[發明專利]一種傘式水輪發電機軸絕緣結構

在審

• 申請號: 201610440229.6
• 申請日: 2016-06-20
• 公開（公告）號: CN107528407A
• 公開（公告）日: 2017-12-29
• 發明（設計）人: 黃智欣;何偉;鄧斌;劉小松
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團東方電機有限公司
• 主分類號: H02K5/16
• 分類號: H02K5/16
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙)51211
• 代理人: 冉鵬程

技術領域

本發明涉及水輪發電機技術領域，更具體地說涉及一種傘式水輪發電機軸絕緣結構。

背景技術

眾所周知，由于環繞電機軸的磁路不對稱，轉子運轉不同心，或由于軸承中具有絕緣性能的油膜所引起的靜電充電以及有縫接的機座或鐵心疊片不當等原因而導致軸磁化或感應脈沖磁通，它將使軸-軸承-底板（或機座）的回路有軸電壓并產生軸電流。軸電流主要影響是由橫越軸承油膜的電弧引起的軸承表面損傷，因該電流流過接觸點又集中極小的接觸區，所以當局部油膜失去絕緣作用后，電流密度很大，將產生電弧和大量的熱，使油膜迅速老化，加速軸承損傷，這種損傷在電機軸承事故中約占20%-30%。所以軸電流產生的損害是不可低估的，必須對電流進行絕緣處理。

發電機轉子處在正弦交變的磁場中，當發電機由于氣隙不均勻等原因引起磁路不對稱、勵磁繞組發生兩點接地或發電機軸附近存在漏磁通等情況時，都會在發電機軸的兩端之間出現感應交變電動勢，如果與軸兩側的軸承形成閉合回路就會產生軸電流。鏡板和推力瓦以及滑轉子和導軸承瓦都將因流過軸電流而遭到電腐蝕，嚴重時引起燒瓦等事故。

傘式水輪發電機軸系一般由上端軸、滑轉子、轉子支架、發電機主軸、推力頭、鏡板、水輪機主軸和轉輪等組成。上導軸承支撐在滑轉子外側，下導軸承（全傘式機組沒有下導軸承）支撐在推力頭或滑轉子外側，推力軸承支撐在鏡板下側，水導軸承支撐在水輪機主軸的滑轉子外側。傘式水輪發電機組為了避免軸承等部件因軸電流而遭到電腐蝕，甚至引起燒瓦等事故，通常會在上導軸承和水導軸承的軸瓦處加絕緣墊，有效阻斷了軸電流從滑轉子與導軸承瓦間通過。

在導軸承的軸瓦處加絕緣墊的處理方式，雖然有效阻斷了軸電流從滑轉子與導軸承瓦間通過，但由于絕緣墊的剛度較差，會對整個機組軸系的穩定性造成一定的影響，增加了機組的振動和噪音。機組轉速越高，絕緣墊對機組運行穩定性、振動和噪音影響越大，矛盾越突出。同時導軸承絕緣需要多處絕緣，包括導軸承測溫電阻，且不易實現在線實時監控。

發明內容

為了克服上述現有技術中存在的不足和缺陷，本發明提供了一種傘式水輪發電機軸絕緣結構，本發明的發明目的在于解決現有技術機組中軸電流問題，同時也提高了機組軸系的支撐剛度，進而增強了機組運行穩定性，降低了機組的振動和噪音。

為了解決上述現有技術中存在的問題，本發明是通過下述技術方案實現的：

一種傘式水輪發電機軸絕緣結構，包括上端軸和滑轉子，其特征在于：在上端軸和滑轉子之間設置有第一絕緣層、導電層和第二絕緣層，所述第二絕緣層繞包在導電層上。

所述上端軸和滑轉子之間還設置有套筒，所述套筒設置在第一絕緣層與上端軸之間；所述第一絕緣層繞包在套筒上。

所述套筒與上端軸鍵連接在一起。

所述滑轉子與套筒通過過盈配合連接在一起。

還包括上測量環和下測量環，所述上測量環和下測量環通過絕緣墊塊和螺栓固定在滑轉子上。

所述導電層通過引線與下測量環連接；所述滑轉子通過螺栓與上測量環電連接。

所述第一絕緣層和第二絕緣層分別是由聚酰亞胺薄膜形成的第一絕緣層和第二絕緣層。

所述導電層是由銅帶形成的導電層。

與現有技術相比，本發明所帶來的有益的技術效果表現在：

1、上端軸與滑轉子之間設置第一絕緣層、導電層和第二絕緣層，可以在上端軸與導電層之間形成第一層絕緣，導電層與滑轉子之間形成第二層絕緣，雙層絕緣保障了軸絕緣的可靠性，其中一層絕緣破損，另一層絕緣仍可以保證機組的安全穩定運行，提高了機組運行的穩定性，降低了機組的振動和噪音。

2、在滑轉子和上端軸之間設置套筒，滑轉子先熱套在包好絕緣的套筒上，再將滑轉子和套筒安裝在上端軸上，這樣降低了滑轉子熱套的難度，同時便于滑轉子和套筒從上端軸上拆卸。

3、滑轉子通過螺栓與上測量環電連接，導電層通過引線和下測量環電連接，上端軸與套筒電連通，可以通過上測量環和下測量環測量滑轉子和導電層之間的絕緣電阻，通過下測量環和上端軸測量上端軸和導電層之間的絕緣電阻，上測量環、下測量環和上端軸外圓側可設置電刷裝置進行絕緣電阻測量并能進行遠端動態監控，有利于實時監控軸絕緣情況，防治事故發生。

4、絕緣層材料選用的絕緣材料可以是聚酰亞胺薄膜，也可以是常規絕緣墊，但是聚酰亞胺薄膜較常規絕緣墊的絕緣性能好，絕緣厚度小，剛度大，可以提高機組運行的穩定性，降低了機組的振動和噪音。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；