关于发电机定子绕组电腐蚀问题的讨论

付朝霞

(北京十三陵蓄能电厂，北京 102200)

1 电腐蚀现象

在某发电机运行期间，发现其机坑周围有很浓的臭氧味，测量定子绕组测温电阻电压高达500 V。在检修中，发现其定子线棒出槽口及槽内有明显的白色粉末，存在较严重的电腐蚀现象。

定子线棒绝缘表面与定子槽壁失去电接触产生放电，烧伤绝缘表面及电化学侵蚀的现象称为电腐蚀。电腐蚀通常发生在发电机定子线棒槽部的绝缘表面和槽壁之间，以及防晕层和主绝缘之间。电腐蚀会将防晕层烧成蚕食状而变酥脱落，将线棒主绝缘烧成麻点、麻坑，将定子槽楔或垫条烧成蜂窝状，且使线棒防晕层和主绝缘之间出现因游离而形成的浅黄色和白色粉末，有时还会使定子测温元件出现带电现象。

由于防晕层和槽壁接触不良，或防晕层和线棒绝缘粘合不好，在强烈的电场作用下，产生高能量的容性放电，从而加强电子对定子线棒表面的热和机械的作用。由于放电使空气电离产生臭氧及氮的氧化物，因此发生电腐蚀的机组在运行中会出现很浓的臭氧味。臭氧若溶于气隙内的水分中，则易引起线棒表面防晕层主绝缘、槽楔和垫条的腐蚀。

2 电腐蚀产生的原因

环氧云母绝缘属热固性绝缘，在运行温度下几乎没有膨胀，不能填补线棒与槽壁之间的间隙；而如果用绝缘垫条作为层间垫条，容易使线棒表面和槽壁失去电接触，在线棒表面产生电腐蚀。

当线棒和槽壁之间存在间隙时，其等值电路如图1所示。

图1 定子线棒在槽内的等值电路

由等值电路可建立如下方程式：

式中：C1——主绝缘电容，F；C2——气隙电容，F；R——主绝缘表面与槽壁的接触电阻，Ω；U·——线棒上施加的电压，V。

由式(1)可以看出：

(1) 气隙所承受的电压与线棒尺寸、主绝缘材料及材料的厚度有关。当绝缘厚度，线棒尺寸相同时，由于环氧树脂粉云母带的介电常数ε较沥青云母的介电常数大，因此，环氧树脂粉云母绝缘的线棒的电容量较沥青云母绝缘的线棒大，因而在外加电压及线棒表面与槽壁间尺寸相同时，环氧树脂粉云母绝缘的线棒较沥青云母绝缘的线棒容易产生放电。

(2) 当线棒尺寸、主绝缘材料及材料厚度一定时，C1即为常数。此时气隙的C2，R上所承受的电压和加在线棒上的电压有关，越高，则也越高。但加在线棒上的电压又和机组额定电压高低及线棒所处的工作电位有关，机组额定电压越高，或线棒在运行中所处的电位越高，则气隙上所承受的电压也越高，越容易产生放电。

选择80例银屑病患者作研究对象,均为我院皮肤科2017年1月至12月收治。随机分组,中研究组40例中,男24例,女16例,年龄27-67岁,平均(47.45±11.32)岁;病程平均为(5.62±1.33)年;对照组40例中,男26例,女14例,年龄28-66岁,平均(47.37±11.25)岁,病程平均为(5.73±1.29)年。组间基线资金料可比(P>0.05)。

(3) 气隙上承受的电压还和C2及主绝缘表面与槽壁接触电阻R有关。由于发电机在运行中线棒受到双倍系统频率100 Hz压向槽底的机械力，以及绕组本身的机械振动作用，使防晕层和槽壁间产生相对位移，因而接触电阻R增加，气隙上所承受的电压增加，从而越容易放电。线棒防晕层和槽壁间的相对位移还使得在防晕层和槽壁脱离接触的瞬间在气隙上形成很高的电场，导致间隙放电。

3 电腐蚀的影响因素

3.1 发电机电压等级、冷却方式、绝缘材料

电腐蚀主要发生在空气冷却、采用热固性环氧粉云母作为主绝缘的发电机上，且随着发电机电压等级的提高，电腐蚀愈严重。

3.2 线棒防晕层的材料及工艺

线棒在制造过程中，防晕层的材料和制作工艺对电腐蚀的产生有非常重要的影响。防晕层材料的质量、防晕层层数及其包扎的工艺直接影响线棒的防晕效果。因此，在线棒制造过程中，应严格控制防晕层材料的选择及制作工艺。

