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摘　要： 發電機轉子線圈是發電機勵磁的重要組成部分，其引出線崩斷，將使運行中的發電 機定子線圈失去勵磁而引發事故。詳細分析了事故發生的原因及防范，并結合現場實際提出處理程序和方法。 
　　攀煤（集團）公司電廠1號發電機是由南京汽輪發電機廠1989年出廠，1992年投入運行 。型號QF2－12－2，額定功率12 MW，額定電流1 375 A，額定電壓6.3 kV，轉速3 000 r/mi n，B級絕緣，密閉式空氣冷卻。轉子勵磁方式為與發電機轉子同軸的勵磁機并激勵磁。轉子繞組的兩端由引出線經大軸表面銑出的溝槽與布置在發電機汽端轉軸上的正、負極滑環相連 接，其中正、負極滑環采取同一端集中布置方式，且負極引線穿過正極滑環。  
1事故經過 
　　由于輔機設備突然故障短時停機，發電機、勵磁機的碳刷、碳刷架、卡簧得到清灰檢查 ，兩只發電機轉子碳刷（正、負極各一只）被更換。1號發電機正常啟機升壓至4.8 kV、6.3 kV時對發電機、勵磁機的常規絕緣檢查未發現任何異常，并網后帶有功負荷4 MW、無功2 M Var、定子電流400 A時，發電機正極滑環上有一只碳刷出現跳動聲響，無火花出現，經調整 卡簧壓力仍無法消除，一會兒，發電機滑環處突然迸發出強烈火花長達1 m，立即按下緊急 跳閘按鈕，1號發電機解列停機。  
2設備檢查情況 
　　1號機停機后檢查情況如下： 
　　1）碳刷架一只燒傷，該碳刷支架的環氧玻璃布筒燒損有炭化現象。 
　　2）負極引線完全崩斷，其絕緣層炭化呈黑色粉狀。位置正好在負極引線穿過正極滑環的根部，且正極滑環穿線孔邊緣也燒損寬約10 mm、深約5 mm的斜形孔洞。 
　　3)用1 000 V兆歐表測滑環對軸的絕緣為0 MΩ，說明轉子回路已擊穿并與軸短路。 
　   4)正極滑環穿線孔中壓線楔鐵內表面的小塊環氧玻璃布板松動，可輕易取出。  
3原因分析 
　　穿過正極滑環的負極引線絕緣受損，造成負極引線與正極滑環短路的原因。 
3.1設計方面 
　　1)發電機轉子繞組引入連續勵磁電流的正、負極滑環可以在發電機轉子的兩端，也可以在轉子的同一端。1號發電機的正、負極滑環就是按照在轉子同一端集中布置在汽輪機側設 計制造。 
　　它存在如下弊端： ①負極引線穿過正極滑環，給負極引線與正極滑環提供了短路機會。 ②使發電機側的滑環與發電機端蓋間的距離相對縮短，僅有25 mm（發電機正、負極滑 環按兩端設計布置，該尺寸為50 mm），起吊發電機端蓋很容易機械撞傷引線絕緣。 ③十分不便日常檢查穿過正極滑環處負極引線的絕緣及引線下的絕緣墊塊。 
　　2)發電機正、負極滑環的表面，每隔10 mm的寬度有起冷卻作用的螺旋形導風溝（寬約5 mm），存在弊端：使得碳刷的有效接觸面降低，接觸電阻加大，發熱增大，溫度升高。最惡劣的時候1號機正、負極滑環溫度高達120 ℃;螺旋形導風溝（寬約5 mm）過寬，碳刷與導風 溝相切割力度變化大，磨損脫落的碳粉較多。 
3.2維護方面 
3.2.1由設備制造缺陷引發的維護不當 
　　①由于發電機定子冷卻布風系統的特殊性和攀枝花氣候干燥的特點，經常出現發電機 出風溫度高達80 ℃、線圈本體埋入式溫度計測得溫度值達到設計極限105 ℃。為降低出風 溫度，必增大補風量、開啟出風擋板加強散熱，從而破壞了設計的密閉式空氣冷卻，造成大量的灰塵帶入粘附在發電機端蓋的導風溝內，改變了分布電容。 
　　②正、負極滑環在汽輪機側同一端，靠近3號軸瓦僅200 mm，油擋、油封磨損與軸的間隙增大而蒸發出大量的油霧，隨轉子高速旋轉形成的氣流而粘附在正、負極滑環的表面及其 設計制造起冷卻作用的導風溝內、以及碳刷及碳刷架。同樣改變了分布電容與對地電容。 
3.2.2由技術素質引發的維護不當 
　　①汽輪機后端軸封漏汽的處理質量達不到標準，造成滑環所處的環境溫度相對升高。 
