定子安装间下线施工工艺和质量控制

王敏刚

中国水利水电第三工程局有限公司 陕西省西安市 710000

【摘 要】定子下线是机组安装中的一项重要工作，定子下线的好坏，直接影响定子整体质量及机组运行过程的稳定性和可靠程度。本文以大峡水电站定子安装间下线为例，重点说明定子安装间下线过程中应该注意的问题及质量控制方面的要点，以供类似工程参考。

【关键词】水电站 定子 安装间下线 工艺 质量

1工程概况

大峡水电站定子绕组为三相2支路“Y”形连接波绕组结构，共1020根线棒。定子线棒采用空气冷却的方式冷却，嵌入前在两侧及底面包一层刷有室温硫化半导体硅橡胶腻子DECJ1501的槽衬以降低槽电位。槽内采用槽底垫条（导电玻璃布）、层间垫条和楔下垫条，并利用波纹板和槽楔进行固定。线棒端部采用端箍、层间端箍、斜边垫块及槽口垫块并利用绑绳进行端部固定。定子线棒并头采用银铜焊接方式，并利用绝缘盒加灌注胶的方式对并头进行绝缘。定子下线在安装间进行，利用脚手架、钢管等搭设定子安装间下线防尘棚。

2定子安装间下线施工工艺和质量控制

2.1施工步序流程

定子安装间下线施工步序见图1。

图1 定子安装间下线施工步序图

2.2工艺控制要点

2.2.1定子安装间下线防尘棚搭设

安装间搭设定子下线防尘棚，如图2所示，防尘棚内设置下线平台、调胶室等，防尘棚搭设完毕后应保持内部清洁，配备相应的通风设备。

图2 定子安装间下线防尘棚搭设示意图

2.2.2槽型测量及编号

1. 为方便施工对铁芯槽口进行标注，按定子绕组接线图确定铁芯第一槽的位置，用记号笔每隔10槽编出一个槽号；

2. 明显标示出绕组上、下层极间连线、引出线、铁芯上、下层线棒层间安装有测温装置的线槽及引线线棒位置的槽号。

2.2.3线棒开箱检查及抽检耐压

1. 线棒开箱检查及耐压：检查线棒包装箱，应无破损现象。包装箱开箱后，检查线棒绝缘应无任何损伤；

2. 用2500V兆欧表进行单根线棒绝缘电阻试验，要求绝缘电阻值一般不应低于5000MΩ；

3. 按照每箱线棒抽检6%进行耐压试验，单根棒的耐压值为40.45（2.75Un+2.5）kV，时间1min，线棒抽检耐压结果需做好记录。

2.2.4端箍安装

（1）在定子圆周上临时嵌入36根几何尺寸较理想的下层线棒，其中每段端箍上约3根，且分布在每段端箍两侧及其中间部位；

（2）将上端箍紧贴其绝缘支撑板卡口，调整绝缘支撑板的径向位置，使端箍底部与其绝缘支撑板间接触良好，并使上端箍与下层线棒间预留出约2mm间隙。点焊角钢，取下端箍与支撑板后满焊角钢，焊接时应对线棒进行保护；

（3）下端箍安装方法同上端箍安装方法。

2.2.5下层线棒嵌装

1. 下层线棒安装前，将铁芯槽内清扫干净并均匀喷上一层低电阻半导体漆，利用胶带将导电玻璃布贴在槽底，要求槽底垫条伸出铁芯槽两端均匀，注意保持垫条贴合，不得有扭曲；

2. 用游标卡尺分别测量线棒宽度及铁芯槽宽尺寸，根据两者之间的差值，设定腻子厚度，槽衬上胶厚度设定值见表1；

表1 槽衬上胶厚度设定值

（3）线棒绕包上胶槽衬

1）线棒绕包上胶槽衬前，将线棒表面清理干净，端部进行防污染保护，避免腻子污染线棒端部区域。每支线棒绕包槽衬时从线棒的非号端侧向号端侧绕包；绕包时，对折后的槽衬的开口方向应向着线棒号端方向，具体如图3所示；

