤者。
?电腐蚀严重或防晕层损坏严重者。
线棒击穿、损伤部位在槽口外距离槽口小于100mm的应根据现场情况研究处理，如线棒的参考电位，损伤的程度。击穿点及主绝缘严重损伤处在槽口外距离槽口100mm以上者，可以不更换线棒进行局部处理。有时为保证高可靠性，也需根据现场情况灵活掌握，考虑更换新的线棒。由于发电机是整个机组的心脏部分，极为重要，从性价比考虑，一般在线棒有故障特别是槽内故障或运行电位高的情况下建议换新。只有当无备品或故障在端部时，考虑作局部修理。
149.更换一根波绕组定子下层线棒应拔出多少上层线棒?
答:对于波绕组条形线棒，如果更换一根定子上层线棒当然只需拔出那根上层线棒，但一根定子下层线棒更换时应拔出多少上层线棒才能将其更换呢?此时应查出该发电机的绕组节矩Y，则Y+1就是应拔出的定子上层线棒数。如绕组节矩为1—7—14，Y=13，则更换一根定子下层线棒应拔出对应的14根上层线棒。了解这一点，可以帮助工作人员迅速地判断需要拔出的对应磁极个数、需要的备品数量、投入检修的人员多少及工作量的大小。
150.如何在没有发电机备品线棒的情况下，应急处理有绝缘故障的线棒?
答:在发电机的运行和检修维护中，由于没有发电机线棒的备品，这时又出现了发电机绝缘的事故，如在运行或发电机试验中击穿等情况。为了不影响发电机的发电，可以对发电机进行紧急修复处理。
发电机定子绕组的线棒绝缘组成是相同的，即所有线棒的绝缘水平都是一样的，而各根线棒在实际运行中所承受的实际电位是不一样的。其中发电机中性点区域的线棒实际运行电位很低，而出口侧的线棒承受额定电压，虽然它们的使用年限相同，但实际电气寿命是不同的，也即中性点区线棒的实际电气绝缘水平要好于高电位区的线棒。
在需要紧急修复的情况下，可将故障线棒(一般都出现在高电位区)拔出，然后将位于中性点区的上层线棒拔出，将中性点区的线棒安装在故障线棒所处的槽位，而将故障线棒修复后安装在中性点区的槽位内。这样换置的结果会大大地提高抢修后发电机的绝缘水平。在检修中应仔细核准定子槽号，马虎从事会得不偿失，以至于造成更大的损失。
151.发电机定子线棒应如何进行局部故障修理?
77
答:远离铁芯的部位可以不将线棒取出就地修理，其他部位的局部故障应将故障线棒从线槽内取出后，平放在修理台上，应在修理台面上垫以软垫如橡胶垫或涤纶毡，防止在线棒局部修理的过程中，又造成线棒其他部位的损伤。修理前，应拍摄故障部位的资料照片。
首先应仔细清除故障点，然后沿清理点两侧将线棒绝缘削成坡口(见图2—20线棒局部故障修理绝缘剖削示意图)，每侧坡口长度一般有一个经验公式来确定:
Ue，其中U为定子绕组额定电压(V)。如对13.8kV等级的绝缘，坡口每侧L,10，(mm)e200
长度应有80mm左右。坡面应仔细修整，要求平滑、均匀。用无水酒精或甲苯擦干净后刷一层室温固化环氧树脂漆。然后以与线棒绝缘相同的绝缘材料进行半迭绕包，层间刷室温固化环氧树脂漆，漆的黏度应适当，涂刷要均匀绕包层数按绝缘厚度而定，一般按线棒设计所要求的层数，厂家对此均有规定。
图2—20线棒局部故障修理绝缘剖削示意图
局部修理的重点是应掌握修理部分无气泡夹杂，因此，应严格按半迭包绕工艺，“半迭”应保证准确。绝缘带包扎过程中不可出现皱褶，包扎绝缘带时可适当用力拉紧，但要用力均匀。一般现场的处理不能做到真空处理，因此对局部修理的线棒应作灵活处理。
为使新旧绝缘接触紧密，修复部分应加热加压处理。压模可根据具体部位采用厚铁板制成，可采用电热烘烤的办法，也可在大型烘箱内进行。对B级绝缘，处理温度以90,110?为宜(不同的工艺结构，时间及温度差别较大)，加热温度和时间应参考厂家线棒绝缘成型时间，如13.8kV线棒B级绝缘最少需5h左右。也可采用低压大电流的方式对线棒加热。
局部修复后，按要求恢复防晕层。对防晕层与主绝缘同时成型的线棒，则应在主绝缘包绕后即行包绕防晕层，一起进行热压处理。
局部修理后的线棒应经过耐压试验合格。
152.铁磁杂物对发电机有何危害?检修中应如何防止?
答:铁磁物质如电焊条、断锯片、铁屑等遗留在发电机内，是发电机组运行的大患。如某水电厂8#机79#上层线棒在预试中击穿，拔出线棒检查后发现，击穿点在端部直线拐弯处的斜边垫块处有,圆锥孔直通导线，绝缘和导线都已磨得很光滑。某厂一台TQC5674,2型发电机事故后检查，发现B相16#槽有一73mm×14mm的锯片使一线棒绝缘损坏。发电机运行时，铁磁物质在交变磁场的作用下在机内振动。如果在线棒绝缘附近，使绝缘形成坑洞形似虫蚀，它将磨坏绝缘层甚至导致线棒在运行中或预试中击穿。因此，在检修中必须予以高度重视，检查有无异物，尤其是铁磁物质遗留在发电机内。对金属工具带人发电机内必须予以登记，工作完后带出验消。机内如有电焊、金属表面攻丝等工作，应预先将工作点附近的缝隙填塞或用合适的材料遮挡。工作完后，应仔细清扫，带走所有余渣，不便清扫的地方应国用湿面团将表面黏干净。
153.定子铁芯某些局部为什么会出现红粉?为什么硅钢片松动或硅钢片片间绝缘损坏会
78
引起局部过热?局部振动和发热对发电机有什么危害?
