CN202856551U - 发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于发电机维修工具领域，是发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具。其特征是：它包括磁极键制的槽楔取出工具和槽楔装入工具，槽楔取出工具和槽楔装入工具的材质均为45号钢，槽楔取出工具是Z形结构，槽楔装入工具是长方形柱体。这种发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，通过使用槽楔取出工具和槽楔装入工具实现在不吊转子的情况下对种发电机定子槽楔进行维修。

Description

发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具

技术领域

本实用新型属于发电机维修工具领域，是发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具。

背景技术

当发电机组运行一些年限后，在定子铁芯内膛上下端部周圈约300mm内的铁芯，及铁芯与槽楔接缝处会出现不同程度的焦黑色略带红色的锈斑，而且随着时间的推移锈斑会逐渐增多，此外随着发电机的运行，其定子周边的槽楔、环氧玻璃布板平垫条、半导体平垫条都会发生移动，为发电机的安全运行带来影响，因此需要经常对发电机转子周围的槽楔进行维修，现有技术在对槽楔维修时，需要利用桥机将发电机定子调离，然后才能对下面的槽楔进行相应的维护，这样需要花费大量的工序、时间和人工。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，通过使用槽楔取出工具和槽楔装入工具实现在不吊转子的情况下对该发电机定子槽楔进行维修。

本实用新型的技术方案是：发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：它包括磁极键制的槽楔取出工具和槽楔装入工具，槽楔取出工具和槽楔装入工具的材质均为45号钢，槽楔取出工具是Z形结构，槽楔装入工具是长方形柱体。 

所述的槽楔取出工具是由中间的支杆，以及支杆两端头上向相反方向延伸的楔入杆和操作杆构成的Z形结构，其中支杆、楔入杆和操作杆的长度比例为10：1.5：1，且由楔入杆至操作杆的横截面积逐渐缩小。

所述的楔入杆的前端设置有斜角度段，斜角度段的斜角角度为35°至45°，斜角度段与楔入杆的整体长度比为1:2。

所述的楔入杆的前端设置有斜角度段，斜角度段的斜角角度为40°。

所述的楔入杆和操作杆与支杆的连接端有夹角，夹角为80°至90°，最优角度为80°。

所述的槽楔装入工具的一端是槽楔接触的推动端，另一端是受力推动槽楔装入工具前进的敲打端，且敲打端至推动端的横截面积逐渐缩小。

所述的槽楔取出工具和槽楔装入工具的长度比是3:2。

本实用新型的特点是：（1）利用槽楔取出工具插入相应槽楔，将需要取出的槽楔取出，进行更换和维护后再利用槽楔装入工具将槽楔装回原位，整个过程不需要搬动发电机转子，仅利用两件工具即可实现损坏或移位的槽楔维修。

（2）节省了人工和工序，减少了整个维修过程的劳动强度。用磁极键制造的槽楔取出工具和槽楔装入工具，在不吊转子的情况下对定子线棒端部槽楔取出和恢复紧固的施工工艺，改变了传统的作业方式，施工所用工具及施工方法大大提高。

（3）改进了传统取槽楔需调离发电机转子，解决了因吊转子而增加工期的问题，同时也节约了因吊转子而增加的材料及人工费，具有很大的经济效益，也为同类型机组在不吊转子情况下探查槽内绝缘及处理松动的槽楔开辟了新的方法。同时用槽楔取出工具和槽楔装入工具在不吊转子的情况下对定子线棒上下端部槽内绝缘进行探查的施工工艺及绝缘分析，以及不吊转子对松动、下移的槽楔进行紧固处理，能够确认发电机定子线圈内是否有电晕腐蚀，铁芯齿部硅钢片是否有局部过热现象的判断，为发电机的安全随时提供相应的支持。

附图说明

下面将结合实施例对本实用新型作进一步的说明。

图1是槽楔取出工具的结构示意图；

图2是槽楔装入工具的结构示意图。

图中：1、槽楔取出工具；101、支杆；102、楔入杆；103、操作杆；2、槽楔装入工具；201、推动端；202、敲打端。

具体实施方式

实施例1

发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：它包括磁极键制的槽楔取出工具1和槽楔装入工具2，槽楔取出工具1和槽楔装入工具2的材质均为45号钢，槽楔取出工具1是Z形结构，槽楔装入工具2是长方形柱体。 

实施例2

以一台45MW水轮发电机组为例，该机组投运至今已38年，在定子铁芯内膛上下端部周圈约300mm内的铁芯、铁芯与槽楔接缝处出现不同程度焦黑色略带红色析出物(红色粉末状锈斑)，而且随着时间的推移析出物有增多的趋势，另外还有槽楔、环氧玻璃布板平垫条、半导体平垫条下移程度超过《水轮发电机基本技术条件》的规定。