图 3 槽衬绕包方向示意图

2）线棒绕包上胶槽衬时，槽衬两端采用0.06mm粘胶带进行临时固定。绕包的槽衬间隔为2mm~5mm，绕包的槽衬两端各比铁芯长15mm，如图4所示。

图4 槽衬绕包尺寸示意图

（4）在铁芯槽口两侧粘贴透明胶带，放置线棒嵌入槽内时硅胶槽衬被铁芯边角划伤；

（5）在线棒上、中、下直线部位放置垫板（一般为环氧板），用橡皮锤敲击垫板，将线棒整体用橡皮锤打入铁芯槽内。测量线棒上、下端露出铁芯表面高度，用压线工具将线棒固定在槽内，如图5所示；

图5 下层线棒压紧示意图

（6）线棒压紧后，拆除铁芯槽口两端透明胶带并及时清理多余硅胶，防止时间过长硅胶固化；

（7）按照上述步骤依次嵌装下层线棒，下层线棒嵌装完成后对照定子接线图全面检查下层线棒跨接线棒、引出线棒位置是否正确。

2.2.6下层线棒端部及槽型固定

1. 定子下层线棒嵌装完成后按照厂家要求进行线棒端箍及槽型固定，配装槽口垫块及斜边垫块并绑扎固定；

2. 按照厂家工艺要求将斜边垫块及槽口垫块包绕浸渍过环氧树脂胶的涤纶毡，在合理位置安装斜边垫块及槽口垫块，用浸渍的玻璃丝带分别包扎下层线棒与端箍固定、斜边垫块与槽口垫块。涂刷胶固化后，处理人字形绑扎带，防止端部放电。

2.2.7下层线棒安装后电气试验

下层线棒安装后电气试验主要包括绝缘电阻试验、起晕试验、交流耐压试验和槽电位试验。

（1）下层线棒安装后试验前，应仔细清理各铁芯槽及下层线棒表面，将所有测温电阻可靠接地。

2）用2500V兆欧表进行下层线棒绝缘电阻试验，交流耐压试验前后均需检测，要求冷态绝缘电阻值一般不应低于13.8MΩ（不低于1MΩ/KV）；

3）对下层线棒进行交流耐压试验，试验电压36.5（2.5Un+2）kV，1min，应通过。试验电压从不超过全值的一半开始，然后均匀地或以不超过全值的5%分段地增加至全值，试验电压由半值增加至全值的时间不小于10s，起晕电压不应低于1.5 Un，小于此值时应重新进行防晕处理，当海拔高度超过1000m时，电晕起始电压试验值参照JB/T8439进行修正。在全值试验电压下，其试验时间应持续1min，然后迅速降到全值的50%以下，再断开电源；

4）交流耐压试验后进行槽电位测试，要求在额定相电压下任意抽取铁芯槽数的10%，每槽两端的测量点距铁芯槽口处的距离不少于200mm、中间等距离测量点不少于5点，使用真空毫伏表或者数字万用表和屏蔽测量线测量，要求测量探头端面与线棒表面接触面应不小于3mm2，各测点槽电位值应不大于10V。如果耐压试验后，24h内未立即进行槽电位试验，则需在试验前，使用2500V兆欧表对定子绕组进行绝缘电阻测量，要求冷态绝缘电阻不低于13.8MΩ（不低于1MΩ/KV）时才允许进行槽电位试验。

2.2.8线棒层间测温电阻安装

（1）测温电阻刷低电阻半导体漆，但距引线头10mm内不允许刷上漆，漆干后，用250V摇表测对地绝缘电阻应大于20MΩ；

（2）电阻线圈引线与双芯屏蔽线连接接头应相互错开20mm左右。接头用电烙铁锡焊焊牢，表面光滑、平整，无尖角、毛刺，以免划伤绝缘。双芯屏蔽线编号与电阻线圈所在槽号应符合图纸规定；

