徐元剛
（四川省能投會東新能源開發有限公司）

　　【摘　要】溫度信號是水電站機組（zǔ）監測與保護的重要參數，在運行過程中，如果設備的溫（wēn）度超過了其（qí）可允許的極限值，將直接影響到（dào）設備的使（shǐ）用壽命及（jí）安全（quán）運行，測溫係統是水電站安全運行的重（chóng）要保證。本文分析了水電站軸（zhóu）承測（cè）溫係統常見的故障：測溫電阻及附件（jiàn）的穩定性差；電阻絲形變或（huò）短路（lù）；測溫元件根部斷線；測溫元（yuán）件引出油槽的方式不（bú）合理；導線轉接連接不牢；油槽內布線（xiàn）方（fāng）式不規範、無有效的強（qiáng）電強磁屏蔽等。從測溫元件工藝要求（qiú）、引出（chū）油槽（cáo）接線方式、油（yóu）槽內布線、減少電磁幹擾等方麵提出（chū）預防措施與解決方案（àn）。

　　【關鍵（jiàn）詞】水電站；軸承測溫電阻；常見故（gù）障；解決方案
　　測溫（wēn）係統是水電站安全運行的重要保證（zhèng），設（shè）備在（zài）運行中如果溫度超過了其極限（xiàn）值，將直（zhí）接影響到設備的正（zhèng）常運行^【1】。水輪機組軸（zhóu）承的測溫主要包括機組推力軸承、導向（上下導）軸承（chéng）以及水導軸承測溫，軸（zhóu）承的測溫一般（bān）采用Pt100或（huò）Cu50測溫傳感器。Pt100是采（cǎi）用鉑金材（cái）料作為感溫元件，而Cu50則是采用銅做（zuò）感溫（wēn）元件。銅比鉑的電阻值要小些，在測溫元件的製作中Cu50就需要很長的銅絲繞（rào）製成，而Pt100則相（xiàng）對短一些，這就導致它們測溫電阻（zǔ）分度值不同。一般情況下越長越細的材料則可靠性就要低些，所以水電站目前主（zhǔ）流的測（cè）溫元件就采用Pt100的較多。而Pt100測溫元件的製作結構、使用環境、施工安裝的不規範，造成水電站軸瓦測（cè）溫跳變，斷線、短路以及強電磁幹擾引起測量誤差等，嚴重時導致（zhì）瓦（wǎ）溫過高，引起機組誤停機。
　　下麵針對Pt100測溫傳感器在（zài）水（shuǐ）電站軸承溫度測（cè）量中存在的一些問題，作一（yī）分析，並提出（chū）解決方（fāng）案。
　　1　測溫（wēn）傳感器的特殊性
　　1.1溫（wēn）度（dù）數據是很重要的參數
　　溫度監（jiān）測（cè）對於（yú）整（zhěng）個機組的監控與保護非（fēi）常重要，溫度數據是很重要的非電氣量參數（shù）。如軸承溫度過高將導致組軸瓦的損（sǔn）壞，定（dìng）子溫度過高將使絕緣材料的性能下降，甚（shèn）至被擊穿^【2】。
　　1.2運行環境差
　　與（yǔ）其他工業係統（tǒng）的測溫係（xì）統不同，水電站的測溫係統的運行環境較為惡劣，如軸承測溫電阻長（zhǎng）期浸泡在油槽中，不僅要承受油槽高溫，同時要承受長期重（chóng）複性的衝擊與振動，以及（jí）強電場和（hé）搶點磁場（chǎng）的幹（gàn）擾。
　　1.3運行時間長且檢修維護難
　　水電站一旦（dàn）安裝投入使用，就需要不間斷地運行，多數在千小時（shí）以上，因此，運行時（shí）間（jiān）很長，隻有在停機時才能進行檢修。且測（cè）溫電（diàn）阻安裝的空間都（dōu）相對封閉、狹小，如軸承測（cè）溫（wēn）電（diàn）阻安裝（zhuāng）在推力軸承、上下導軸承及油槽中，平時（shí）都無（wú）法監測和維修。
