汽轮发电机的电晕预防措施

刘博?王威彪

摘要：本文笔者首先从汽轮发电机电晕部位及其危险程度进行分析，又分别从设计、制造、运行与检修等方面入手提出有效的电晕预防措施，以期为广大同行做有益的参考借鉴。

关键词：汽轮发电机；电晕；预防措施

前言：

我们都知道在高电场的作用下汽轮发电机产生电晕放电是在所难免的，所以，进一步提高汽轮发电机的整体绝缘性能，确保其在规定的寿命期内能够正常的运行工作，就必须要清楚的掌握汽轮机发电机电晕放电的部位及其危害程度，从结构设计、制造装配、运行检修等诸多方面入手采取有效的预防措施，从而确保汽轮放电机的安全长效运行。

1.汽轮发电机常发生电晕的部位及其危害程度

汽轮发电机常常发生电晕的部位，主要分布在槽部主绝缘和槽壁之间的空隙中、线圈的出槽口处、定子绕组靠近铁心通风沟处和绕组端部相邻线圈的空隙处。而如若我们从电场的实际分布来看，就能够发现汽轮发电机的定子端处在极为不均匀的电场之中，尤其是在线棒的出槽口是电力线最为密集的地方，所以绝缘表面的压降也是最大的，起始的电晕电压也就相对来讲较低。通常来讲槽部电晕放电与端部电晕放电，对线棒绝缘所产生的影响是不尽相同的。

2.汽轮发电机的电晕预防措施

2.1从汽轮发电机的设计入手采取有效的电晕预防措施

为了能够进一步提高汽轮发电机定子线棒的起晕电压，作为汽轮发电机的制造厂家，在线棒的防晕设计上应该采取以下几种预防措施：

第一，对于电压等级为20kV的国产汽轮发电机定子线棒，可采取刷防晕漆或者是绕包防晕带的方法，提高防晕效果。同时，为了能够进一步改善定子端部的电场分布，在发电机定子端部可使用SiC材料，现如今这种防晕技术的应用已经取得了十分明显的成效，值得加以广泛推广。此外，由于刷有防晕漆的定子线棒在搬运和装配时容易造成表面损坏，同时考虑到防晕漆有毒溶液的挥发和生产工作量的增加，制造厂在后续的定子线棒改为防晕带一次成型结构。

第二，对于电压等级在26kV或27kV的汽轮发电机定子线棒，在设计过程中必须要采用有效的防晕结构，从而避免发生电晕放电而对定子绕组造成破坏。笔者以THDF125/67型1000MW汽轮发电机的设计为例进行阐述。应该将定子端部线圈的渐伸线部分设计为变节距，从而将不同线棒之间的放电距离进行拉大。在端部线圈应采取不间断的弧状瓦形压板，从而尽可能的阻断了上下层线棒之间沿面发生放电的可能性。应采取整体浇筑工艺于端部线圈的上下层线棒之上，并利用绝缘介质将同层线棒之间的间隙填满，以此降低线棒间气隙发生放电的可能性。

第三，在线棒的导线构成以及设计的过程中，要尽可能的减少电场集中问题的出现。

2.2从汽轮发电机制造入手采取有效的电晕预防措施

因为汽轮发电机的制造工艺存在缺陷，而造成的电晕事故是十分常见的。所以，要想对电晕实施有效的预防，就必须要在汽轮放电机的整个制造过程中，采取规范的、必要的电晕预防措施。

第一，当制成定子线棒以后，应该严格按照相应的规范要求对定子线棒进行运输与存放。在定子线棒的运输过程中要格外注意线棒绝缘的完整性。

第二，在发电机定子线圈装配过程中，应特别注意定子端部绝缘工艺，尽量避免出现毛刺和小间隙等。

第三，在定子线棒下线过程中，尽量减小线棒与槽壁之间的间隙，通常不宜超过0.3mm。

第四，将定子铁心槽部线棒的固定方式进行改进，可在槽内填塞黄岩半导体垫片，也可以在线棒与槽壁之间的间隙内填塞环氧半导体弹性波纹板垫片。

第五，完成定子嵌线工序以后，应该对端部进行仔细检查，如若出现绝缘漆以及胶流淌形成的漆瘤要及时进行处理，以此避免汽轮发电机在实际的运行过程中发生漆瘤尖端闪络放电问题。

第六，在定子线棒的下线过程中，最好是进行两次电晕检查工作，即完成下层的线棒嵌线工作以后要进行电晕试验，而在完成上、下层线棒的嵌线工作以后还要进行电晕试验。

2.3从汽轮机发电机运行与检修入手采取有效的电晕预防措施

在实际的运行过程中汽轮发电机因为铁心松动、槽楔松动、端部振动过大等问题都会进一步破坏线棒的防晕层，从而发生电晕问题。因此，为了有效预防电晕放电问题，在汽轮发电机的运行过程中就应该做好上述问题的检验工作，避免上述问题的发生，笔者建议可使用放电检测仪器，对汽轮发电机机膛内部的放电情况进行实施检测，从而及时发现电晕放电问题，避免电晕事故的进一步扩大。而为了及时发现发电机定子线棒防晕层的缺陷，运行中出现检温元件电位升高、槽楔松动或防晕层损坏时，需做定子槽部线圈防晕层对地电位测量试验，电位不应大于10V。在有条件时采用超声法对槽部放电进行检测，即抽出转子，定子绕组施加额定交流相电压，用超声波接收仪在定子膛内沿各槽移动探测，记录有放电声的部位。

目前对于汽轮发电机定子端部，主要采取的是目測法以及紫外线呈像法。这是因为利用利用紫外线呈像仪能够准确的检测出电晕放电时所产生的波长，也就能够对电晕放电问题，做出最为明确的判断。而目测法则是采用具有遮挡亮光功能且严密性较好的帆布，在定子绕组施加交流电压时，观察其端部的亮点，记下亮点所在位置，从而方便试验后的修复工作。

结束语：

综上所述，本文笔者结合个人对汽轮发电机电晕放电的研究经验，进一步剖析了容易产生电晕放电的部位，以及所造成的危害，并提出了具体的解决措施，是希望能够通过本文笔者的粗浅阐述，为广大同行在今后的实践工作上提供有益的参考借鉴，同时进一步提高汽轮机发电机的电晕预防水平，确保汽轮发电机的安全稳定运行。

参考文献：

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[5]张辉.汽轮发电机典型电晕故障的检查、处理与预防[J]广东科技.

作者简介：刘博（1982.03）男，工程师，本科，研究方向：发电设备产品设计及工艺研究。endprint