      ②更換碳刷的研磨程度達不到標準，選用碳刷的材質不一，使碳刷接觸面更為降低， 流過碳刷的電流分布不均而導致正、負極滑環的溫度升高。 
　　③對穿過正極滑環處負極引線的絕緣及引線下的絕緣墊塊等部件的檢查重視程度不夠 ，未列入重點檢查項目之中。 
　　④拆卸、起吊發電機端蓋時，撞傷轉子正、負極引線絕緣的保護不力。 
　　⑤遺留碳粉的清除工作還缺乏足夠重視。 
　　綜上所述，由于設計缺陷與維護不當，滑環溫度升高，分布電容和對地電容變化，接 觸電阻變化，造成負極引線通過碳粉與正極滑環直接導通而短路崩斷負極引線和燒損正極滑環及相關部件。  
4事故后的處理 
　　經專家學者，勘完事故現場認為： 
　　1）必須抽出發電機轉子。 
　　2）拆下連軸器的連接構件，拔下并取出發電機正、負極滑環，然后進行轉子引線處理。 
　　3）滑環裝復后重新找轉子的動平衡以及滑環的同心度，必要時車削滑環。 
　　4）修復費用高達幾十萬元，工期30天。 
　　對這一工期太長、檢修費用高的方案，廠組織人員幾經研究決定采用另一套切實可行 的方案，既不抽發電機轉子，也不拆連軸器的連接構件進行檢修，具體處理方法及工藝介紹如下。 
4.1準備工作 
　　1）拆卸吊開汽側發電機大、小端蓋，用塑料布遮住定子端部線圈，在地面用木板將進風口及風室檔板遮嚴。拆卸吊開汽輪機后軸承2、3號瓦蓋，測量滑環及滑環下絕緣襯等的相關尺寸。 
　　2）加工制作正、負極滑環的拆卸工具，同時準備加熱器具、隔熱、散熱設施。 
4.2滑環的拆卸工作 
4.2.1拔負極滑環 
　　用手槍鉆?7.5的鉆頭鉆下負極引線斜楔墊塊防退緊固螺絲?8,取出斜楔和墊塊,作好標記。 固定好拉板工具,拉板與負極滑環間墊δ=2～3 mm的石棉墊，負極滑環與連軸器間的轉子圓周上用δ=2～3 mm的石棉墊圍住，然后再用玻璃絲帶包扎，一切準備就緒后，用兩把大號氧氣乙炔火焰槍來回、均勻加熱負極滑環，待溫度升至200 ℃時，用力對稱地緊拉桿螺母，慢慢地拉出負極滑環，移至包扎好隔熱的轉軸上，再用吹風機讓滑環緩慢均勻冷卻。取出 滑環內側的鋼套。測量負極滑環下無損絕緣套的外徑為?236。
　　拔下負極滑環后，通過負極引線測量轉子線圈絕緣仍然為零。 
4.2.2拔正極滑環 
　　采用拔負極滑環相同的方法拔出正極滑環。測得正極滑環下無損絕緣套的外徑為?241 .5，對崩斷的負極引線進行測量：25×0.5的銅片8片，帶絕緣層為30×7.5。絕緣層由外向里為：聚酯薄膜(δ=0.05)一層，玻璃絲帶一層，云母帶(δ=0.13)數層。 
　　取出大軸表面正、負極引線溝槽內的壓線楔鐵的防退螺絲，并退出楔鐵適當長度（根 據檢修需要的長度），讓引線的兩端脫離轉子引線溝槽，測得數據為轉子線圈絕緣為200 M Ω（1 000 V兆歐表）。 
　　轉子線圈直流電阻：第一次為0.563 6 Ω，第二次為0.563 6 Ω（直流雙臂電橋）,溫度42 ℃，出廠值為0.651 Ω（75 ℃）。 
4.3引線的處理 
4.3.1正、負極引線的焊接處理 
　　為了避免負極引線焊接后轉子線圈的直流電阻變化過大，采用銀磷焊條（BAgCuZn）焊接旋轉部件。 
　　由于取正極引線與正極滑環的緊固斜楔和墊塊時，拉斷正極引線兩側的銅片長約7mm（ 即第一片和第八片），拉傷第二、三片出現裂紋。因此同時焊接處理正、負極引線，具體處理如下： 
　　①剝去正極引線原絕緣層距正極滑環凹處的邊緣64 mm。負極引線鋸斷離正極滑環凹處的邊緣31 mm，再剝去絕緣層76 mm。剪好新焊接引線對接端，原引線略錯位剪切，并對各焊接端面用組銼修整、用無水乙醇清洗干凈。準備好石棉繩或石棉泥，將原有引線絕緣層作好 隔熱處理。然后將新焊接引線與原轉子引線對接處放置在平整可移的適當大小墊鐵上，  
按照 對接的焊逢標準雙面薄焊、焊透銅片（焊接負極引線時必須保證在原有長度的基礎上留出10 0～200 mm）。對拉傷有裂紋的銅片補焊。 