　　2　測溫傳感器（qì）常見故障分析
　　2.1測溫電阻及附件的穩定性（xìng）差
　　一些（xiē）水電站建成運營（yíng）不久，其軸（zhóu）承測溫（wēn）係（xì）統就出（chū）現故障，發生（shēng）溫度跳變、溫度值無讀數或者誤報的現象，其根本原因是測溫（wēn）電阻及附件的質量差（chà）、穩定性低。
　　2.2電阻絲形變或短路
　　測溫元件的製作主要采用感溫電阻絲繞製而（ér）成（chéng）。機組運行（háng）時，由於受到長期振動，繞製的感溫電阻絲會發生形（xíng）變，一方麵使得熱電阻本身阻值不對稱；另一方麵測溫元件在封裝過程中，由於工（gōng）藝不嚴格或（huò）填充物不（bú）致密，使得其在軸向和徑向受到重複性的振動、衝擊，導致（zhì）繞製在（zài）骨架上的感（gǎn）溫電阻（zǔ）絲被壓（yā）縮或與不鏽鋼外套相接觸，導致相鄰電阻絲相互接觸或短路；從而引起溫度跳變和測值不（bú）準確。
　　2.3測溫（wēn）元件根部斷線
　　感溫電阻絲的引出中，采用航空（kōng）插頭結構時，其接頭（tóu）觸點經多次插拔，容易引起接觸不（bú）良（liáng）；同時其探頭和引線連接部位又無任何（hé）保護裝（zhuāng）置。而采（cǎi）用一（yī）體化結構時，有的元件在封裝過程中由於工藝差，探頭和引線連接部位又無任何保護裝置。在水輪機運行旋轉時，由於受（shòu）到（dào）油流的衝擊，使得測溫元件根部容易（yì）斷線。這就（jiù）給水電廠運行和檢修帶來很多問題（tí）和（hé）隱患。
　　水輪機軸（zhóu）瓦測溫（wēn）元（yuán）件引線由於長期（qī）浸泡在溫度（dù）較高的透平油中，長期受到油高（gāo）溫和（hé）腐蝕作用，時間一長，引起線外皮發生引（yǐn）線硬化、開裂甚至斷開，嚴重影響（xiǎng）了測溫電阻的穩定性和（hé）可靠性。
　　2.4測溫（wēn）元件引出油槽的方（fāng）式（shì）不合理
　　測溫元件引出油槽時，有（yǒu）的采用航空插頭結構，在油槽壁內外焊接引出；有的在油槽壁上安裝一個長（zhǎng）方形蓋板，蓋板和油槽壁之間（jiān）用螺紋連接，引出線壓接在蓋板內（nèi）外的螺（luó）母（mǔ）上。在機組運行時，長（zhǎng）期受到振動（dòng）和油流衝擊，焊點容易（yì）脫落，同時油槽內的接線部位很容易鬆動甚至斷開，影響測溫電阻的穩定性和可靠性。
　　2.5導線轉（zhuǎn）接點連接不（bú）牢
　　測（cè）溫電阻在油槽（cáo）裏的轉接點比較多，每個轉接點都需要進行焊接，而油槽的空間狹小，不便於（yú）操作，容易發生轉接點的連接不（bú）牢，留下斷線隱患。
　　2.6油槽內布線方（fāng）式不規範。
　　在安裝施工中，有的引線懸空或綁紮固定不可靠，或者是將測溫（wēn）電阻簡單地放於瓦孔內，在油流的作（zuò）用下，測溫電阻容易造成移位，或與油槽內尖銳金屬（shǔ）物件發（fā）生磨損，導致引線開裂、甚（shèn）至直接斷開。
　　2.7無有效的強電強磁屏蔽
　　如（rú）果對測溫電阻及引線電纜不能實施有效的屏蔽（bì），或（huò）者有屏蔽沒連接好（hǎo），會造成發電機的強電場、強磁場對測溫電阻（zǔ）的幹（gàn）擾，並（bìng）將幹擾信號傳入測溫回路中，導（dǎo）致測溫不準（zhǔn），甚至測溫回路的器件燒毀。