发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具是磁极键制的槽楔取出工具1和槽楔装入工具2这两种工具配套使用，槽楔取出工具1是Z形结构，槽楔装入工具2是长方形柱体，两种工具的材质均是45号钢。

该45MW水轮发电机组发电机定子的检修过程：

（1）用槽楔修理工具退出每相下移量最大的上层线棒为A相29^＃、B相135^＃、C相196^＃槽最下一片规格为250mm的槽楔；

（2）记录槽楔下所垫的低阻环氧玻璃丝碳黑半导体平垫条和环氧玻璃布板平垫条的片数及规格；

（3）对退出的槽楔进行外观检查，主要查看槽楔与铁芯接触面的两侧面附着是否有铁锈红，半导体垫条是否完整、平滑，半导体涤纶毡是否有汽蚀现象，确定线棒表面防晕层是否完好；

（4）对29^#、135^#、196^#退出槽楔处从不同角度进行拍照，作为技术资料备用；

（5）然后用无水乙醇擦干净29^#、135^#、196^#槽的下端部退槽楔处，恢复同规格的合格新槽楔及绑绳，槽楔下所垫的垫条比原来增加了1mm；

（6）另外对其它槽楔、半导体垫条松动下移程度超过《水轮发电机基本技术条件》的进行了加垫条紧固处理，处理方法与上述相同。

根据取出的槽楔状态分析发电机定子的当前状态：

（1）对退出的槽楔进行观察，槽楔与铁芯接触面的两侧面附着有铁锈红，半导体垫条表面完整平滑，半导体涤纶毡、线棒表面防晕层完好。综合上述表象，可以判断定子线圈绝缘层是否有异常。

（2）定子上下端部周圈约300mm内的铁芯、铁芯与槽楔接缝处的焦黑色略带红色附着物，属铁芯齿部硅钢片片间漆层有损伤引起温度升高所致。齿部硅钢片的叠紧靠铁芯轭部间接压紧，在机组长期运行和振动过程中，齿部片间有极微小的摩擦，导致有的片间漆层脱落，而定子上下端部漏磁比其他部位大，此种情况下齿部硅钢片涡流会有所增大，脱落的漆层在相对较高温度及振动作用下主要从槽楔与铁芯接触面的两侧面溢出，从而形成焦黑色略带红色附着物。

根据上述出现的现象，可采取下述处理方式：

在确定铁芯齿部硅钢片片间漆层有损伤引起温度升高，要彻底处理铁芯齿部焦黑色略带红色附着物(红色粉末状锈斑)时，分两种情况：附着物轻微时可不吊转子进行处理；当较严重时要吊离发电机转子进行处理。具体的检查及处理如下：

（1）检查铁芯齿部和轭部有无因振动而产生的红色粉末状锈斑。如有，可用硬质绝缘材料（如竹片、层压板等）做成铲子状工具，细心地将锈斑铲掉，再用压缩空气吹净，涂132氨基醇酸硅钢片漆。同时，应用薄刀片试探槽口和通风道边缘处的硅钢片接合部位，检查铁芯有无松动，并设法消除。

（2）检查铁芯有无变色痕迹（青蓝色）以及漆膜是否变色。若有，则表明有局部过热。当漆膜老化、脱落时，可将残漆清除干净，再涂1321醇酸绝缘灰瓷漆。当情况严重时，则应做铁损试验，找出发热点并进行处理。

（3）检查通风沟有无白色粉末及电晕痕迹，如有清扫干净，涂130低阻环氧半导体绝缘漆；检查通风沟有无堵塞，是否有灰尘、污物等，并进行清理，清理用工业无水乙醇，严禁用汽油清洗。

（4）用锤击敲打法检查铁芯两端压板下的压指应结实。

（5）检查合缝、压紧螺栓、齿压板、齿压条，包括下面的检测步骤：

a. 检查定子4条合缝有无错位、间隙增大现象；

b. 压紧螺栓应紧固，用0.2mm塞尺塞不进为好；

c. 齿压板、齿压片与铁芯间有无松动锈蚀，当压板与压指有焊点开裂等松动迹象，处理方法：用小锤轻敲是否有松动移位，有松动应重新点焊处理。还要检查压指是否歪斜或突出；压指的颜色是否有因温度过高形成的蓝色。

