金属部件膨胀导致转子线圈短路的根本原因

发电机转子内有铜、铝、钢、绝缘结构、垫块和密封件，需要维持在转子内相对位置的稳定，才能在运行限度内可靠运行。由于起停和负荷变化，运行数年之后，这些部件间的空间位置关系将因热胀冷缩而有所改变。

金属部件膨胀主要源于绕组内的电阻性发热。膨胀可导致有关部件发生位移的机理如下：

1）由于每个部件热膨胀系数不同，每个部件的伸长率和变化量是不一样的。这将导致部件之间初级的位移。

2）虽然大部分的部件（如槽内铜导体和槽楔）为轴向布置，但关键部件（如线圈端部匝间连接线和径向引线）则是不同的走向。部件在两个或更多的平面上移动，会加大它们的连接处承受的应力。这代表部件间第二级的位移。如果线圈之间的垫块数量不够，这会导致转子线圈端部的匝间或线圈间产生变形和短路（见图9.2）。就这一点而言，就像在第5.4节中提到的那样，为了避免在热循环过程中有较高机械应力施加到线圈端部及其绝缘上，在护环和线圈端部之间施加一层滑移面显得非常重要。

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图9.2 由于热循环产生的线圈端部铜导体变形

3）停机过程中转子冷却时，由于绕组变形、铜导体超出其弹性极限、其他部件尺寸的微小变化、缺乏滑移层面和磨损等原因，使得某些部件不能回复到原始位置。这引起了诸如匝间绝缘和槽内填料一类部件之间第三级的位移，并且会导致转子冷却气体穿过励磁绕组导体的通风路径被堵塞。

结果，转子这些部件不再回复至组装状态的“中间”位置，热循环导致了位移逐渐加大、机械应力增加、因磨损和机械负荷造成绝缘损坏，以及冷却通风路径的阻塞。负荷变化越快或者励磁电流变化越快，导体和绝缘之间的热胀差就越大，发生相对运动的可能性也就越大。