答:发电机检修时，我们在铁芯齿部、轭部及铁芯壁等处，某些局部可能会发现一些红粉。当发电机转子吊出后，这个现象会看得更清楚。发电机刚停机后进行检查，会发现这种红粉非常鲜亮。这种红粉是因铁芯片松动或硅钢片的绝缘原来就有缺陷而产生的。硅钢片在运行中振动，片间绝缘被磨损，硅钢片被氧化，就会产生锈蚀红粉。
在检修中，我们还会发现定子上下端部的铁芯压指处会出现硅钢片局部松动并发热的现象。硅钢片如果有松动，则在运行时产生振动，使硅钢片表面的绝缘漆损坏，在这些部分形成短路，使涡流损耗增加从而增加局部发热，‘发热又进一步使硅钢片的绝缘漆破坏，形成恶性循环。同样，因其他原因造成硅钢片的绝缘漆破坏也是同样的结果。
这种局部过热对发电机线棒的绝缘非常有害，长期运行可能造成线棒局部热老化，导致运行中或在耐压试验中击穿。铁芯片松动后，边振动边发热，对线棒危害更甚，尤其是铁芯线槽上下槽口边的铁芯片在振动中还会刮坏线棒防晕层乃至绝缘，最终造成事故。
154.槽间铁芯片的松动应如何处理?
答:槽之间的铁芯部位由压指压紧，压指由齿压板压紧和调节(小齿压板结构)。因此处理两槽之间的铁芯片，首先应松开对应部位的压板和压指。在局部齿压板松开后，两槽问的铁芯片应仔细整形，去除毛刺，已损伤的铁芯片如已不具备再压紧条件，可以从前部局部剪除，尽量做到铁芯平整。清理干净后，涂漆处理，如B级绝缘，可涂以9167醇酸绝缘漆或H52—1环氧酚醛漆。在不便涂漆的片间，可采用注射器将漆均匀注入片间，然后快速压紧压板，防止形成漆堆。涂漆后，采用红外线灯烘干。在冬季检修气温较低时，为保证浸漆效果，可在铁芯局部清理干净后，采用红外线灯泡对欲处理部分进行烘烤加温到40,60?左右再作涂漆或浸胶处理。
如果槽间铁芯片未能压实，可根据实际情况加垫处理。可采用适形毡浸环氧胶或加环氧玻璃布板斜楔。较薄的地方可插入云母片。
铁芯中段的局部松动比较难处理好，可采用铁芯紧度刀片等工具插入铁芯，进行局部清理，然后补漆。视情况可塞人薄的云母片。
近来制造的发电机定子铁芯端部铁芯上、下两段叠片采用环氧硅钢片黏接胶黏成整体，增强了铁芯的刚度，也减少了铁芯振动，降低了端部附加损耗。
155.铁芯压指的损坏应如何处理?
答:定子铁芯压指在运行中如未能压紧槽口部分的铁芯片，则由于运行中的振动，往往与其下部所压的铁芯片一样出现磨损而不能起到应有的作用(见图2—21定子铁芯端部压指松动和槽间铁芯片松动)。出现这种情况则铁芯槽间的压指也应取出作相应的处理。首先将铁芯压板松开后进行检查，取出铁芯压板、铁芯压指。根据情况作相应的处理。
现使用的铁芯压指一般都为非磁性金属材料。在损伤不是很大的情况下可进行局部修理，表面损伤部位用不锈钢焊条(奥307或奥230，焊后马氏体晶相越低越好)按原状堆焊，然后磨平，使处理面与其余面保持在同一水平面。应确保在同一铁芯压板下，各压指受力均匀。
严重损伤的铁芯压指应整个更换，如无备品，可选用1Cr18Ni9Ti或40M18C4V无磁性nr钢自行加工制作。
安装铁芯压板时，应保证压板下的几个压指均已压实，确保压指压在槽间铁芯的中间，线棒问的铁芯片也同时压实。采用0.05的塞尺检查，塞入深度不应超过受压面的。否13则应重新调整。
79
图2—21定子铁芯端邵压指松动和槽间铁芯片松动
156.如何结合定子铁芯的调整(穿芯螺杆、调整螺栓)处理铁芯压指的松动?
答:?有时，铁芯压指的松动处理，仅靠一处的齿压板处理还无法完成，同时还应结合对定子铁芯的整体调整来处理。根据定子铁芯结构，结合应处理的铁芯齿压板，穿芯螺杆首先应按圆周对称检查处理8点，如果出现有松动情况，应再对称检查处理8点。待16点检查完后，如果发现有规律性的松动现象，则在有松动的部位进行加强性的检查处理。在铁芯有明显突起的部位，应加强检查穿芯螺杆是否有松动情况。
?所有调整螺栓均应检查，根据铁芯压指的情况进行必要的调整，确保铁芯压指紧固且受力均匀。
?穿芯螺杆拉紧应采用力矩扳手，拉紧力矩应在制造厂家规定的范围内，过高的压力也可能造成铁芯损坏。穿芯螺杆拉紧时应保证定子铁芯受力均匀，使整体受压均匀。
?调整工作完成后，应检查所有的铁芯压指在压紧状态。
157.定子绕组接头过热有什么危害?
