水轮发电机槽楔处理的几个技术问题

　　水轮发电机定子槽楔处理是定子检修的关键环节，关系到定子检修质量的主要工序，在长期的、多台次的、不同机型的水轮发电机定子槽楔处理工作中，经过不断分析，对槽楔处理的技术问题进行了探讨。
　　
　　目前，广东粤电集团属下的水力发电厂大都采用4-6a1次的周期性大修，是由专门的水电检修队伍进行集中检修的。笔者作为一名电气从业人员，近年来曾多次参与不同型号的机组大、小修，发觉在定子槽楔检修过程中，各检修人员之间、各个水电厂之间、电厂与检修公司之间，在槽楔处理的多个技术细节上都存在一定的差异，这些差异会给检修工作带来不便。特别是槽楔修后验收时，由于认识不同、执行的标准不同，时有要求检修人员返工的现象产生，严重时影响到检修工期。因为各类检修质量标准和规程对槽楔处理的技术细节规定比较少，笔者认为，有必要在这方面形成一定的共识。众所周知，定子是发电机的核心部分，定子检修质量的好坏将直接影响到机组的安全运行和经济效益，而槽楔处理是定子检修项目中的关键环节之一。由于在机组小修和中修时一般不进行槽楔处理，所以，大修时槽楔检修需更严格认真。本文针对广东几家水力发电厂的检修现状就槽楔处理的几个技术问题进行一些简单的分析和探讨。
　　
　　1　槽楔处理的重要意义
　　
　　电晕和电腐蚀是造成发电机定子线棒绝缘损坏的主要原因，电腐蚀是由于发电机槽部定子线棒表面与槽壁之间失去良好接触而产生火花放电造成的。防止电腐蚀的技术措施很多如线棒与定子槽配合的紧密度、槽内半导体材料的采用、减小机组振动等，而使定子槽楔压紧线棒也是其中重要的一条技术措施。槽楔打得不紧会使线棒和槽楔、槽壁之间接触不良或出现间隙，容易产生电腐蚀。另外，运行中的线棒由于受到不断交变的径向电磁力的作用而发生振动，会引起线棒防电晕层逐渐磨损，加剧电腐蚀，因此有效的线棒紧固系统是十分必要的。很明显，槽楔是否打紧直接关系到线棒的紧固与否。所以，在发电机定子检修中，槽楔的检查和处理一直都是工作重点之一，具有非常重要的意义。
　　
　　2　槽楔处理的几个要点
　　
　　2.1槽楔及槽内垫条的选择
　　
　　目前，几个水电厂几乎都使用比较传统的槽楔，一是选用单一的直条槽楔；二是选用带有一定斜度的正反楔对组成的槽楔。几个厂都一直沿用厂家装机时的选择。由于各发电机组在初次安装时，存在安装水平的差别和机组较长时间的运行与运行水平等诸多因素的影响，定子铁芯槽口表面宽窄和线棒深浅均会发生一定的变化，线棒表面凹凸不平的现象更是常见。这给槽楔处理工作带来一定的难度，容易造成一些槽楔紧固较为困难和稍不小心就损伤定子铁芯的现象。从应用效果来看，这种传统的方式是使槽楔与线棒呈硬连接(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，这就需要在每次的机组大修中重新楔紧槽楔。这里特别要提到的是，粤电集团旗下数台水力发电机组，包括几台8万kW的较大型机组一直沿用最传统的直条槽楔，效果很不理想。每次机组大修时，都会发现槽楔大面积松动的情况；而这几台机组在常规性大修时是不吊出转子的，槽楔处理难度很大，处理效果也难于达到要求。在此，建议对这些机组进行必要的改造，以提高其可靠性和运行水平，也为了适应将来从周期性检修过渡到状态检修的要求。
　　