（3）接头两股线分别以0.15mm黄蜡绸布带半迭绕三层，然后用0.1mm无碱玻璃丝带半迭绕二层，将两股包成一体，涂刷低电阻半导体漆，放入槽内就位；

（4）漆膜晾干以后,用250V兆欧表测量电阻线圈对地绝缘电阻值应大于20MΩ,并测量电阻值应符合要求。

2.2.9上层线棒嵌装及端部、槽型固定

定子上层线棒嵌装，上层线棒端部及槽型固定施工同2.2.4下层线棒嵌装、2.2.5下层线棒端部及槽型固定施工工艺。

2.2.10上层线棒电气试验

（1）上层线棒安装后电气试验主要包括绝缘电阻试验、槽电位试验、交流耐压试验；

（2）上层线棒安装后的电气试验前，应仔细清理各铁芯槽及线棒表面，将所有测温电阻和非试验线棒可靠接地；

（3）用2500V兆欧表进行上层线棒绝缘电阻试验，交流耐压试验前以及槽电位试验前均需检测，要求冷态绝缘电阻值一般不应低于13.8MΩ（不低于1MΩ/KV）；

（4）绝缘电阻试验后进行槽电位测试，要求在额定相电压下任意抽取铁芯槽数的10%，每槽两端的测量点距铁芯槽口处的距离不少于200mm、中间等距离测量点不少于5点，使用真空毫伏表或者数字万用表和屏蔽测量线测量，要求测量探头端面与线棒表面接触面应不小于3mm2，各测点槽电位值应不大于10V；

（5）由于定子线圈为波绕形式，线圈端部为电接头结构，线圈端部间隙很小，无法分区域隔离试验。定子上层线棒交流耐压试验为过程试验，定子绕组全部安装完成后，还要进行定子绕组整体交流耐压试验，拟考虑取消定子槽楔安装完成后的上层线圈耐压试验。

2.2.11槽楔装配

（1）进行槽楔下部垫条的试配工作。根据定子槽部固定，在线棒表面分别加入垫条、波纹板。用手压入槽楔，检查斜楔塞入深度。打入槽楔，检查槽楔紧度，根据紧度数据调整垫条厚度，直至紧度满足要求。确认在此状态下垫条的厚度，退出试配槽楔；

（2）按试配得到的楔下垫条厚度，安装槽楔，注意端槽楔表面涂刷环氧聚酰胺粘胶；

（3）安装槽楔时，应注意通风沟的方向；楔下垫条伸出槽口的长度不应超过槽楔，尤其不能与高阻漆相接触；槽楔上通风沟与铁芯通风沟的中心对齐，偏差不得大于3mm；所有槽楔伸出铁芯槽口长度应符合设计要求，相互高差不大于5mm；槽楔表面不得高出铁芯内圆表面；

（4）按照GB8564-2003第9.3.14条有关要求进行槽楔紧度检查。要求定子铁芯每槽上、下端槽楔敲击时不应存在发空现象，其余每根槽楔局部发空部分总和不得超过槽楔的1/3，否则，则应将槽楔退出后重打。

2.2.12上下层线棒并头钎焊

（1）用酒精或丙酮、砂纸等清扫线棒端头及接头处的环氧胶、氧化物等杂质。处理后的钎焊面应避免触摸污染。做好线棒端部的防护工作；

（2）检查线棒接头之间的接触情况，所有线棒安装完成后，线棒接头间（铜焊接缝）应无间隙。如有接头表面不平行需进行调整；

（3）用校形工具逐根调整线棒接头，上下层线棒焊接时，接头轴向最大允许偏差不大于焊接引线高度的10%，最大不超过4mm。切向最大允许偏差不大于焊接引线宽度的10%，最大不超过3mm。径向最大允许偏差不大于1.5mm，大于1.5mm需加铜垫，并在焊接时必须用卡钳夹紧上下层线棒。焊接时，焊接面需平行，不平行偏差较大时，则需加铜垫；

（4）清理焊接部位的表面氧化物，去除凸起焊瘤。逐一检查线棒接头间的焊缝，要求焊缝填充饱满，无气孔、裂纹、末焊透、毛刺及尖锐棱角，接头表面清理干净，表面光亮。

2.2.13绝缘盒安装

（1）绝缘盒套入前，根据线棒端头尺寸和绝缘盒尺寸裁剪上端绝缘盒灌胶用堵漏板；

（2）按定子端部固定图，用记号笔在定子线棒上端部沿圆周划出安放上端绝缘盒浇灌用堵漏板的具体位置，用无缄带将堵漏板支撑（环氧垫条）固定在定子线棒上，并将上端绝缘盒浇灌用堵漏板安放堵漏板支撑上；

（3）测量每根定子线棒端部堵漏板上方的绝缘搭接长度，确保绝缘盒与定子线棒绝缘搭接的长度不小于40mm；安放定子线棒上端绝缘盒，要求相邻绝缘盒之间顶部高差应小于3mm，沿圆周顶部高差最大应小于5mm。绝缘盒与接头之间距离应均匀。绝缘盒顶部与接头顶部之间的距离应不小于2mm；