答:定子绕组接头如设计或制造不良，长期运行中会造成接头部分局部过热并使接头的电阻逐步增大。如果形成恶性循环，最终会导致接头开焊，这一点对采用锡焊的接头来说更为严重，往往会因一处故障而造成一大片的接头连续开焊。因此，在检查中，如发现绝缘盒有过热的现象或其他异常，应剖开绝缘盒检查接头是否出现问题。如在试验中发现某个接头电阻过大，应及时处理。对某些不合理的接头应找出症结，予以技术改造。
158.定子绕组端部的口部垫块松动应如何处理?
答:发电机定子线棒出槽口部位的垫块是用于加固定子出槽口处的机械强度，因此对于定子线棒端部的抗振动和抗冲击都有很好的加强作用。
口部垫块的结构也是斜楔对，在安装结构型式上，大致有两种:一种是采用适形毡工艺的方式固定;另一种是斜楔对直接打紧在线棒的两端，然后采用绑绳绑牢。
在检修中常发现有口部垫块松动的现象。处理口部垫块的松动，前一种方式还是按原工艺方式固定来处理，适形毡浸胶的配方按厂家原标准不变。后一种固定方式可按原工艺固定，也可根据实际情况进行改进，以保证垫块的可靠性，即改用适形毡的方式固定比较好一些，此时需对口部垫块进行局部加工。严格地说，这后一种固定方式是不妥的，硬对硬的连接无法避免产生空气隙，在端部槽口不均匀高压电场的环境中会出现局部放电，因此采用前一种固定方式为好。
对于原采用适形毡工艺固定的口部垫块，在拆、装口部垫块时，如原适形毡撕下时损伤了线棒表面防晕层，应仔细测量该处距铁芯的实际高度尺寸。对照图纸确认是在低阻区还是高阻区，然后进行相应的防晕处理，防晕处理完成后，才能回装口部垫块。否则会影响线棒端部的防晕，造成新的问题。
有的口部垫块原采用适形毡固定无绑扎结构，如果处理松动问题，在按原工艺完成适形毡固定后，为防止垫块再次滑动损伤线棒，可用0.35×35无纬玻璃丝带绑扎、浸胶，特别是端部振动大的机组，应加固处理。
159.发现定子绝缘盒有裂缝应如何处理?
答:对于内部没有灌注绝缘胶的绝缘盒出现较大的裂缝，如带水接头的绝缘盒，一般是
80
属于质量问题。由于接头间的绝缘完全靠绝缘盒承担，因此应予以更换。
对于采用环氧树脂胶浇注的绝缘盒，应区别考虑。绝缘盒裂缝可能有两种情况，一种是绝缘盒本身的原因，如材料原因或其内部配胶热胀冷缩的原因造成，这种情况对电气绝缘的性能影响不是太大，另一种是反映了接头内部过热，则应及时进行处理。由于绝缘盒内灌满了环氧树脂绝缘胶，因此，仅从绝缘的角度来考虑是没有问题的，重点应考虑绝缘盒内的接头有无过热的现象。轻度的裂缝，可贴上不同温度点的示温片，待下次检修时再检查示温片是否存在过热现象，再决定是否更换，如不是属于内部接头过热，则可不处理。对裂缝较大的绝缘盒，应考虑铲除，检查其内的接头是否存在过热的现象，必要时辅以涡流探测法和直流电阻的测试。如果是内部接头过热造成绝缘盒裂缝，则应对接头进行重焊处理，处理完成后再重新浇注绝缘盒。
160.如何查找和处理发电机定子绕组接地故障?
答:发电机定子绕组接地在以前黑绝缘的发电机组中屡有发生，其中以制造上的原因居多。在B级绝缘以上的发电机中，其出现的几率已很少了。
查找绝缘故障，应首先解开每相绕组出口的连接，按每个支路检查。采用绝缘电阻表、万用表等先确定是金属性的还是绝缘性的故障。大型发电机每个支路的线棒数量都不多，如果问题出在线棒端部，则基本上凭目测可以发现故障。如果故障处在直线段即铁芯槽内，则目测很难发现。由于大型发电机绕组分支直流电阻很小，即使是金属型接地，采用直流电阻比较法也无法判断。目前检查这类故障缺少先进的测试定位仪器，传统的方法是采用直流加压和交流加压的方法。
直流加压法与做直流耐压的方法和接线是一样的。其原理是使线棒上承受直流电压，当故障点首先击穿时，根据放电处的声音和火花判断具体的故障槽。因此，宜在晚上关灭照明后进行，便于观察火花。在确定故障分支后，此时应对照绕组方块图，确定该故障线棒所在分支在发电机内的分区部位，以便有的放矢地观察。加压检查时，升压速度可比耐压试验稍快。
交流加压法:有的故障线棒虽已出现绝缘故障，但仍然有较高的阻值，因此用直流加压的方法可能难以查出，因此采用交流加压法，加入较高的电压使故障点绝缘电阻进一步降低，便于查找。
此外还有加大电流的所谓“电流烧穿法”，这对大型发电机来说并不可取，因为局部电流可能使线槽局部铁芯造成损伤，很难处理，使问题变得更大。
161.为什么线棒上下层间垫条防晕处理不当也会烧坏发电机线棒?
