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    汽车发电机定子烧损主要原因
    汽车发电机定子烧损主要原因 2012-12-21

      3.1机械力作用加剧绝缘破坏
      发电机定子线圈在运行中一旦松动,在机械振动和电磁振动作用下会使主绝缘磨损,造成线圈损坏引起短路和接地故障。检查中发现上游侧线棒与槽壁间有0.3~1mm间隙,线棒松动,可以断定存在振动损伤主绝缘的危害。由于机组线棒振动最剧烈的部位是线棒的端部,使得线棒的槽口段破坏加速,在槽口发生事故机率比在槽内大得多。因此可以很好地解释为什么事故都发生在线棒槽口。分析发电机线棒松动的主要原因有:1)上游侧线圈、槽楔及槽内各间隙填充的硅橡胶等长期处于高温运行中,逐渐收缩;2)3.1所述叠片公差过大等结构设计缺陷;3)长期的局部放电造成绝缘层及硅橡胶的收缩和劣化。

      3.2冷却系统散热能力不足
      3台发电机事故点及电腐蚀严重区域都处于定子线棒上游侧段,而线棒下游侧段无异常,说明事故及线棒烧损的区域存在规律性。从事故及线棒烧损区域可以发现其处于冷却风道的后段,而冷却风在此段温度已升高,冷却能力相对下降,此区域为定子高温区域。由于在常温附近电介质的热劣化随温度升高而劣化作用加大、劣化速度加快,因此这个区域绝缘劣化速度比其区域快且强烈,造成事故和烧损集中于此区域发生。同样,若定子端部焊接有缺陷而导致发热时,则上游侧开焊事故机率远大于下游侧。造成风冷系统冷却能力不足的原因有:1)由于设计缺陷造成局部放电较为强烈,对定子发热量和温升估计不足;2)冷却系统设计有缺陷。由概况介绍中可知,定子内未设计通风道,定子铁芯内部散热不够,造成热量积累。因冷却风量不足,导致冷却风在风道后段温度过高;3)冷却风到达风道末段后,有风机的强迫抽取作用,由转子磁极间隙和气隙流出的气流直接被风机抽走,上游侧定子端部与灯泡体间局部范围内气流量很小,加上冷却风温度升高等因素使得上游侧定子端部冷却条件差。

      3.3定子线圈槽绝缘结构设计存在缺陷
      查ELIN公司图纸,定子线棒宽16.3mm,其中股线宽10.9mm,主绝缘2.7mm;定子槽宽为17mm(冲片),槽形宽16.6mm,叠片公差双边0.4mm(单边0.2mm):槽衬宽0.4mm,加线棒宽为16.7mm,与槽形装配在宽度方向上有0.1mm的过盈,但与冲片宽有0.3mm的间隙:线棒与槽壁间充填硅橡胶0.2mm,双边0.4mm。
      通过上述数据发现,假若叠片质量很好,则0.4mm的双边公差就偏大。线棒下线公差0.3mm,特别是采用液压成型工艺的,线棒本身公差就较大。合计两部分公差后,在槽壁与线棒之间间隙最大可达0.6mm以上。由于槽壁与线棒间间隙较大,两者之间电位差较大,易产生局放电现象,长时间作用下,可造成线棒绝缘烧损劣化,表现为槽部电腐蚀。南津渡水电站发现的定子槽部有白色粉状物,运行中产生臭氧等,应是长期局部放电所致。由机组10至2点钟区间线棒处于各相高电位区,线棒与槽壁电位差较其它区域要大,局部放电更为严重,从而导致此处电腐蚀最严重。线棒主绝缘单边仅2.7mm,属超薄型绝缘,虽技术比较先进,但不足的是:在线棒换位处对地绝缘更薄,生产加工中在个别换位处形成绝缘层过薄是可能的。在换位处,若存在长期电腐蚀,绝缘被击穿的可能性更大。

      3.4运行环境不良
      灯泡贯流式机组最大的特点是整个机组浸于水下,外壳四周充满河水,机组结构紧凑且封闭。当机壳内温度高于河水,且空气湿度较大时(我国南方天气正有这个特点),就很容易在机壳内腔结露。这种结露在运行中较难发生且影响不大,一旦停机时间较长,就可能结露使发电机受潮,大大降低了发电机的绝缘。ELIN公司的机组设计有防结露设施,但效果不佳,经常在机组停机时,发现有结露现象。另外,由于电站直供了几家冶炼厂和化工厂的电力,而这些厂家未对其所产生的工业谐波加以治理。经权威部门测试发现,谐波指标严重超标,超标谐波主要有3、5、7、11次。这些谐波直接侵入机组,加大了发电机的附加损耗,对发电机绝缘劣化也有一定作用。
      分析上述几方面原因,其中线棒绝缘设计缺陷和冷却系统冷却能力不足是造成事故和线棒烧损的内在因素,机械破坏作用和不良运行环境加速和加剧了事故和线棒烧损的形成。

     
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