　　②修整每片上的焊疤。用夾鉗夾緊焊接處，測量8片的厚度不得超過包扎絕緣后在引線槽內的極限厚度，再在焊接處的側面將銅片（8片）焊接在一起，修整后再次測量焊處厚度 為5.9 mm，無焊處為4.1 mm，寬度為25.72 mm。室溫時絕緣電阻為15 MΩ（1 000 V兆 歐表）。 
　　③對與滑環連接處的正、負極引線鍍錫，再次平整壓緊引線。 
4.3.2正、負極引線的絕緣處理 
　　先將原引線的絕緣層搭接處切成約15°～20°的斜形，用丙酮將引線清洗干凈，并擦凈 相鄰部件上金屬雜質。然后對引線從內到外包扎云母帶(δ=0.13)六層，玻璃絲帶、聚酯薄 膜各一層，各絕緣材料均半疊包扎。  
　　用遠紅外線燈烘烤，待絕緣完全固化，室溫時測量絕緣電阻為9 MΩ（1 000 V兆歐表）。 
4.3.3正、負極引線裝復引線槽  
　　用無水乙醇或丙酮擦洗凈轉子表面引線槽內的雜質。處理壓線斜楔保持光滑，布置好 槽內的絕緣（δ=0.5環氧玻璃布板）等部件，將引線壓入引線槽，打入壓線斜楔保證足夠的 緊度，并作防退處理。 
　　測轉子線圈回路絕緣電阻為6 MΩ（1 000 V兆歐表）。 
4.4負極滑環絕緣套的處理 
　　正、負極滑環拆卸時受力非絕對均勻，負極滑環絕緣套有損傷；氧氣乙炔焰加熱滑環 時溫度高，絕緣套表面有碳化現象。因此處理如下： 
　　1）去掉損傷、受損的絕緣套層，測得負極滑環絕緣套外徑為?233.83（設計值為?23 6.5+0.05），正極為?242.08(設計值為?242.5+0.05)。 
　　2）用丙酮清洗干凈正、負極絕緣套，負極以環氧樹脂和兩層玻璃布板（δ=0.5）圍粘 ；正極僅刷一層環氧樹脂，烘干后再按同心度偏差要求進行處理。測得負極滑環絕緣套外徑 為?236.14、正極為Φ242.08；負極滑環絕緣套同心度偏差為0.125 mm、正極為0.07 mm。  
4.5負極滑環裝復工作 
　　按照滑環拆卸時的操作原理和方法分別裝復正極、負極滑環（裝復與拆卸只是連軸器 的受力方向相反，裝復工具不變，注意拉板上必須預留負極、正極引線孔）。 
4.5.1裝復正極滑環 
　　先將正極滑環下的鋼套用8號鐵線緊抱在對應的絕緣套上，負極引線穿過正極滑環過線孔，再將滑環移進鋼套的極限位置，加強正、負極引線特別是負極引線穿過正極滑環處以及 轉子受熱面的隔熱防護。加熱正極滑環，待溫度升至200 ℃時，使正極滑環對稱、均勻進入，保證正極滑環各點的相對尺寸達到原始或設計數據。加強通風，均勻冷卻，使滑環迅速緊 抱絕緣套，同時防止絕緣套炭化。  
4.5.2處理正極滑環與正極引線的連接 
　　先清除滑環上引線連接孔內側、斜楔以及墊塊氧化層，再嵌入引線墊塊和楔鐵，并作 防退處理。 
4.5.3正極滑環與負極引線的過渡  
　　在兩槽形楔鐵內側用環氧樹脂粘貼環氧玻璃布板(δ=2)，然后從滑環的兩側嵌入楔鐵 ，并作防退處理。室溫時測量絕緣電阻為20 MΩ（1000V兆歐表）。 
　　按照上面的方法裝復負極滑環及處理負極滑環與負極引線的連接。完全裝復后，轉子 線圈回路絕緣電阻為50 MΩ（1 000 V兆歐表）；直流電阻為0.558 5 Ω（28 ℃），換算至 75 ℃與出廠值0.651Ω（75 ℃）相比偏大0.007 498 Ω。 
4.6檢測處理正、負滑環 
　　采用常規的打磨方法（用白布包0號砂紙對拉的方式）處理滑環表面凹凸不平，并采用在滑環表面緊貼粘上寬膠帶用千分表測量滑環同心度，能滿足運行要求。 
　　對此類事故相關連的設備，特別是勵磁機的各定子繞組及換向電樞進行重點檢查測試 ，未見任何異常。  
5避免此類事故重復發生的防范措施  
　　1）詳細檢查2號發電機正、負極滑環連接處的轉子引線，并用丙酮洗凈后刷一層環氧樹脂作絕緣加強處理（2號機正、負極滑環按兩端設計布置）。 
　　2）滑環連接處引線檢查及碳粉定期清理列入重點維護項目。 
　　3）成立重大設備技術攻關小組，以最優方案解決重大設備運行中的突出問題。 
　　4）加大重大設備檢修監護力度，嚴格執行檢修維護制度及安全管理制度，不斷提高檢修維 護質量，保證發電機安全穩