35答:由于防晕的需要，线棒在铁芯直线段部分进行了低阻处理。其阻值在1×10,1×10Ω之间，太高不能起到防晕作用，太低则会造成损耗过热。层间垫条夹在上下层线棒之间，同样出于防晕的考虑，层间垫条也采用低阻半导体垫条。如果材料使用不当也会出现问题。如果阻值偏高，则上下线棒的两个端面可能出现电晕;阻值过低，则因涡流过热而损坏线棒。
某水电厂进口机组#6机，刚投入试运行，就发现发电机定子线棒冒烟。首先检查故障明显的某故障槽，发现故障槽下层线棒的对地绝缘已为零，线棒绝缘击穿。拔出该槽的上层线棒，发现带有RTD的层间垫条(RTD测温电阻完全埋置在层间垫条之内，从垫条的上端引出测温线)严重烧损，部分已烧成粉末状，线槽内线棒靠RTD垫条侧的表面半导体层烧掉，主绝缘烧伤深度0.5,1mm，好在铁芯未受损伤。经检查，定子线棒烧损的主要原因是供应商提供的RTD垫条表面所涂的漆不是按要求涂敷的半导体漆，而是“导体漆”——表面电阻偏低。在机组运行中由于感应电压高，垫条与定子铁芯接触形成回路，产生电流，造成RTD垫条发热，烧毁RTD垫条，并最终烧损线棒的绝缘，造成定子接地事故。随后又拔出其他带有RTD层问垫条所在槽的上层线棒，现象与该槽故障一样，只是烧损程度轻些。后来共更换线棒104根，其中，上层线棒98根，下层6根。损失不可谓不惨重。这次事故是缘于RTD
81
垫条存在的质量问题，实际上也是层间垫条防晕处理方面的问题，应该使大家都要吸取教训，也应取得相应的安装和检修经验，以避免发生类似的事情。这虽是一个比较极端的例子，但从事故的严重性可以看出槽内防晕处理不当所带来的危害。
162.定子绕组开机前泄漏电流增大的原因是什么?
答:在发电机检修中可能出现这样的现象:检修前，发电机的三相定子绕组测试的泄漏电流是平衡且合格的，但检修期完后，却出现某一相泄漏电流偏高、三相绕组泄漏电流不平衡的现象。在排除绕组确实受损的情况下，这种“故障”多半是假性的。出现的原因有:
?因检修时间长，机组整体表层轻度受潮。由于各绕组表面的污垢并未完全清扫干净，特别是出槽口部位，在未吊出转子的情况下，受转子磁极的遮挡，很难将槽口部位清扫干净。各相个支路清洁情况不一，也可能出现这种情况。当然，三相泄漏电流都增大的情况也是有的。
?清扫定子绕组线圈端部后，使用的溶剂尚未充分挥发，加上各支路清洁状况不一致，也可能出现这种情况。
这种情况只要适当干燥即可恢复正常。可以在关闭机组空冷器冷却水的状况下，将机组空转，一般几个小时后，停机再测，都可恢复正常。对于转子绝缘电阻出现的类似的情况也可按此处理。
163.转子绕组回路哪些部位容易发生故障或绝缘降低?应如何查找和处理?
答:转子绕组回路从灭磁开关由励磁电缆经滑环到磁极的诸多环节，都存在运行中或检修过程中出现接地的问题，因此应区别对待，分别查找。
?容易接地的部位有:
1)励磁电缆:主要是因绝缘老化的原因。
2)刷架和滑环:由于碳粉油污混合，造成刷架和滑环正负两极间绝缘击穿或接地绝缘处对地短路。
3)大轴引线与滑环连接处:此处也易因污垢造成绝缘降低。
4)大轴引线:有的大轴引线没有采用全部外包绝缘而是裸汇流排形式，其对地绝缘处也易因污垢造成绝缘降低。
5)磁极线圈主绝缘:主要也是因为污垢的原因造成绝缘降低。尤其是在磁极的上下两个端部迎风面。
6)磁极连接线:有的转子磁极之间的连接是磁极与磁极直接相连的，与转子磁轭不相关联，因此就不存在接地的问题;但有的转子磁极间的连接是以磁轭为中介的，这种结构就容易出现接地故障。一是连接板与磁轭间的绝缘部分，与磁极主绝缘的情况类似。二是固定磁极连接线的固定螺栓(属接地部分，与磁轭是直接金属连接)与磁极连接线之间是通过绝缘套管绝缘的。如果套管破裂则可能造成接地，或检修中由于粗心大意少装了套管也会造成接地，这种情况当然是金属性接地。由于悬空，可能在转子静止时测试还发现不了，但会在以后的运行中暴露出来。这种情况还可能由于多点接地造成绕组部分短路。这种漏装绝缘管的例子无论在安装阶段还是检修过程中是屡有发生。
?发生转子接地故障后，应首先确定是金属性的接地还是因污秽造成的绝缘降低，有时仅凭绝缘电阻表很难确认，可使用万用表辅助查测。然后，取出电刷，区分故障发生在那一段。区分出段落和性质后，才能准确查找。如果确定接地发生在磁极部分，则只能从中间磁极连接线处分解，然后逐次查找。不同的机组结构重点部位可能不一样，但只要能把握重点和要点，接地点是不难找到的。
164.如何用直流电压法查找转子绕组金属性接地?