　　2006年，粤北一座水电厂在机组增容改造中率先采用了带波纹弹簧垫条的槽楔紧固系统。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自动补偿以保持线棒处在紧固状态。这种方式我国多用于大型汽轮发电机，在广东中小型水轮发电机组中尚属首次应用，这是新的尝试，效果如何有待验证。
　　
　　槽内垫条由半导体垫条和环氧树脂垫条构成，由厂家在供货或在检修时由检修人员自制。实际应用中存在一个比较严重的问题是垫条的宽度总是难以满足实际需要。特别是自制垫条，由于制作人员水平参差不齐或未对机组进行具体测量，使制作的垫条存在过宽或过窄情况，影响了槽楔紧固质量，必须引起足够重视。另外，槽楔处理时，垫条的准备必须是多种规格的，实际常用的是0.2mm、0.5mm和1.Omm几种厚度。
　　
　　2.2槽楔松紧检查
　　
　　从广东水电目前的检修情况来看，对于槽楔的松紧度检查尚缺少科学的办法，基本上是依靠人工用小铜锤敲击听其声响的方法来判断。这种检查方法对于传统的直条槽楔和正反斜楔来说是简单有效的，但完全依赖于操作者的个人经验。一般要求槽楔无松动，断裂及位移，每根槽楔的空响长度不应超过其1／3。在上下两端数节槽楔都紧固的情况下，只有中间1节松动时如何处理，各厂验收人员与检修人员持不同态度。这是实际操作中经常遇到的问题。笔者认为，此情况若松动严重，用锤敲打会产生跳动现象时必须进行处理。在弹性槽楔系统中，由于波纹弹簧垫条有压缩余量，而发电机又处于冷态，其敲击声在虚实之间，紧与不紧的界限比较模糊。即便如此，实际操作中也多用锤击听音的办法来判断其松紧情况。槽楔处理的诸多方面都没有可量化的标准，要视具体情况而定。这就要求从业人员要不断积累经验，提高自身的业务水平。
　　
　　2.3槽楔的紧固及其注意事项
　　
　　首先必须准备好适合的专用工具。比较简单常用的就是方头冲子、方铲和加工好的硬木板等等。通常在退出槽楔时，先用专用工具在通风沟处的楔条缺口上轻击，使楔条间拉开一定距离，然后用长硬木板将槽楔打出。槽楔打人时需按顺序编号进行，楔条过宽时可稍做打磨，再涂擦白蜡或另选。开始时槽内垫条不宜垫得过厚，当快到固定位置时，再加入适当厚度的垫条将槽楔打紧。采用分段垫垫条的方式会使槽楔深入容易，不易破裂。每打完1节都必须进行检查，看看合格与否。因此，槽楔处理应注意的事项有：
　　
　　1)选择好的槽楔使用前需置烘箱内干燥，除掉湿气。
　　
　　2)槽楔退出和打入时，须防所用工具刮破线棒或碰伤铁芯，特别是金属性用具。
　　
　　3)线棒上下端部须用刚纸板保护好，以免线棒及其端部绑绳受伤害。
　　
　　4)槽楔缺口应与铁芯通风沟对齐，通风口方向正确。
　　
　　5)槽下垫条露出槽口部分应与槽楔对齐，避免过长或过短。
　　
　　6)下端部槽楔绑带必须扎紧。为防止局部绑线折断而影响其它各道松动，每槽均须打结。
　　
　　3　槽楔修后验收
　　
　　槽楔处理后的验收工作是比较困难的一件事。这与其缺少量化指标和规程标准有关。笔者认为，槽楔处理的验收工作在槽楔处理的过程中完成是最恰当的。施工人员在每一节每一槽处理好后及时检查是使整体验收顺利通过的行之有效的方法。当然，这要求施工者具有一定的业务水平和高度的工作责任心。考虑到施工人员技术水平和操作经验的不同，可以互相交叉验收；为了避免漏检和返工现象，还可以在处理前先由检修技术人员和验收人员一起检查，标出待处理的槽楔，而后采用分段验收的方式进行。不管采取怎样的方式进行验收，都必须严格要求，认真把关。