（4）调整好上端绝缘盒安装位置后，现场配制801室温填充泥进行堵漏，并将绝缘盒套装到位。待801室温填充泥完全固化后，方可开始配置DECJ0978绝缘盒灌注胶；

（5）绝缘盒灌注时，应先在每个绝缘盒中灌入少量DECJ0978绝缘盒填充胶，以确定堵漏板无渗漏现象，待其固化后，再一次性进行灌满。并应及时将灌注过程中掉在绝缘盒表面上的DECJ0978灌注胶擦去。绝缘盒灌注胶固化后，如因绝缘盒灌注胶收缩而导致其低于绝缘盒表面时，应重新用DECJ0978绝缘盒灌注胶填满；

（6）上端部绝缘盒灌注胶固化后，应拆除其堵漏板以及堵漏板支撑，全面清理绝缘盒表面。

2.2.14铜环引线安装

1. 由于铜环引线位于定子吊具螺栓孔正上方，铜环引线安装后定子吊具不能安装使用，因此定子安装间下线不进行铜环引线安装，待定子吊运至机坑调整好中心、高程后在进行铜环引线安装；

2. 定子吊运至机坑后在机坑内搭设铜环引线及定子加热防护棚，保证棚内清洁；

3. 按铜环引线展开图和工地实际情况，预装第一层铜环，调整、布置铜环引线夹及其垫铁实际安装位置；预装完成后，将垫铁焊到定子上齿压板上，焊接时，应采取措施防止焊渣掉入定子铁芯；

4. 为保障钎料充分润湿钎焊部分，钎焊前铜环引线焊缝处的灰尘、氧化物和油污等必须清理干净；

（5）按铜环引线装配图进行定子各层铜环以及主、中性引出线配装和焊接。配焊时，按严格按照线棒与连接线、连接线与铜环、铜环与铜环、以及引出线与铜环间的有关要求，进行各个接头之间的配割、加工和焊接，要求铜环配装后，其有关空间分布位置符合图纸要求；焊接时，应采石棉布进行防护防止损坏绝缘，并严格控制各焊接接头处的银焊质量。焊接完后严格检查焊接质量 ，焊缝不能有气隙、裂纹、夹渣及焊接面不饱满平整的现象。清理焊接表面，除去锐角、毛刺、氧化层，用酒精清洗干净。

（6）将铜环接头处原绝缘削成斜坡，搭接长度不小于70mm。用酒精对待包扎部位进行清洗。半叠包不少于12层粉云母带，层间涂刷DECJ0708，外半叠包1层无碱玻璃纤维带；

（7）跨接线焊接以及绝缘包扎处理工艺及要求与汇流环要求相同。

2.2.15定子清理干燥

（1）在定子下线工作全部结束后，进行全面彻底的清扫和检查。特别注意不能让金属碎屑杂物等留在铁芯通风沟或线圈的缝隙中；

（2）在定子机座周圈布置履带加热板，保证定子干燥棚内温度保持在60~80℃，加热时间不少于72h，确保定子完全干燥。

2.2.16定子整体电气试验

（1）定子整体电气试验主要包括直流电阻试验、绝缘电阻试验、直流泄漏试验、起晕试验、交流耐压试验；

（2）测量各相直流电阻，校正由于引线长度不同而引起的误差后，相互间差别不应大于最小值的2%；

（3）耐压前，对定子部位测温电阻进行接地；对定子绕组进行分相绝缘电阻检查，用2500V兆欧表测量每相绕组的绝缘电阻和极化指数，绕组的绝缘电阻不低于R（100℃）=6.7MΩ（R=Un/（1000+Sn/100））；极化指数R10min/R1min不得小于2.0。若不满足要求，则要对定子绕组进行干燥处理，直到合格；

（4）对定子进行整体直流泄漏检查，实验前应将绕组两端连接在一起以限制在试验中因放电或闪络而产生的破坏性冲击电压值。试验电压按每级6.9KV逐步升压（0.5Un、1Un、1.5Un、2Un、2.5Un、3Un），每段升压要均匀，直至41.4KV（3Un）最高试验电压，每阶段停留1min，读取泄漏电流值（记录施加每级试验电压后15s、30s、45s、60s时的泄漏电流值）。要求泄漏电流不随时间延长而增大，各相泄漏电流之差不大于最小泄漏电流的50%（在41.4KV最高试验电压下）。若出现泄漏电流随时间延长而增大或有异常放电现象，或者出现各相泄漏电流之差不大于最小泄漏电流的50%（2.5Un及以上）时，应立即停止试验；