答:在转子磁极间出现的一点接地或多点接地，有时也很难快速查清，此时可采用在转子绕组中加入直流电压的方法。利用直流电压表(万用表的直流电压挡亦可，最好使用指针
82
式表计)的表针方向和电压大小，判断接地点。原理见图2—22直流电压法查找磁极接地故障示意图。
图2—22直流电压法查找磁极接地故障示意图
设b点已接地，而外加电压a为正极，c为负极。电压表的探针在ab段时，电压表指针的方向是磁极a侧为正，接地侧为负;而在bc段则磁极c侧为负，接地侧为正。当采用指针式表计时，逐个测到故障点时，指针会反转，反向点即为故障点。
采用此法时，直流电压不要太高，根据实际情况，以表计能显示有读数即可。
165.如何进行磁极分解检修?
答:转子磁极由于使用电压低，相对电气故障较少，一般无须分解检修。但由于是转动部件，因此有它特殊的一面。如出现下列情况则须分解检修:电气试验不合格，如磁极主绝缘不良、磁极线圈存在匝间短路;磁极线圈软接头需要更换或接头过热处理等。在确定故障原因后，有针对性的分解检修。
?磁极分解。磁极从转子上拔出后，在专用的支架上进行分解检修。如无专用支架，应在地面铺有枕木，磁极的下面垫以橡胶垫或涤纶毡。在分解磁极过程中，应注意防止主绝缘、铜线及绝缘垫圈受损伤。线圈与铁芯分解时，应使用专用工具，以免线圈受力不均造成散盘;必要时再翻转线圈，翻转线圈应采用专用木胎或其他专用夹件夹紧线圈，以免翻转中线圈开裂变形。
?修理。故障修理的同时，对非故障部位的铁芯及线圈应清扫、检查，尤其是线匝间的缝隙;用清洁干燥压缩空气吹扫磁极铁芯及线圈，清除尘垢。
?磁极线圈与铁芯组装。组装前应清扫检查铁芯，线圈及绝缘垫圈;多个磁极处理时应注意编号，铁芯与线圈号码回装时应相符，磁极里外接头引线端头位置不要装反;铁芯套人线圈时，四周应以0.1mm环氧玻璃布板导人;磁极组装后，在铁芯与线圈上下端应打入绝缘楔，要求紧固。接头高低不合适时，可调整上、下端间隙，并用浸过环氧树脂漆的涤沦毡及环氧树脂胶将缝隙填塞。
?磁极组装后，应检查绝缘压板的高度应略高于铁芯平面0.5mm左右，这样磁极挂上转子后才会将线圈压紧。
?磁极组装完成后，应进行匝间交流耐压试验，合格后才能装入转子。
166.转子磁极引出连接线的接头过热应如何处理?
答:转子磁极线圈是由铜板绕制的，其磁极接头引出连接线有硬、软两种方式，软连接线(大多数采用由薄的软铜片叠成的引线)与磁极线圈铜板是铆接后焊接在一起的，一般采用锡焊。如果原来安装时质量不良，运行时间长后，就可能出现过热的问题，软接头与线圈铆焊不良者，则须拆下搪锡处理后重新铆焊。采用硬铜板钎焊硬连接的结构则可靠性好一些。
处理磁极接头的过热故障，应先将磁极吊出，将其平放在枕木上，按磁极线圈分解的工艺将主绝缘、线圈与磁极铁芯脱开，然后单独处理线圈部分。线圈及其层间绝缘是热压在一起的整体。处理接头，应仔细撬开首匝导线，防止导线平面变形过大，否则回装时难以恢复。采用合适的木楔从导线首匝的顶部打人，逐渐将导线与匝问绝缘分离，注意用力不可过猛。导线与绝缘分离后，在导线下塞好木楔，使首匝导线与其余线圈有一个合适的可以作业的空间。在接头下部垫好防火的石棉板或石棉布，应注意防止工作中损伤其余部分的绝缘。
?软接头磁极的处理。
83
接头挂锡，可以采用碳阻焊或中频焊。用加热装置烫掉接头部分的焊锡，然后用手枪钻头钻开铆钉头，即可取下旧的铆钉，将磁极连接头取下。
取下连接头后，对连接头的接触面和磁极导线上的接触面分别处理平整，然后挂锡处理，过热严重不能再用的连接头应予以更换。
将连接头铆接在磁极线圈的导线上，注意铆合敲击铆钉时不可损伤导线和下部线匝的绝缘。铆接的接触面，目前并没有合适的标准可以引用，可以参照母线接触面螺栓连接的标准检查质量。对锡焊的磁极接头连接，应符合下列要求:铆接的接头错位不应超过接头宽度的10,，接触面电流密度应符合设计要求;锡焊接头焊接应饱满，外观光洁。
?硬接头磁极的处理。
有的磁极引出线采用的是硬接头的连接形式，如采用铜排弯制，根部与线匝采用银焊的方式。这种方式比锡焊的方式可靠性要高。
更换或处理接头时主要应掌握:线匝与连接线的对接面应处理平整，清理干净后，在两个接触面之间夹好银焊片。焊接时要挡好其他线匝，不得损坏匝间绝缘;边缘焊口处应有?45坡口，便于堆加银焊料，常用银焊料为H1AC30—25等;焊接应饱满，无气孔、夹渣。gu
焊后将连接的接头部分修理平整;其他的要求与软接头处理相同。
?接头电气检测直流电阻，应尽量采用大电流法测取直流电阻。接头检测合格后，才能回装首匝线圈。首匝线圈回位后，应仔细整形，导线不应有翘曲。在导线下垫好绝缘层，每层之间应刷绝缘漆。用专用夹具夹好线圈，周围可采用红外线灯烘烤，有条件的也可进入烘房处理。待绝缘层固化后，脱开夹具，将线圈回装至磁极铁芯。
167.转子磁极匝间绝缘故障应如何处理?
