К наиболее часто встречающимся повреждениям ротора во время эксплуатации гидрогенераторов относятся: а) замыкание, между витками в обмотке полюсов; б) замыкание обмотки возбуждения на корпус; в) повреждение междуполюсных соединений; г) повреждение демпферной системы полюсов; д) нарушение формы ротора; с) повышенная вибрация ротора.
Замыкания в обмотке полюсов между соседними витками катушек полюсов происходят по причине попадания туда капель оловянно-свинцового припоя во время пайки междуполюсных соединений, из-за увлажнения изоляции между витками, замасливания и запыленности ротора, нарушений изоляции и т. п. Во время частых пусков и остановов гидрогенератора изолиния обмотки полюсов воспринимает знакопеременные динамические усилия, в результате чего изоляция раздавливается, а при некачественной запечке разрушается. При пайке междуполюсных соединений обращают особое внимание на сборку соединений и подготовку их к пайке. Во время пайки припой ПОС 40 может затекать между витками и шунтировать их, а это связано с дополнительными трудозатратами на устранение замыкания, так как иногда приходится демонтировать полюс с обода ротора. При нарушении теплового режима гидрогенератора во время эксплуатации температура витков катушек полюсов может превысить допустимую, в результате чего связующий лак витковой изоляции выгорает и изоляция разрушается, чаще всего изоляция нижних витков катушек. Места припаек пластин междуполюсных соединений к витку тщательно зачищаются, так как наплывы и неровности припоя продавливают изоляцию между витками, а это может обнаружиться только при вращении гидроагрегата. При разборке гидрогенератора обращают внимание на наличие масла па активных частях. При нарушении герметичности масляной ванны гидроагрегата пары масла вентиляцией ротора заносятся на обмотку полюсов. Пыль, попадающая через неплотности перекрытия статора, смешиваясь с маслом, создает токопроводящие мостики, которые приводят к межвитковым замыканиям.
Шунтирование витков обмотки возбуждения части полюсов вызывает магнитную и тепловую несимметрию, а также недопустимую вибрацию ротора с частотой, совпадающей с его частотой вращения. Во время капитального ремонта витковая изоляция проверяется па электрическую прочность как на отдельных полюсах (пли группе полюсов), так и на собранном роторе. При проверке изоляции на собранном и заведенном в расточку статора роторе обмотку статора необходимо разомкнуть.
Во время эксплуатации гидрогенератора встречаются повреждения изоляции обмотки возбуждения с замыканием ее на корпус (землю). Токопровод от полюсов до контактных колец ротора имеет большую протяженность с многими точками крепления на ободе, спицах и валу. Ослабление крепления приводит к свободе перемещения токопровода, истиранию изоляции и пробою на корпус. При капитальном ремонте тщательно осматриваются места закрепления токопровода, гайки и стопорные шайбы. Обращают внимание на состояние изоляции соединений переходов, скрепленных болтами и запаянных припоем ПОС 40. Наличие высохшей и потемневшей изоляции указывает на плохой контакт и повышенный нагрев соединения. Контактные кольца подвержены загрязнению смесью графита и масляных паров, которая создает токопроводящие мостики и снижает сопротивление изоляции относительно корпуса.
В процессе эксплуатации изоляцию контактных колец и траверсу со щеткодержателями периодически очищают от загрязнений. На современных гидрогенераторах корпусная изоляция полюсов ротора выполняется из стеклотекстолита или асбостеклотекстолита. Повреждения изоляции происходят в основном из-за загрязнений и токопроводящих мостиков, особенно в местах сочленения прямолинейной и радиусной изоляции, а также из-за неточности сборки данного узла. При нарушении теплового режима генератора и повышенной температуре обмотки полюсов корпусная изоляция обугливается, связующие лаки выгорают, а изоляция разрушается.
Емкость обмотки возбуждения ротора по отношению к корпусу невелика, поэтому повреждение корпусной изоляции в одном полюсе нс сопровождается токами, способными повредить гидрогенератор. Но работа с замыканием на корпус даже в одной точке в цепи возбуждения гидрогенератора не допускается из-за того, что при больших диаметрах ротора и небольших воздушных зазорах между ротором и статором замыкание па корпус в другой точке приведет к одностороннему магнитному тяжению с повышением вибрации до недопустимой, а в отдельных случаях и к повреждению сердечника статора из-за задевания ротора.
Междуполюсные соединения во время вращения ротора испытывают действие больших знакопеременных динамических усилий. Поэтому повреждения соединений происходят в результате снижения усталостной прочности материала под действием центробежных сил. В процессе сборки ротора из-за нарушений технологии резки снижается демпфирующая способность соединения, в результате чего неудовлетворительно воспринимаются циклические нагрузки, связанные с перемещением катушек полюсов относительно друг друга, и происходит деформация пластин. При пайке соединении обращают внимание на качество сборки приспособления для пайки хомутиков. Для уменьшения массы пайки зазоры при установке приспособления должны быть минимальными. При пайке не допускается затекания припоя в места сопряжения и в радиусную часть соединительных пластин.
Из-за некачественного лужения и сопряжения контактных поверхностей демпферных соединений они подгорают, а иногда подплавляются демпферные перемычки и нарушаются места паск стержней с короткозамыкающими сегментами полюса. Это происходит из-за циркуляции больших токов по успокоительной обмотке ротора в переходных режимах генератора.
Обод ротора крепится к остову встречными клиньями и опирается на выступ нижней спицы. Кроме статической нагрузки на нижнюю спицу действует ряд динамических сил. Эти усилия определяются магнитным тяжением при несовпадении горизонтальных осей ротора и статора, неравномерностью воздушного зазора между ротором и статором. На нижнюю спицу действуют также силы, связанные с передачей крутящего момента и с вибрацией гидроагрегата. При ослабленной расклиновке обода под воздействием магнитных полей происходят перемещения' активной стали ротора, что существенно влияет на целостность выступа нижней спицы, и на одном из гидрогенераторов произошло его разрушение.
Кроме указанных, источниками возмущающих сил при работе гидрогенератора, вызывающих недопустимые вибрации с размахом свыше 125 мкм при частоте менее 30 Гц и свыше 20 мкм при частоте 100 Гц, являются слабое крепление опорных частей статора и недостаточная их жесткость, а также Неуравновешенность масс вращающегося ротора. Испытания многих генераторов показывают, что при вибрации несущей крестовины, крышки турбинного подшипника и биении вала гидроагрегата в пределах нормы вибрация генератора может значительно превышать вышеуказанный уровень. Вибрация может зависеть от скорости вращения, тока возбуждения и температуры активных частей. Способы снижения вибрации в каждом конкретном случае следует согласовывать с заводом-изготовителем.
