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發(fā)電機(jī)常見事故成因分析及反事故措施之我見

文檔作者：李長生文檔來源：海南省農(nóng)墾海口機(jī)械廠		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年12月17日
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·理論探索·
發(fā)電機(jī)常見事故成因分析及反事故措施之我見
李長生
(海南省農(nóng)墾?？跈C(jī)械廠海南海口570226)
摘要：從八十年代起至今。根據(jù)我的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，在發(fā)電機(jī)的堆修和試驗(yàn)性方法取得了許多經(jīng)驗(yàn)，連一步提高了技術(shù)水平和堆修技能，
對大修的發(fā)電機(jī)使用新材料，新工藝．新技術(shù)等，使發(fā)電機(jī)的使用壽命大大筵長，提高了使用經(jīng)濟(jì)效益。
關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)常見事故成因分析反事故措花
中圍分類號：TM3l 2．06 文獻(xiàn)標(biāo)識碼lA 文章編號：l oo 7—94l 6(20l o)09一0133一02
近年來。我共改修84KVA以上國產(chǎn)老
發(fā)電機(jī)十余臺，在海南濕熱帶地區(qū)和施工
建筑工地及農(nóng)場發(fā)電站等使用條件較差的
地方，發(fā)電機(jī)損壞率較多，這些發(fā)電機(jī)組機(jī)
都是由于負(fù)荷較重，多在審?fù)馐┕ぽ^多，或
機(jī)房條件較差，其主要原因是定子線圈燒
毀和線圈桕問和匝間短路的較多，山于使
用條件差。電機(jī)溫升高的特點(diǎn)，通過采用耐
沮220度QY—l／222聚酰亞胺漆包線和聚酰
亞胺塑料(耐溫200度)傲槽絕緣和相問絕
緣材料，使發(fā)電機(jī)的使用壽命和經(jīng)濟(jì)效益
大為提高。
1發(fā)電機(jī)損壞線圈事故原因分析
(1)定子線圈絕緣擊穿和絕緣水平下
降，是由于電機(jī)線圈絕緣存在局部損壞。造
成相聞?chuàng)舸┑氖鹿?，大部分發(fā)生在使用不
到lO年左右的電機(jī)中，造成燒損比較嚴(yán)重，
維修工期較長，費(fèi)用大的特點(diǎn)。
(2)由于定子線圈的燒損嚴(yán)重，對相復(fù)
勵的電機(jī)來說。嚴(yán)重的會燒毀電流互感
器，電抗器、橋式整流器以及發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子
線圈繞組，使轉(zhuǎn)子線圈匝問短路及變形，
振動增加。
(3)造成定子線圈的絕緣層損壞的主
要原因有土塵，水泥等硬質(zhì)顆粒及水份油
污等絕緣線圈或浸濕絕緣層，加上浸漆不
透絕緣分層，特別在槽口拐彎區(qū)域，而在這
些部位，電場較為集中，承受振動交變應(yīng)力
較大，運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后便暴露出來，造成電
壓擊穿或接地?zé)龤鹿省?
