铜导体磨损对地绝缘的原因与照片分析

运行过程中，来自绕组的铜耗和来自转子本体为数不多的风摩损耗和铁耗，会导致转子部件温度上升。由于温度上升，转子轴向热膨胀，会导致转子内各部件的物理位置发现改变。随着停机时转子的冷却，各部件将收缩至原始位置，这里假定铜导体的拉伸没有超出弹性极限，并且对它们的移动不存在任何限制。取决于负荷工况，这种膨胀-收缩的循环可能会在机组寿命期间重复数百次。铜导体的轴向移动会磨损对地绝缘，尤其是转子槽的端部（见图9.1a），或匝间绝缘（见图9.1b）。绕组绝缘和其他部件会由于这种前后往复运动而产生磨损，从而导致由于热循环过程而引发的机械老化。如果在槽中或护环下导体没有足够的滑移面，就可能发生热棘轮效应^[1]，特别是转子线圈的顶匝。由此导致线圈导体随着励磁电流的增加而沿轴向膨胀，但是励磁电流减小时导体并不会收缩。这种效应可引起励磁线圈端部发生变形。

图9.1 照片（来源：中国广东电力科学研究院）(www.xing528.com)

a）导体热循环导致靠近转子槽端部对地绝缘磨损 b）端部线圈匝间绝缘磨损

调峰机组比带基本负荷的机组更容易受到热循环过程的损害，这是因为调峰机组起停循环次数较多。较长的转子因为更大的膨胀量和相对运动量，有可能承受更严重的损伤。类似地，通常运行于较高温度水平的空气冷却转子绕组，会比氢气冷却的转子绕组受此影响更大一些。