3.3 发电机运行环境

发电机的运行环境也会影响电腐蚀的产生。如果机坑内机组各轴承存在较严重的油雾或甩油现象，会导致机坑内油污严重，使线棒的防晕层表面因脏污而造成放电，加剧电腐蚀的产生。

3.4 定子线棒下线工艺

定子线棒的下线工艺和质量也会影响电腐蚀的产生。无论是采用弹性硅橡胶还是弹性波纹板形式的下线方式，都要保证定子线棒和槽壁之间的紧密接触。2者之间若有间隙，在机组运行中的电磁力和机械力的作用下，会使间隙增大，气隙上所承受的电压增加，从而容易发生放电，产生电腐蚀。槽内产生的电腐蚀会不断侵蚀线棒的防晕层、层间垫条、主绝缘等，造成线棒槽内松动，并进一步磨损主绝缘，极易造成因主绝缘严重磨损而发生击穿故障，因此槽内电腐蚀的发生危害相对更大。

3.5 同一台机组中线棒所处位置

上层线棒发生电腐蚀的几率较大，主要原因是在未采用半导体垫条前，上层线棒比下层线棒少一个和铁芯的接触面，易发生电腐蚀。其次，当上层线棒和下层线棒同槽且同相时，上层线棒的径向电磁力是下层的3倍，因而上层线棒防晕层较易磨损，从而使上层线棒发生电腐蚀的几率增大。

3.6 同一台机组中线棒电位以及线棒与槽壁的间隙

3.7 齿压板的形式

线棒在出槽口处与齿压板之间的间隙大小也是影响线棒槽口电腐蚀产生的一个因素。因线棒端部出槽口处的电场集中，轴向场强最高，易产生电腐蚀。若线棒与齿压板之间间隙较小，在防晕层失效后，线棒端部槽口处对齿压板的电位差升高，会造成线棒表面对齿压板放电。此处的放电极易发展成电容性火花放电，造成线棒主绝缘被侵蚀烧灼变薄，易导致故障。

4 电腐蚀的处理与预防

对于出槽口处的电腐蚀，可以通过对防晕层的修复进行处理，主要方法是将电腐蚀处清理干净，露出防晕层，然后按照线棒制造工艺对防晕层进行修复；但是对于槽内电腐蚀，并没有特别好的处理方法，所以防止电腐蚀的产生才是解决电腐蚀的根本方法。防止电腐蚀产生的主要措施如下：

(1) 选择质量良好的防晕材料，同时在线棒制造过程中确保防晕处理工艺符合设计要求；

(2) 线棒下线过程中，无论采取何种下线方式及线棒固定方式，一定要确保线棒在槽内的部分与铁芯及上、下层线棒之间紧密接触，最好达到100 %的接触，无气隙。如果线棒防晕层的防晕效果不佳，一旦接触面间的气隙场强达到其击穿电压，就会产生电腐蚀。

5 电腐蚀的检查测试

电腐蚀发生后，在线棒防晕层和主绝缘之间会出现因游离而形成的浅黄色和白色粉末，因此通过观察有无浅黄色或白色粉末，可初步判断是否发生了电腐蚀。更有效的检测方法是通过试验来检查。常用的试验方法有如下几个。

(1) 测量线棒出槽口表面电阻。如果测得的表面电阻值大于防晕层材料原始的电阻值，则有可能发生了电腐蚀。

(2) 测量线棒的表面电位。对线棒加额定相电压，用高内阻的电压表测量线棒的表面电位，如果防晕层完整且各接触面接触良好，表面电位一般在10 V以下；当发生电腐蚀时，表面电位会增加到几十甚至几百V。

(3) 测量测温元件的感应电压。正常情况下测温元件的感应电压很低，一般在6 V左右；发生电腐蚀后，感应电压会升高，有的可达几百V。

(4) 测量定子绕组的局部放电。通过局放测量对比及相位分析，可初步推断是否存在电腐蚀及电腐蚀发生的位置。

(5) 紫外成像仪检测。对线棒加额定电压，利用紫外成像仪扫描，如果存在电腐蚀现象，会有较多的光子数产生。该方法直观且定位准确，但是对于槽内发生的电腐蚀，检测效果不佳。

1 李建明.高压电气设备试验方法(第二版)[M].北京：中国电力出版社，2001.

2 王世宏.国产双水内冷机组电腐蚀与线圈漏水原因分析[J].华北电力技术，1999，29(12)：30-32.