(4)由于電機(jī)維護(hù)保養(yǎng)不及時(shí)造成軸
承磨損，造成轉(zhuǎn)子掃膛。使定子產(chǎn)生高溫，
使之燒毀線圈。
2絕緣老化分析
線圈絕緣老化最突出的表現(xiàn)在相組運(yùn)
行條件下，出現(xiàn)電壓擊穿現(xiàn)象，接地電阻、
匝間絕緣電阻及相間絕緣電阻均達(dá)不到規(guī)
定的最底耐壓標(biāo)準(zhǔn)。
2．1運(yùn)行年數(shù)久出現(xiàn)絕緣老化
一些運(yùn)行l(wèi) 0年左右的機(jī)組，大多都懸
我國七八十年代設(shè)計(jì)的。大多采用云母及
黃臘綢絕緣結(jié)構(gòu)，漆包線采用耐溫l 20度
的漆包線繞制而成，運(yùn)行午久后。不可避
免地由于蟲膠溶劑的揮發(fā)，使絕緣內(nèi)殘留
空隙，在強(qiáng)電場的作用下，產(chǎn)生內(nèi)游離，逐
漸地使絕緣松救分層，普遍脆化。機(jī)組運(yùn)
行中稍有異常，如系統(tǒng)電壓波動，油垢浸
蝕，短路沖擊，或機(jī)械振動等，便立刻引起
絕緣擊穿事故。
2．2浸膠不良，絕緣脫殼．股線松散
由石油南南海石油公司l 997年維修
l 80KVA發(fā)電機(jī)為例，該機(jī)組已使用11
年，絕緣漆發(fā)生脫殼和股線松散現(xiàn)象，剛
起動時(shí)電壓調(diào)不上去，運(yùn)行兩小時(shí)后，電
壓慢慢正常，這主要是線圈絕緣不良槽底
絕緣紙老化造成，由于浸漆不透．膠的牯
合度較差。絕緣內(nèi)部含氣量大，在強(qiáng)電場
的作用下，絕緣內(nèi)部游離，引起導(dǎo)線與主
絕緣閫出現(xiàn)空隙，并逐漸擴(kuò)大造成脫殼。
在電磁力和機(jī)械力的綜合作用互相互摩
(1)B=O．4nIn In從槽底部位包圍的全電流
Bn
t． bn一槽寬-見圖(1)
l L
。、＼． ，蕤、／’
．f
圈(1)
擦，股線之問會出現(xiàn)短路或擊穿現(xiàn)象。從
線圈取下檢查發(fā)現(xiàn)。脫殼的線較多。內(nèi)部
游離腐蝕較嚴(yán)重，絕緣內(nèi)有麻點(diǎn)，銅繡斑
痕的現(xiàn)象。
3轉(zhuǎn)子線圈過熱燒損分析
發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，較長時(shí)間的超
負(fù)荷運(yùn)行。勢必引起絕緣老化，造成匝問短
路，機(jī)組振動較大，對風(fēng)扇冷卻的發(fā)電機(jī)，
如何提高線圈的耐溫系數(shù)，對發(fā)電機(jī)正常
運(yùn)行，出力監(jiān)定和絕緣壽命關(guān)系極大，特別
是提高出力運(yùn)行，這成為行業(yè)重要技術(shù)問
題之一。
七八十年我國生產(chǎn)的300KW以下發(fā)電
機(jī)組大都在定子線圈中不放置鍘溫元件．
其觀察電槽內(nèi)線圈匝間溫度，發(fā)電機(jī)線圈
的最熱點(diǎn)在正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)在槽內(nèi)沿軸向
長度的中部。但在提高出力時(shí)，曾會出現(xiàn)在
線圈某些部位的溫度比槽中部溫度升高，
最熱點(diǎn)已經(jīng)轉(zhuǎn)移到端部了。通過觀察，發(fā)電
機(jī)由于過荷引起定子線圈絕緣加速老化，
過熱燒損線圈和鐵芯，更危險(xiǎn)的是加速引
起端部的線圈過熱著火事故。
4定子線圈溫度分布的分析
4．1首先分析槽內(nèi)單層線圈的情況
最初假設(shè)線圈的全部橫斷面上的電流
密度j是一樣的。由(1)式可知：
從槽底到槽口的磁密度應(yīng)當(dāng)是宣線增
大的。但是，渦流也產(chǎn)生自己的交變磁場，
方向與原主電流建立的磁場相反，削弱原
主電流建立漏磁場。一般是二者的相位不
同，幾何相加。結(jié)果是沿槽交磁通密度分布
如圖(1)所示。
從槽底到槽口的密度是逐步增大的，
靠槽底的導(dǎo)線感應(yīng)電動勢最小，靠槽口的
感應(yīng)電動勢最大。
因此，渦流的電流密度沿槽高度分布