（5）对定子进行整体交流耐压试验，试验电压30.6kV（2Un+3），1min，应通过。试验电压从不超过全值的一半开始，然后均匀地或以不超过全值的5%分段地增加至全值，试验电压由半值增加至全值的时间不小于10s。整机起晕电压不应低于1 Un，小于此值时应重新进行防晕处理，当海拔高度超过1000m时，电晕起始电压试验值参照JB/T8439进行修正。在全值试验电压下，其试验时间应持续1min，然后迅速降到全值的50%以下，再断开电源；

（6）交流耐压完成后，对定子绕组进行分相绝缘电阻检查，用2500V兆欧表测量每相绕组的绝缘电阻和极化指数，绕组的绝缘电阻不低于R（100℃）=6.7MΩ；极化指数R10min/R1min不得小于2.0。

2.3定子下线质量标准

定子下线质量标准见表2。

表2 定子下线质量标准

序号	检查项目	质量标准
1	下层线棒嵌入质量	下层线棒端部及斜边的间隙均匀
		各种绑绳美观大方，接头要整齐无毛刺防止电晕
		用上层线棒检查下层线棒周向、径向错牙<2mm
2	上层线棒嵌入质量	上、下层线棒端头周向错位<5mm，轴向错位<5mm
		上层线棒端部及斜边的间隙均匀
		各种绑绳美观大方，接头要整齐无毛刺防止电晕
3	槽楔装配质量	槽楔表面不得高出铁芯内圆表面，高差<5mm
		槽楔通风沟中心与铁芯通风沟中心一致，偏差<3mm
		槽楔通风沟方向与转子旋转方向一致
4	并头钎焊质量	焊缝四周钎料饱满，呈R状，不允许有凹陷现象
		表面直径Φ1mm的气孔、沙眼不允许有连续两个以上
		对表面烧熔的并头板，并头板必须更换
		检查出钎焊质量不合格的并头板，只允许补焊一次
5	绝缘盒灌注质量	绝缘盒灌注要求填充饱满，不允许有气泡、杂质，表面平整，胶面不低于绝缘盒口
		灌注胶A、B组份的配比必须严格按照材料应用提示规定
		绝缘盒灌注完成后，在不低于25℃的环境温度下，必须经过24h以上的固化后，方可进行耐压试验等下序步骤的操作
		混胶后必须经过多人判断认为均匀后方可操作
6	环氧填充腻子质量	填充腻子封上端绝缘盒时，不允许出现“连体”现象，即相邻线棒的封口腻子不能相连
		封口腻子揉匀后必须经过多人判断认为均匀后方可操作
		封口腻子完成后，在不低于25℃的环境温度下，必须经过24h以上的固化后，方可进行绝缘盒灌注的操作
7	铜环引线装配质量	焊缝四周钎料饱满，呈R状，不允许有凹陷现象
		用5倍放大镜肉眼观察，焊缝四周不允许有凹陷、气孔、裂纹和焊瘤
8	定子整体电气试验质量	定子绕组绝缘电阻值R不低于R=UN/（1000+SN/100）。R—定子绕组绝缘电阻(MΩ)，UN—定子额定电压（KV），SN—定子额定容量（KVA）
		测量定子绕组的绝缘电阻吸收比R60”/R15”不小于1.6

3结语

本文详细陈述了定子安装间下线的整个施工过程，提出了下线过程中的工艺要求及质量控制要点，施工过程中作业人员严格按照相关要求进行施工并加以控制，保证定子下线施工安全和质量。通过与定子机坑内下线相比较，定子安装间下线能够极大的规避施工安全风险（如高空作业、临边作业、交叉作业等），并且不会占用机组安装直线工期。定子安装间下线施工工艺和质量控制方法高效、经济，可在类似的定子安装间下线作业过程中进行普及推广。

【作者简介】王敏刚，23岁，助理工程师，中国水利水电第三工程局有限公司制造安装分局，从事水轮发电机组安装与检修，联系电话：[phone]。