　　3　預防（fáng）措施（shī）與解決方案
　　3.1對於測溫元件工藝要求
　　測溫電阻安裝附件（jiàn）要達到規定的要求，采用高品質的測溫元件，要求其穩定性高（gāo），漂移量小，良好（hǎo）的抗振動與衝擊性能（néng）。在測（cè）溫元（yuán）件製作（zuò）中（zhōng），采用光刻濺射工藝方法。它是將鉑粉噴在絕緣的陶（táo）瓷骨架上，用激光刻回路，同時元件和引線之間（jiān）的焊接采用激光焊接。一次成型焊接，這樣就具有（yǒu）良好的抗震性能，其精度水平可達到IEC751A級（0.15+0.002*|T|），能保證測溫元件在長期振動環境下的穩定性，從而避免了溫度（dù）的跳變。
　　長時間在高溫度油中浸泡後，導線會變脆、變硬，是（shì）因為外層絕（jué）緣護套（tào）材料選用不合理，建議采（cǎi）用聚全氟乙丙（FEP）作（zuò）為護套材料，聚全氟乙（yǐ）丙具有良好的耐熱、耐油和抗（kàng）腐蝕的性能，可有效解決（jué）導線長時間浸泡出現的開裂現象（xiàng）。
　　對於引出（chū）線采用一（yī）體化（huà）結構設計，將探頭部分真空密封，套管內采用高純度氧化鎂填（tián）充、高（gāo）溫幹燥，其特（tè）點是壽命長、響應速度快、機械強度高和絕（jué）緣性好。
　　3.2引出油槽接線方式
　　油槽出線采用密封盤形（xíng）式出線，中間無斷點及轉（zhuǎn）接，出油槽後直接連接到端（duān）子箱，方便以後（hòu）現場校（xiào）驗和拆裝，從而保證測（cè）溫電（diàn）阻的穩定和可靠運行。同（tóng）時（shí）密封盤上安裝鎖緊夾套，其防護等級可達IP67，避免漏（lòu）油情（qíng）況發生。
　　3.3油槽內布線
　　在水輪機組推力、上下導、水導等油槽內，機組正（zhèng）常運行之時，油流對測溫電阻探頭和引線連接部位衝擊力很大。現場施工安裝中，要求做（zuò）到就近多點固定，順著油流衝（chōng）擊的方向布線，減（jiǎn）少油流對引線的（de）衝（chōng）擊；其次在油槽內的走線上，每（měi）隔30cm采用白布條綁紮，並選用型號為SK-138的AB膠，按1：1的比例混（hún）合，用無水乙醇稀釋，然後塗（tú）刷在白布條綁紮接頭處，使其（qí）固化；Z後在油槽底部，每隔50cm采用焊接一金屬耳環，使引線集（jí）結成一束，用玻（bō）璃絲帶或者（zhě）白布條綁紮固定，以減少油流衝擊的影響，避（bì）免引線在油槽內發生機械損壞。
　　綜上所述，在（zài）水電站軸承測溫係統中，測溫元件（jiàn）的（de）選型，安裝（zhuāng）施工（gōng）中的一些不合理布置（zhì），導致測溫不準確，造成了很多誤停機，對電廠的（de）安（ān）全生產和電網的穩定運行都造成重大影響。在實際（jì）工（gōng）作中，針對各機組特點，加強元件（jiàn）選型，及安裝工藝管理，保證水電站（zhàn）設備的安全（quán）經濟運行，減少事故發生。
　　參考文（wén）獻
　　1郭忠敏.水電站測溫係統改進方案【J】.科技前沿，2013，（10）：38-39.
　　2劉芬香，彭放，王禾，等.瀑布溝水電站測溫回路故障淺（qiǎn）析【J】.水電站機電技術，2010，33（6）：86-89.

來源：《科技資（zī）訊》2016年14期