是不均勻的，槽底導(dǎo)線的電流密度最小，槽
口導(dǎo)線電流密度最大。
4．2軸向溫度分布
一般發(fā)電機(jī)額定出力及以下運(yùn)行時(shí)，
定子線圈的最熱點(diǎn)是沿軸向長度的中部。
端部的溫度因受風(fēng)的散熱較低。
數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用1 33
萬方數(shù)據(jù)
發(fā)電機(jī)定子線圈槽部和端部的損傷是
不同的，嚴(yán)格的說由于端部各部分的漏磁
密度不等，部端各部分的損壞也是不同的，
另一方面，沿軸向長度。每一小段的散熱情
況是不一樣的，比如，槽部的徑向通風(fēng)量不
一定相等。端部有綁線沿線圈長度的風(fēng)量
分布就更加不均勻了。再加發(fā)電機(jī)底部線
圈因受泥沙．油污的浸蝕，堵滿了槽口，因
此祜外圓端部的散熱情況也是不同的，可
以用公式表示為：
(2)O cup=△Ll O e CU2+△L3 e
CU3+??LW
式中：e cuP整個線圈銅線平均溫度。
LW一一整個線圈的長度。
e CUl e CU2 O CU3??一一各小
段線圈的平均溫升
△Ll△L2△L3——各小段線圈長度。
可以推論各小段線圈銅線的平均溫升
也是大約與定子電流平方成正比的。
在長度力一向上溫度高低規(guī)律隨電流
變化的典型實(shí)例是有蝗發(fā)電機(jī)帶額定負(fù)
荷．特別是提高出力后，端部線圈的溫度比
槽部的溫度高，有的發(fā)電機(jī)端部過熱后，有
瀝青膠流出，而槽部仍很正常，有的發(fā)電機(jī)
最端部線圈過熱著火燒壞，撥出線圈檢查
槽部發(fā)黑的情況輕微些。
當(dāng)電流超過一定值后，端部線圈比槽
部線圈溫度高的現(xiàn)象可以解釋如下：槽部
線圈主要靠鐵芯傳熱，隨著電流的增大，槽
部的銅、鐵溫差增大，相對地說線圈的數(shù)熱
條件逐漸改善了，所以槽部線圈的溫升一
電流平方關(guān)系直線斜率小一些。端部線圈
主要是靠冷卻氣體傳熱，隨著電流的增大，
端部溫度逐漸升高，所以端部線圈的溫升
一電流平方關(guān)系直線的斜率大一些。這樣，
當(dāng)電流超過一定值后，端部線圈的溫度比
槽部的溫度高了，此外，端部線圈焊接接頭
因發(fā)熱而松動，而引起溫度升高，也會使端
部發(fā)熱情況加重。
5發(fā)電機(jī)反事故技術(shù)措施
根鋸多年來發(fā)電機(jī)損壞事故和重大事
故分析，以及運(yùn)行維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，下面談?wù)?
發(fā)電機(jī)反事故的技術(shù)措施，以提高發(fā)電機(jī)
出力。
(1)嚴(yán)格控制發(fā)電機(jī)定子線圈的溫度，
采用線圈中埋設(shè)測溫儀，在配電屏安裝溫
度計(jì)，其觀察定子線圈的溫度不超過改造
后的線圈耐溫值。
(2)發(fā)電機(jī)定子線圈最熱點(diǎn)和局部銅
溫的最高允許值提高，是受所用材料的耐
溫性能的限制，所以選擇漆包線，絕緣材
料，絕緣漆及絕緣套管等猶為重要，建議
選材如下：1)線選用QYB—l／220聚酰亞
·理論探索·
胺漆包線。2)絕緣紙選用方香族聚酰胺纖
維紙或方香族聚砜胺纖維紙?？膳c聚酯薄
膜，聚脂酰亞胺薄膜合用槽內(nèi)絕緣。3)套
管選用聚氨酯聚酯纖維漆管，絕緣漆選用
聚酰胺酰亞胺漆。4)線圈繞好后，將定子
放在烤爐內(nèi)烘烤，溫度調(diào)至l 50—1 70度之
問干后取出。經(jīng)選用上述材料及方法，發(fā)
電機(jī)的耐溫系敬提高后，它的過載能力也
同時(shí)提高。使原設(shè)計(jì)過荷能力10 In提高
30 In，有效地提高了發(fā)電機(jī)的效率和工
作時(shí)間，相應(yīng)地經(jīng)濟(jì)效益也提高了。盡管
有人認(rèn)為原材料價(jià)格過高，它做出了經(jīng)濟(jì)
效率，和內(nèi)在質(zhì)量和延長了使用壽命，減
少了維修次數(shù)。如果從經(jīng)濟(jì)效益和投資成
本考慮這還是值得的。特別適合小型水利
