磁极引线撕裂引起转子一点接地的原因分析

付朝霞

(北京十三陵蓄能电厂，北京 102200)

1 发电机简介

某容量为200 MW的立式水轮发电机于1995年投运，定子额定电压13.8 kV，定子额定电流9 288 A，额定转速500 r/min，飞逸转速725 r/min，转子额定电压154 V，额定电流2 134 A。转子为凸极式，转子磁极为完全向心型，共6对。转子磁极引线为多层软铜片L形结构，每个磁极有1组长引出线和1组短引出线，每组从磁极引出后分为2条软连接，每条软连接由14片0.5 mm×59 mm的铜片组成，每组共28片铜片。

该机组的转子一点接地保护设置为投跳闸。

2 转子一点接地故障

该机组数次在运行中发生转子一点接地跳闸故障，故障原因均为磁极引线软连接单片撕裂，搭接到转子铁心或阻尼拉杆上，造成引线接地，如图1所示。

3 故障原因分析

检查发现，撕裂部位是磁极引线长软连接最外侧铜片，且撕裂位置均为引线根部(磁轭侧)，如图2所示。主要原因是该种型式的磁极软连接在易出现裂纹的根部位置承受的离心应力较高，且各层软铜片受力不均，尤其是最外侧铜片整体受力较大，如果再受外力碰压损伤变形，则更易造成撕裂。

图1 磁极引线软连接撕裂

图2 发生撕裂位置

4 处理方法

在撕裂片数不多时，可采取撕掉已经发生撕裂的软连接铜片的方法进行处理。

在设计时，磁极软连接的载流密度留有一定的裕度，软连接缺少数片不影响载流量，但应符合DL/T 817—2014《立式水轮发电机检修技术规程》中磁极引线缺失15 %需要更换引线的规定。以该台机组为例，28片铜片最多只能缺失4片，撕掉4片后，若再发生撕裂就要更换引线。为了避免软连接继续撕裂，需要采取临时措施，防止软连接继续撕裂后再次造成转子一点接地跳机故障。

4.1 采取绝缘热缩套管

开始时，采取绝缘热缩套管防护方式进行处理，如图3所示。但是，机组运行一段时间后，热缩套在离心力的作用下，径向外侧位移近三分之一，堆积在软连接的根部，如图4所示。

图3 采取绝缘热缩套管防护

图4 运行一段时间后的软连接热缩套

热缩套堆积在根部，会不断摩擦软连接根部位置的表面绝缘漆。经检查，发现部分软连接的根部已经出现摩擦痕迹。若绝缘漆被磨掉，再有油碳、粉污或金属屑等搭接，有造成磁极绕组接地或者短路风险。

因此，将热缩套全部取下，另选其他方案。

4.2 采取浸环氧胶玻璃丝带绑扎

经过分析及多次试验，采取浸环氧胶玻璃丝带绑扎的方法，分别在软连接的两端和中间位置，半叠绕绑扎浸胶玻璃丝带4圈，如图5所示。

图5 采取浸环氧胶玻璃丝带绑扎

采用此方法处理后，提高了软连接的整体性，均匀了各单片之间的受力，且经过浸胶的玻璃丝带绑扎牢固。经过机组长时间的运行验证，能起到了良好的效果。

这种方法可作为临时处理措施，但根本的解决方法是进行引线换型，更换引线。

5 结束语

针对多层软铜片L形结构的磁极引线由于单片撕裂造成的转子一点接地故障，采取将引线用浸胶玻璃丝绑扎的方法进行临时处理，效果良好。因该种型式的软连接存在应力集中位置相对固定及单片撕裂造成转子一点接地的隐患，若要彻底解决，需要进行引线换型，更换引线。