王世春

（國網四川省電力公司映秀灣水力發電總廠，四川都江堰　611830）

　　摘（zhāi）　要（yào）：水輪發電機組測溫係統相關設備的製造（zào）工藝、安裝工藝不夠合理（lǐ），一直存在測溫（wēn）跳變和（hé）斷線問題，不能很好的滿足水輪發電機組的運行要求。根據泰（tài）士特科技有（yǒu）限公司提供的新測溫設備和安裝工（gōng）藝，進行電站機組各軸承測溫係統改造方案。

　　關鍵詞：機組（zǔ）軸承；測溫係（xì）統；測溫電阻；新（xīn）工藝

　　由於水輪機的特殊性及主機廠提供的（de）測（cè）溫電阻的問題（tí），造成了黑河塘電站自運行以來在推力及導軸承的測溫電阻方麵，一直存在測溫跳變和斷線問題（tí）。這對於（yú）機組及電網的正（zhèng）常運行造成了很（hěn）大的影響，存在嚴重的安（ān）全隱患。為徹底解決機組測溫係統存（cún）在的問題，我們聯係了深（shēn）圳市泰士特科技有限公司專業人員，進行了現場踏勘，通過詳細地分析、做出結論後，提出（chū）切實可行的測溫係統改造方案。具體情況如下：
　　一、針對黑河（hé）塘（táng）電站現場情況，並結合泰士特科技有限公司對全國上百家電站測溫係統的改造經驗，認為造成測溫跳變的（de）主要原因有以下四點：
　　1、測溫電阻結構不合理
　　原有產品為工業通（tōng）用（yòng）產品，並未從結構上針（zhēn）對水輪機的油槽進行設計，造成測溫電阻在投產運行後有了較多的損壞（huài）。原（yuán）測溫電阻（zǔ）結（jié）構為航空插（chā）頭形式，此結（jié）構插針（zhēn）為點接觸在反複插拔或（huò）機組震動、油流衝擊下易造成接觸不（bú）良，反應在後端儀表上就是溫度跳變。同時由於在其尾部（探頭與導線連接處（chù））未采取任何（hé）保（bǎo）護裝置，在高速油流衝擊下此處（chù）導線Z易出線（xiàn）斷線。
　　2、測溫電阻感溫元件（jiàn）采用老式鉑絲繞製雲母（mǔ）元件
　　鉑絲繞製雲母元件在高振動的場合容易產生繞絲匝間短路（lù）或者（zhě）焊點鬆脫，從而造成阻值的變小和變大，從而產生溫度的變小、變大，隨著機組的運行反映在（zài）溫度上的間歇性跳（tiào）變。個別情況是機組停機時跳變現象又消（xiāo）失，因為這時正是處在測（cè）溫電阻由好變壞的一個（gè）零界（jiè）點（diǎn）上。
　　3、測溫（wēn）電阻導（dǎo）線抗幹擾能力差或者沒有可靠接地
　　測溫電阻一部分接入測溫屏，一部分接入南瑞的監控儀。而溫度跳變（biàn）主要集中在測（cè）溫屏（píng），在監控儀部（bù）分則很少跳（tiào）變。由此不能排除由於接入測溫屏和監控儀的測溫電阻導線走線方向不一致，接入測溫屏的測溫電阻受到電磁幹擾而引起溫（wēn）度（dù）跳變的可能性。
　　4、油槽出線裝置不科學（xué）
　　水（shuǐ）電（diàn）站（zhàn）目前油槽出線裝置普遍為大型航空插頭和接線（xiàn）柱形式。而事實證明這（zhè）兩種裝（zhuāng）置都是不適合水電站油槽的（de）特殊工況。航空插頭結構在震動（dòng）、反複插拔情況下易造成接觸不良，同時如果存在虛焊、假焊同樣也（yě）會造成接觸不良引起溫度（dù）跳變。接線柱結構將導線纏繞在接線柱上，在油槽內（nèi）外用螺母將導線擰緊，同樣在（zài）機組震動下，螺母鬆動也會造成接觸不（bú）良，引起溫度跳變。