答:转子磁极匝间绝缘由于运行中承受的电压很低，过压的机会也很少，一般情况下是不会出现匝间短路的，尤其是B级及以上绝缘，故障也多因为热老化或原有缺陷。因此，对于检测中已确定是匝间绝缘问题的磁极，还应仔细清扫，特别是匝问的缝隙中，是否有焊渣、焊锡滴等杂物。由于被外层的油漆覆盖，缝隙中的金属颗粒容易造成匝间绝缘为零的判断，因此应先将匝问彻底清扫后再进行电气测试确认。如果凭目测不能找到故障点，则根据磁极线圈的大小，采用通入低压大电流的方法，如果有匝间短路，则故障部位很快发热，这样就可确定故障部位。
转子匝间绝缘的处理与上题处理的程序基本类似，匝间短路如不在首尾匝，则处理稍复杂一些。
线圈分解后，用专用劈斧(铜质)或合适的木楔对准要分开的线匝，用大锤敲击斧尾或木楔尾部，将线匝劈开，用另外的木楔垫好两侧线匝。除去已损坏的绝缘(一般多为局部)，注意导线上是否有毛刺或棱角，导线表面应光滑平整。铜线表面清理干净后，在导线下垫好绝缘层。B级绝缘多采用环氧玻璃胚布，为大块料，具体尺寸按现场需要剪。注意每层之间应先刷绝缘漆。其余步骤同上题。修理完成后应再进行测试。
应注意的是:环氧玻璃胚布与定子主绝缘材料一样，本身属含胶的绝缘材料，平时要求低温存贮，且有效期很短，使用时要防止其已过期或失效。
磁极线圈的托板如果是与磁极线圈热压在一起的，在现场的加热处理中有时不便与线圈一起加压热压，因此，可待线圈压好后，回装时黏接。如黏接不便，可采用薄的浸渍适形毡材料放在压板和线圈整体之间，将压板与线圈一起机械冷压。如果高度偏高，可将压板绝缘表层撕去几层。
168.阻尼绕组的故障应如何修理?
答:阻尼绕组在正常运行中与转子磁场同步运行并没有感应电流，只有旋转中的机械作用力。因此，只要设计、制造可靠，一般是不容易出事故的。一般性的小扰动下，阻尼条所受的作用力也不是很大。在一些复杂或极端的情况下如机组非全相合闸、机组备用时开关误
84
投、系统近端电气短路等情况下才可能造成电气上的损坏。
阻尼条是嵌埋在磁极铁芯极靴内的，出现故障或熔断，只能更换相应尺寸的铜条(或厂家图纸标明的材料)。由于阻尼条与阻尼端环是焊接在一起的，即使只换其中一根，也须将该磁极的阻尼端环的一端与其余阻尼条全部焊开。
处理阻尼环也应先将磁极吊出，将其平放在枕木上，为防止损伤线圈，处理阻尼条时，应先按磁极线圈分解的工艺将主绝缘、线圈与磁极铁芯脱开，然后再单独处理阻尼条部分。如果阻尼条本身并没有损坏，而只是阻尼环端部开焊，则将其重焊即可。常用焊条为H1AC80—5。 gu
某水电厂一台进口39MVA的贯流式发电机(72极，每极4根阻尼条)，投入运行后不久，即出现阻尼条损坏的严重事故。大部分磁极沿旋转方向的最后一根阻尼条都出现断裂，有的阻尼条甚至因过热软化挤出槽口后，在气隙中挤压变形。经查，事故的原因是阻尼绕组设计不合理，阻尼条截面太小以及电磁振动等原因造成。
无独有偶，另一水电厂1号机30MW也是贯流式的进口发电机(76极，每极4根阻尼条，与上述不是同一国家产品)，运行不到一周，发现有75个磁极的沿旋转方向的最后一根阻尼条在与阻尼连接的端部都出现了断裂且向中部扩展，磁极阻尼环局部发蓝，有明显的过热现象。经分析表明，由于设计方面的原因，阻尼条槽谐波电流引起的磁通致使阻尼条在磁极内振动造成损伤，阻尼条的截面偏小也是原因之一。
这些极端的例子有助于我们加深对阻尼绕组的理解和认识。
169.螺栓连接的汇流母线接头过热应如何处理?
答:?过热的接头解开后，首先将接触面清理干净，接头表面打磨出铜金属原色。螺栓连接接头的接触面应搪锡或镀银，现场一般只能作搪锡处理。接头的接触面应处理平整，接头接触面的平直度不应超过0.03mm。螺栓最好使用力矩扳手，按厂家原设计要求的螺栓预紧力拧紧;实际上用力过大也会造成接头接触不良，以往检修人员对这一点都不太重视，主要是凭经验。接
?头连接完成后，接触面用0.05mm塞尺检查，塞入深度应小于5mm。
?有的接头原设计只有螺接，这种接头如果通流大，在按螺栓连接处理并拧紧后，还应对接头加用锡焊焊接。原已采用锡焊焊接的螺接接头，如果处理后仍然过热，则应改用银铜焊的工艺处理。即采用在两接触面间夹入银铜焊片的方法处理。
?对于设计上接触电流密度偏大造成的接头过热应考虑进行技术改造。在200,2000A
,电流范围内，一般接触电密J与工作电流I的关系为J=0.31,1.05(I,200)×10cc
422()，对大于2000A的接触面，J按0.12选取。 AmmAmmc
170.发电机检修后，定转子绝缘降低应如何处理?