（6）铁芯松动（产生红色粉末锈斑）：将松弛的铁芯硅钢片刮掉锈斑，清扫干净，用探刀插试硅钢片的松紧程度，将层压绝缘板做的楔块配环氧胶用木锤打入缝隙，将铁芯撑紧，外观平整、牢固、环氧胶无挂流现象。在塞入楔块时应注意以下几点：

a. 楔块厚度一般为1～3mm左右，不能太厚，以防撑断硅钢片。若铁芯松动严重，可在轴向不同的位置塞入几圈较薄的楔块，整个定子铁芯的圆周上应塞入同样厚度的楔块；

b. 铁芯轭部松动时，楔块塞入铁芯的长度不能超过铁轭高度，以防损伤线棒；楔块应从硅钢片与风道片上的小工字钢（或风道片）之间塞入，并正好撑在两根小工字钢的位置。因小工字钢或风道片的厚度都较大，从这里塞入不易折断硅钢片间绝缘；

c. 铁芯齿部松动时，楔块也应从齿部风道片上的小工字钢（或风道片）与硅钢片之间塞入，撑紧铁芯。楔块的宽度应比齿窄一些，长度应比齿高短些并视铁芯松动程度而定；

d . 打入楔块时禁止使用铁锤，应采用木锤，以防损伤铁芯。打入楔块过程中，应注意不能碰伤线棒绝缘，楔块打入后与铁芯表面齐平，不应高出铁芯.

（7）焦黑色略带红色附着物(红色粉末状锈斑)严重时，启动发电机改造程序，如机组整体增容改造、更换全部定子铁芯或定子铁芯重新叠装处理。

本实用新型针对的是在不吊转子的情况下实现对发动机定子槽楔的维修。

如图1所示，槽楔取出工具1是由磁极键制造的Z形结构，其材质为45号钢。

中部支杆101以及支杆101两端头上向相反方向延伸的楔入杆102和操作杆103共同构成Z形结构的槽楔取出工具1。支杆101、楔入杆102和操作杆103三段的长度比例为10：1.5：1，且由楔入杆102至操作杆103的横截面积逐渐缩小。长度的比例以截面积使得槽楔取出工具1在使用时容易控制，便于操作，逐渐缩小的横截面积使槽楔取出工具1在进入和取出槽楔时更方便。

楔入杆102和操作杆103与支杆101的连接端有夹角，夹角为80°至90°，这里选择80°。选用80°的夹角优化了槽楔取出工具1在工作时的作用角度，使用时更省力，节省了劳动量。

楔入杆102的前端设置有斜角度段，斜角度段的斜角角度为35°至45°，这里选择40°，且斜角度段与楔入杆102的整体长度比为1:2。采用前端斜角度段的设计便于槽楔取出工具1更轻松的进入槽楔内部，1:2的长度比例也使得用力更加方便。

如图2所示，槽楔装入工具2是由磁极键制造的长方形柱体，其材质为45号钢。

槽楔装入工具2的一端是槽楔接触的推动端201，另一端是受力推动槽楔装入工具前进的敲打端202，且敲打端202至推动端201的横截面积逐渐缩小。逐渐缩小的横截面积使槽楔装入工具2在使用时更容易，方便与槽楔的接触和取出。

根据作用范围的大小，槽楔取出工具1与槽楔装入工具2的长度比是3:2。

制作好槽楔取出工具1以及槽楔装入工具2后，按照如下的步骤可实现在不吊转子的情况下对发电机定子槽进行维修：

步骤1，准备更换的槽楔和垫条；垫条为低阻环氧玻璃丝碳黑半导体平垫条和环氧玻璃布板平垫条，其规格为0.5mm×23.5mm×680mm、1mm×23.5mm×680mm或3mm×23.5mm×680mm；槽楔是由6段酚醛布板平槽楔组成，上端第一片为270mm，最下一片为250mm，中间4片为220mm，且槽楔宽度小于槽宽0.5至0.8mm，两头靠线棒侧倒30°×5mm斜角；

根据槽楔最下一片的长度为250mm,制作槽楔取出工具1和槽楔装入工具2。

槽楔取出工具1的尺寸如下：

支杆101长度860mm；

楔入杆102前端距支杆101的长度140mm；

楔入杆102前端斜角度段长度40mm；

楔入杆102最大横截面长×宽为18×12mm；

操作杆103末端距支杆101的长度105mm；

操作杆103最大横截面长×宽为12×12mm。

槽楔装入工具2的尺寸如下：

槽楔装入工具2总长度610mm；

推动端201横截面长×宽为18×13mm；

敲打端202横截面长×宽为15×13mm。

槽楔最下一片的长度为250mm是针对中型发电机的长度，若槽楔最下一片的长度改变，则应适当改变槽楔取出工具1和槽楔装入工具2的尺寸，其改变的比例为：新槽楔最下一片长度/250mm。