　　二（èr）、根據設備的實際（jì）情況，結合泰士特科技有限公司專（zhuān）業人員的相關（guān）建（jiàn）議，製定出以下（xià）解決方（fāng）案：
　　1、芯片式感溫元件
　　采用濺射及光刻工藝製作的德國進口Pt100芯片，漂移小，長期穩（wěn）定性高，而（ér）且具有卓越的抗衝擊和振動能力。因為芯片引腳Z終要和導線（xiàn）或鎧（kǎi）裝絲的芯線焊接，焊接容易（yì）導致金屬材料發脆而（ér）斷開，所以要采用激光焊接工藝。芯片引腳采用鉑鎳合金（jīn）可以保證焊接後引（yǐn）線的機械性能，避免導線在傳感器（qì）內斷（duàn）開。
　　2、一體化結構
　　經項（xiàng）目檢驗，航空插頭結構是不（bú）適（shì）合水電（diàn）站現場工況的。而采用一體化結構設計，探頭內部采用高純度氧化鎂填充，其（qí）特點（diǎn）是壽命長、響應速（sù）度快、機械性能高和絕緣性好。連接部位采用激光焊接工藝，確保質（zhì）量可（kě）靠。
　　3、結構再設計
　　在采用一體化結構的同時，考慮到電站安裝的實際情況，特科技有限公司對測溫電（diàn）阻結構進行再設計。為了便於測溫電阻的安裝，提（tí）供的活動螺母結構、活動卡套結構、固定卡套螺紋結構、固定螺母結構四種固定形（xíng）式。針對尾部斷線問（wèn）題，提供鎧裝絲延伸、雙扣波紋管和錐形彈簧（huáng）三種保護裝置。
　　針對黑河塘電站機組的設備實際情況，我們采用活動卡套螺（luó）紋結（jié）構，其特點是可以任意控製測溫電阻插入深（shēn）度，同時安裝時導線不（bú）會隨測溫電阻轉動。尾部采用鎧裝絲延伸保護形式，鎧裝絲相當於可以任意彎曲的不鏽鋼導線，可以徹底解決測溫電阻尾（wěi）部斷線的問題。
　　4、特製屏蔽電纜
　　針對測溫係統抗幹擾信號性能差的問（wèn）題，為測溫電阻（zǔ）及（jí）引出導線實施（shī）一體化的網（wǎng）狀屏蔽。不僅確保了測溫電阻引出線屏蔽，而且確保了其他同類（lèi）產品易忽略的傳感器本身的屏蔽。現場施工時測溫電阻（zǔ）導線從探頭一直到端子箱都被屏蔽層包裹，現地端子箱接線時應將測溫電（diàn）阻導線的屏蔽與端子箱去盤櫃的導線（xiàn）的屏蔽（bì）接在一起並包紮好（hǎo），在盤櫃端做好接地，即整（zhěng）個回路單點接地，端子箱（xiāng）不接地，盤櫃端才（cái）接地。
　　電纜Z主要（yào）的防護層，采用（yòng）特殊的聚合物材料，耐油耐溫，能夠在100℃的油中至（zhì）少工作8年，不發（fā）生老化和脆裂。在定子中（zhōng），可以在120℃下工作10年。長（zhǎng）期（qī）工作溫度-85℃～200℃。優良的機械性能，能夠在耐受較高強度的金屬撞擊、切割。具有非常高（gāo）的抗拉（lā）強度，也（yě）可耐受長期的重複彎折。使用環境（jìng）：油槽（cáo）、機坑、風洞、冷卻器出入（rù）口等。屬碎屑影響其（qí）他設備，也方便與接地端子接（jiē）駁。
　　網狀屏（píng）蔽
　　致密的屏蔽網在（zài）大（dà）型發電機的環境中有的意義。抵禦強電（diàn）場、特別是強磁場（chǎng）的幹擾對於小信號傳輸至（zhì）關重要。考究的金屬材料一方麵要順利地導出幹擾信號，極細（xì）的金屬絲（sī）必須有足夠的抗彎（wān）折（shé）能力以（yǐ）避免金屬碎屑影響其（qí）他設備，也方便與接地端子接（jiē）駁。