答:一种情况是由于发电机检修期长，可能出现开机前，发电机定、转子绝缘降低的现象，另一种情况是由于某种外部原因导致发电机内进水而受潮。采用B级绝缘以上的发电机由于采用的是热固性材料，一般情况下，都是表层受潮。
轻度受潮的情况下，一般开机空转几个小时即可恢复绝缘。开机空转时，注意关闭机组空冷器冷却水，发电机上部盖板视情况开若干通风孔。
受潮严重的情况下，则应使用电流干燥或外部热源干燥。对大型机组，在转子尚有部分绝缘的情况下，采用三相短路干燥是最简捷的方法。
?三相短路干燥法。
1)三相短路干燥需要发电机本身具备运转条件，转子可以使用备用励磁(带同轴励磁机的发电机则无此限制)，定子各部测温点巡检正常。在发电机出口母线上安装三相短路母排，母排的截面按发电机额定电流考虑。与母线连接时应保证有良好的接触。某电厂曾在一次发
85
电机短路试验中，因连接面的油漆未除干净，试验开始不久即造成母线接触部分烧缺，幸及时发现才未造成严重后果。
2)如果发电机带有中性点侧励磁用串联变压器(自复励励磁系统)，则应采用短路母排将此串联变压器短接，否则长期通流有可能烧损此变压器。同样，中性点的消弧线圈或接地变压器等都应退出。
3)带有专用短路开关的发电机，如短路开关容量允许，则直接使用此开关短路即可，不需另接短路母排。干燥前开关投入后，应切断其操作电源。
4)注意应关闭机组空冷器冷却水，水内冷发电机应切断内冷却水;发电机上部盖板视情况开若干通风孔。注意不要误切空冷器以外的其他机组用水。
5)启动发电机至额定转速后，对发电机送励磁，此时发电机励磁应采用手动方式，其他如自动、强励等方式均应退出。
6)视情况缓慢增加励磁，使定子电流缓慢升至50,额定电流，以温升每小时不大于10?为宜。受潮严重的发电机每小时测取一次(轻度受潮的发电机可以每半小时测一次，判据也以半小时为度)绝缘电阻和绕组、铁芯的温度。具体的绝缘值应参照该发电机的历史数据。一般吸收比大于1.6或极化指数大于2，绝缘电阻连续5h稳定不再变化，则干燥过程即告结束。不同的发电机情况不一，如受潮严重而气温又低，视定子温度情况也可适当增加电流，但不得超过定子额定电流，注意各部温升不能超过正常运行时的允许温升。黄绝缘的干燥一般并不需要很高的温度，一般干燥过程中，以控制定子线圈最高温度比较适宜。如用外置酒精温度计测量，绕组不应超过70?;使用机内已有的埋人式电阻温度计测量时，不应超过80?。若温度偏高，可减少定子电流，使温度稳定即可。
7)发电机短路干燥是使发电机工作在异常状态，因此各部发热较大，干燥过程中应注意巡查。整个干燥过程中有异常情况时，应首先降下励磁，切断励磁后再停机检查处理。在发电机短路干燥的过程中，短路点应始终有人监护。
8)干燥过程结束后，缓慢降低励磁到零，切除励磁。然后拆除短路线。
?外加电流干燥。
对于不能采用短路干燥或条件不具备时，发电机则只能采用外加电流干燥或外加热源干燥。
受现场容量限制，很难采用交流加热方法，因此一般采用直流电流加热。此时，将发电机三相绕组串联，也可根据情况将分支解开再加以串联成一个回路，视电源大小而定，串联只要连成回路即可，不必考虑电流实际流向。考虑到一般大型发电机电流都比较大，因此按绕组分支加入直流比较好。对于大型发电机，由于是多支路，应特别注意接线，否则没有效果。加入直流电流以分支额定电流的70,较好。通流加热过程中，同样要考虑各连接线的大小和接触面的问题，以防止加热时造成接头过热损伤绝缘。定、转子分别加热，电源可采用电动盘车的电源或其他通过整流来的电源。小容量的发电机也可采用多台直流电焊机并联供电的办法。
外加电流法可以与外加热源法一起配合使用。
?外加热源法。
对体积较小的发电机比较有效。在发电机风洞内，将定子上、下部挡风板打开，在定、转子绕组下部布置电热板或其他红外加热设备，注意不要使用有明火的电阻丝炉。
此外还有与做定子铁损试验类似的铁损法，可以对定子进行干燥，但需要吊出转子，所需电源容量也大。此外铁损干燥会使定子铁芯和机座的温差过大，将造成铁芯与机座之间的内应力增大，当定子机座钢度较小时，可能会使机座变形增加，这对定子结构是很不利的。因此，此法对大型发电机尤其是运行过程中检修的发电机实际上没有可操作性。
171.线棒电晕应如何处理?