步骤2，拆除原有槽楔；使用槽楔取出工具1拆除发电机原有的定子槽楔，按照如下步骤进行：

（1）首先确定发电机定子下端部槽楔每相下移最大的一槽，并记录槽号；

（2）转动发电机转子使两磁极之间的间隙中线正对此槽；

（3）拆除此处下挡风板、下挡风圈和风扇；

（4）拆此处两磁极阻尼环接头；

（5）用槽楔取出工具1逐个拆除槽楔，直至完成所有槽楔的取出；即将槽楔取出工具1的楔入杆102前端斜角置入两个槽楔之间，由一个操作人员控制住槽楔取出工具的支杆上，再由另一个操作人员敲击操作杆，在不损伤其周边部件的情况下将槽楔取出；

步骤3，安装新的槽楔；使用槽楔装入工具2装入新的槽楔，按照如下步骤进行：

（1）在线棒与槽楔之间垫上合适厚度的垫条，垫条由步骤1中的种类选取，同时垫条长度大于投入端铁芯长300mm；

（2）使用槽楔装入工具2打入槽楔，使槽楔达到永久位置；即将槽楔装入工具2的推动端201与槽楔接触，利用小锤或木锤敲打槽楔装入工具2的敲打端202，从而将槽楔装入；

（3）槽楔打到永久位置后，使用0.5磅小锤敲击槽楔检查其紧度，声音清脆则表明槽楔是紧固；槽楔通风口与铁芯通风沟中心差小于或等于4mm，槽楔接头之间间隙小于或等于2.5mm。下端槽楔应用玻璃丝绳绑扎牢固，绑绳涂环氧绝缘清漆；

（4）依次装回两磁极阻尼环接头、风扇、下挡风圈和下挡风板，整个维修过程结束。

在实施步骤3时，打槽楔应注意以下几点：

（1）打入槽楔时应特别注意不能损坏线棒，要防止锤头误击线棒或铁芯表面；

（2）打槽楔时要注意槽楔通风口方向，应与铁芯通风沟一致，上下节次序不能弄错；

（3）当槽楔打到固定位置时，应将楔下垫条适当加厚，以便有足够紧量防止槽楔松动；

（4）与线棒接触的垫条尽可能保持完整，线棒下端部用钢纸板或橡胶板等物临时遮好，以免楔条擦破线棒绝缘；

（5）垫条露出槽口部位应与槽楔对齐。

本实施例中的45MW水轮发电机组已接近使用年限，因此症状多、状况差，针对使用年限尚短、只是轻微故障的发电机，本实用新型设计的槽楔取出工具1和槽楔装入工具2同样适用，且操作方法不变，只是相比较本实施例更加容易操作，在这里不再详细叙述操作过程。

槽楔取出工具1和槽楔装入工具2的尺寸只需要根据槽楔最下一片的长度变化做适当的改变。改变的比例为：新槽楔最下一片长度/250mm。

 本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (7)

1.发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：它包括磁极键制的槽楔取出工具（1）和槽楔装入工具（2），槽楔取出工具（1）和槽楔装入工具（2）的材质均为45号钢，槽楔取出工具（1）是Z形结构，槽楔装入工具（2）是长方形柱体。

2.根据权利要求1中所述的发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：所述的槽楔取出工具（1）是由中间的支杆（101），以及支杆（101）两端头上向相反方向延伸的楔入杆（102）和操作杆（103）构成的Z形结构，其中支杆（101）、楔入杆（102）和操作杆（103）的长度比例为10：1.5：1，且由楔入杆（102）至操作杆（103）的横截面积逐渐缩小。

3.根据权利要求2中所述的发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：所述的楔入杆（102）的前端设置有斜角度段，斜角度段的斜角角度为35°至45°，斜角度段与楔入杆（102）的整体长度比为1:2。

4.根据权利要求2中所述的发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：所述的楔入杆（102）的前端设置有斜角度段，斜角度段的斜角角度为40°。

5.根据权利要求2中所述的发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：所述的楔入杆（102）和操作杆（103）与支杆（101）的连接端有夹角，夹角为80°至90°，最优角度为80°。

6.根据权利要求1中所述的发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：所述的槽楔装入工具（2）的一端是槽楔接触的推动端（201），另一端是受力推动槽楔装入工具前进的敲打端（202），且敲打端（202）至推动端（201）的横截面积逐渐缩小。

7.根据权利要求1中所述的发电机定子槽楔的不吊转子的维修工具，其特征是：所述的槽楔取出工具（1）和槽楔装入工具（2）的长度比是3:2。