　　纏繞層（céng）：是（shì）一種聚合物材料，主要（yào）是防止屏蔽網傷及絕緣層。也增強電纜整體的機械性能。
　　絕緣層：同樣采用一（yī）種聚合物，耐壓等級在2000V以上（shàng）。具有與（yǔ）電纜護套相當的物理和化學性（xìng）能，耐油和耐（nài）溫與（yǔ）護套相同。因此（cǐ）在狹小的環境中有時剔除（chú）護套、屏蔽網和纏繞層（céng），單獨當作導線（xiàn）使（shǐ）用，比如在定子線棒和鐵芯中的（de）溫度傳感器就是如此。
　　鍍銀導體
　　TST電纜有2芯、3芯、4芯（xīn）和6芯（xīn）規格，每芯有7股、或19股、或48股組成，每股直徑有∮0.15、∮0.20的區別。這些參數都可（kě）根據用戶選擇、訂製。材質紫銅鍍銀。導體（tǐ）表麵鍍銀可防（fáng）止芯線在長期高溫環境（jìng）下被氧化，由於電荷是（shì）沿金屬表麵移動，鍍銀也可以提高導（dǎo）電率。機械性能電纜（lǎn）的（de）抗拉強度主要是由（yóu）芯線承擔的，抗重複載荷（hé）能力也是必須的，由於材質的純（chún）度（dù）和生產工藝確保TST電纜在二方麵都有卓越的表現。
　　5、全新的油槽出線盤
　　針對水電站現場采用（yòng）的（de）航空插頭、接線柱等各種不合理（lǐ）的油槽出線裝置所造成的溫度跳變、漏油、滲油等問題，采用全新的（de）油（yóu）槽出線裝盤，保證測溫電阻導線從軸承瓦到現地端子箱之間（jiān）無任何轉接，確保測量的準確。
　　油槽出線盤選用和油槽本體同種材質Q235碳素鋼，出線盤采（cǎi）用鍍鎳處理防止現場生鏽。出線（xiàn）盤上的電纜防水接頭采（cǎi）用（yòng）德國（guó）進口，規格（gé）尺（chǐ）寸有M12×1.5和M16×1.5兩種規格，防護等級IP68，耐壓5bar。
　　6、規（guī）範（fàn）的油槽內布線
　　測溫電阻電纜在油槽中受（shòu）到油流強烈的衝擊（jī），就近可靠（kào）的多點固定是非常關鍵的。大部分電廠沒有解決好這個問題，這是造成油槽內（nèi）傳感器（qì）根部斷線、接觸（chù）不良的主要原因（yīn）之一。
　　固定裝置，由不鏽鋼棒衝彎成型，便於在油槽中焊接，鋼棒（bàng）表麵光滑便於測（cè）溫電阻導線綁紮，不（bú）會傷及到導（dǎo）線。型號：TST-YCGD001現場綁（bǎng）紮采用棉質的白布帶，可以防止導線在（zài）油槽中的磨損。白（bái）布帶綁紮好（hǎo）需要在（zài）外層塗（tú）上調配好的環氧樹脂膠。調配環氧樹脂需要添加無水乙醇。配對比例1kg雙組分環氧配300ml無水乙醇。環氧膠水（shuǐ）型號：TST-HY100TSTHY100沿（yán）油槽底部走線。
　　測溫電阻導線從瓦上出（chū）來後沿油槽底部圓周布好線（xiàn），將測溫電阻鎧裝絲或波紋（wén）管與測溫電阻導線連接的過渡接（jiē）頭部位綁紮在Z近的（de）綁紮點部位，這樣油流衝擊時隻會作用在鎧裝絲和（hé）波紋管（guǎn）上，對測溫電阻導線基本無影響。導（dǎo）線在油槽中布置好後，綁紮點位應該離每（měi）支測溫電阻Z近設置一個，其（qí）餘部位（wèi）間隔30～50CM設置一個綁紮（zhā）固定（dìng）點。

來源：《中國科（kē）技博覽》2016年6期