發(fā)電站，野外施工作業(yè)現(xiàn)場，和建筑工地，
公路建設(shè)工程等環(huán)境條件較差，負(fù)荷較重
的發(fā)電機(jī)當(dāng)中。
參考文獻(xiàn)
【I J張頌，李向偉．水輪發(fā)電機(jī)磁極線圈匝問
絕緣的檢測．電工技術(shù)，1998．第03期．
【2】賀正杰．發(fā)電機(jī)定子線棒絕緣燒損原因
及對策．小水電，2004年．第0l期．
(上接1 32頁)
比度，在一定程度上使得圖像的邊緣變得
模糊。
3圖像拼接技術(shù)在薄膜疵點(diǎn)檢測
系統(tǒng)中應(yīng)用
圖2所示為塑料薄膜疵點(diǎn)檢測系統(tǒng)系
統(tǒng)軟件部分流程圖，其中虛框所示為圖像
拼接流程圖。
在薄膜疵點(diǎn)檢潮系統(tǒng)中，圖像拼接前
的預(yù)處理過程主要是對圖像中感興趣的特
征有選擇地加以增強(qiáng)，對不需要的特征加
以抑制。本文采用中值濾波方法進(jìn)行噪聲
消除。
圖像的配準(zhǔn)采用基于特征的配準(zhǔn)方
法，由程序自動尋找?guī)錅?zhǔn)圖像中想匹配
的特征點(diǎn)，然后自動計(jì)算變換參數(shù)，實(shí)現(xiàn)圖
像的配準(zhǔn)。
圖像的融合方法采取基于像素灰度值
加權(quán)平均法，權(quán)重各取0．5進(jìn)行融合處理。
圖3所示為圖像拼接界面。
圖4所示為配準(zhǔn)后圖像重疊部分效果圖。
圖5所示為拼接處理后的最終效果圖。
對于拼接處理后的圖像質(zhì)量評價(jià)一般
34 數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用
可由常見的定量參數(shù)信噪比SNR和峰值信
噪比PSNR來衡量。其計(jì)算表達(dá)式如式(4)．
(5)所示： ．
10 JgΣΣ(正2(x，y))
ΣΣ(‘(z，y)一，(鼻y))2
一枷-lo×lg掣(5)
其中，均方根誤差MSE如式(6)所示： 腳=志^Σ，×Σ．(v以?，w)?一?m7∥一?)，’、(6’)
M、N分別為圖像的列數(shù)和行教，
，(x，y)、正(x，y)分別對應(yīng)原始圖像和拼
接后圖像的圖像；丘、厶分別是圖像灰
度值的最大值和最小值(通常取255和O)。
上述圖像經(jīng)拼接處理后的圖像的SNR
值為18．2967lO，PSNR值為23．500794，總體
效果較好，可滿足后續(xù)處理要求。
4結(jié)語
本文將圖像拼接技術(shù)用于塑料薄膜疵
點(diǎn)檢溯系統(tǒng)的開發(fā)研究。以visual C++6．O
為開發(fā)平臺，實(shí)現(xiàn)了多CCD相機(jī)采集待檢
圖像的無縫拼接，還原實(shí)際場景，為塑料薄
膜疵點(diǎn)檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供了切實(shí)可行的
解決和實(shí)現(xiàn)方案。此外，該方法亦可應(yīng)用到
織物，紙張、玻璃，木材等相關(guān)領(lǐng)域的表面
缺陷檢測過程。
參考文獻(xiàn)
【1】姚敏．?dāng)?shù)字圖像處理．北京：機(jī)械工業(yè)出
版社．2006．Ol
【21楊帆．?dāng)?shù)字圖像處理與分析．北京：北京
航空航天大學(xué)出版社．2007．10
【3】蔡麗歡．圖像拼接方法及其關(guān)鍵技術(shù)研
究．計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展．2008年3月．第
l 8卷第3期
【4】韓崇昭．多源信息融合．北京：清華大學(xué)
出版社．2006．04
[5】敬良忠．圖像融合理論與應(yīng)用．北京：高
等教育出版社2007．10
【61楊枝靈．Visual C++數(shù)字圖像獲取、處理
及實(shí)踐應(yīng)用．北京：人民郵電出版社
2003．04．

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