86
答:根据电晕的部位，电晕的处理方式大致有两大类:一种是将线棒拔出发电机铁芯后进行处理，这样处理当然更全面一些，但整个线棒更换需要停机时间较长，需吊拔磁机或吊出转子，一般只能在时间长的检修中进行;再一种是不需拔出线棒，但只能针对端部局部电晕进行处理，需要的时间较短，对发电机定子线棒没有任何伤害。
?端部局部电晕(在主绝缘未损坏前提下)处理。局部电晕的现象表现为绝缘层表面的擦洗不掉的白色斑块，这种白色斑块是线棒表面防晕层乃至于线棒表面绝缘损蚀的结果，其处理方法为:
1)使用砂纸清除表面电晕，再采用金相砂纸打磨光滑，然后采用无水乙醇清洗干净。
2)根据电晕点所处的是高阻区还是低阻区，涂敷相应的半导体防晕漆。
3)待端部绕组表面防晕漆干后，表面涂敷防护灰磁漆。这种处理的方式比较简单，关键是防晕漆要选择适当，漆的黏度控制要准确。但这种处理方式对线棒高低阻交界处的电晕没有效果。
?槽部电晕处理。首先用无水酒精清洗干净，再检查防晕层及主绝缘，如果是防晕层局部损伤则将局部清理后涂低阻防晕漆。如果整体防晕层损伤严重则只能取出线棒处理。线棒打磨剥去防晕层，清理干净后重新绕包防晕层，然后分不同工艺要求按部位涂相应的防晕漆。
?空气间隙短路法。这种方法对电晕较大面积且离铁芯端部稍远的部位，还是比较安全和合适的。在某些结构中，端箍与线棒之间没有采用适形毡作过渡进行绑扎，也易出现端部电晕，可在电晕处理后，以适形毡填充端箍与线棒问的间隙。
线棒电晕处理是一项复杂的工作，需仔细小心，如果处理不当，相当于在电晕层表面又并联了一个电阻，可能会造成更为严重的电晕。
172.如何处理线棒出槽口处的磨卡现象?
答:这种故障多发生在铁芯线槽上下端出现局部松动或整个线槽出现振动。如在原来发电机工艺中，大型发电机均是在工厂内分别叠装，运抵现场后组装，因此合缝槽易出现振动、槽楔松动等现象。此外铁芯压指松动也会造成这种故障。
处理的原则是根据故障的程度和发电机线棒的参考电位综合考虑。若线棒运行电位高且磨卡已伤及主绝缘，则应考虑更换线棒。如线棒运行电位不高，磨卡部位只是损伤了防晕层或主绝缘损伤很轻，则不须换线棒，可在不拔出线棒的情况下进行处理。如果是铁芯松动引起，则应首先处理好铁芯。视情况可退出部分槽楔，将磨卡部位清洁干净后，喷人低阻半导体漆。然后，沿线槽边打人厚度合适的低阻半导体板，将线棒与线槽挤紧，然后恢复槽楔等。
87
/
本文档为【发电机部分】，请使用软件OFFICE或WPS软件打开。作品中的文字与图均可以修改和编辑，
图片更改请在作品中右键图片并更换，文字修改请直接点击文字进行修改，也可以新增和删除文档中的内容。
[版权声明] 本站所有资料为用户分享产生，若发现您的权利被侵害，请联系客服邮件isharekefu@iask.cn，我们尽快处理。
本作品所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权，请谨慎使用。
网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽..)目的在于配合国家政策宣传，仅限个人学习分享使用，禁止用于任何广告和商用目的。
相关资料
热门搜索
- 县抽考通知
- 复方降压片的药效学研究（可编辑）
- 湖北省宋氏族谱字辈辑录
- 《工程设计资质标准》(2007)
- 星级员工申请书范文
- 机械零件检验作业指导书模板
- 建筑工程施工质量责任制度
- 社区矫正活动情况报告
- 精神科护理学案例解析分析题
- 宝来维修手册宝来维修手册--变速箱部分数据流
- 街道僵尸车情况摸底表
- PDCA案例_如何提高患者满意度ppt课件
- テルーの呗(特露之歌)歌词平片假名,罗马音及翻译
- 八十天环游地球题目
- 县抽考通知
- 复方降压片的药效学研究（可编辑）
- 湖北省宋氏族谱字辈辑录
- 《工程设计资质标准》(2007)
- 星级员工申请书范文
- 机械零件检验作业指导书模板
- 建筑工程施工质量责任制度
- 社区矫正活动情况报告
- 精神科护理学案例解析分析题
- 宝来维修手册宝来维修手册--变速箱部分数据流
- 街道僵尸车情况摸底表
- PDCA案例_如何提高患者满意度ppt课件
- テルーの呗(特露之歌)歌词平片假名,罗马音及翻译
- 八十天环游地球题目
你可能还喜欢
- 爱的心愿(柴野)-简谱-吉他谱-钢琴谱-电子琴谱-手风琴谱-二胡谱-笛萧谱-萨克斯谱-古筝谱-歌词
- 淮南市城镇职工基本医疗保险门诊规定病种管理规定（淮人社秘[2
- 一种连杆治具自动翻转机构
- 一按变动成本法和完全成本法编制收益表精编
- 病人转运途中突发病情变化应急预案及处理流程
- HG-T20553-1993化工配管用无缝及焊接钢管尺寸选用系列
- 管桩标准施工质量安全控制MicrosoftWord文档
- 台湾2010年《涉外民事法律适用法》
- 中国著名农业科学家简介
- 贫 困 证 明
- 《安全预评价导则》
- 《双金属温度计投标标书》
- 《南安军》阅读练习及答案(2021年四川省广安市中考题)
- C1412EOA中文资料
- 打开设备管理器一片空白处理方法（Open the device manager to blank processing methods）
- 绿化养护措施方案
- 储能合同框架协议
- 储能合同框架协议
- 储能合同框架协议
- 储能合同框架协议
浙公网安备 33021202002483