摘要：“扫膛”是发电机一种严重的机械故障，通俗来讲就是旋转的转子与静止的定子铁芯内壁发生了物理接触和摩擦。您可以想象一个高速旋转的圆柱体（转子）在一个稍大的圆筒（定子）内部转动，它们之间必须保持一个均匀的间隙（称为“气隙”）。当这个间隙因为某种原因消失时，转子外缘就会“扫”到定子铁芯的内膛，因此得名“扫膛”。

 

一、扫膛故障的主要原因

 

导致扫膛的原因多种多样，根本在于破坏了转子与定子之间的同心度或最小气隙。主要可分为以下几类：

1、轴承问题

（1）轴承磨损/损坏：轴承因长期运行、润滑不良、安装不当或寿命到期而出现间隙过大、滚珠/滚道损坏、保持架断裂等，导致转子下沉或偏心，从而引发扫膛。

（2）轴承润滑不良：缺油或油脂变质，导致轴承过热、卡死或快速磨损。

2、转轴弯曲

由于发电机遭受突然的短路电流冲击（电动力巨大）、机械碰撞或本身制造残余应力释放，导致转轴发生永久性弯曲。

3、转子本体不平衡

转子绕组松动、转子零部件脱落（如风扇叶片断裂）、护环移位等，导致转子动态平衡被破坏，在高速旋转时产生巨大的离心力，使转子“甩”起来撞击定子。

4、定子铁芯或机座变形

发电机在运输、安装或运行中受到外力冲击，或因内部短路产生巨大电动力，导致定子机座或铁芯变形，使内膛不圆，局部间隙变小。

5、基础沉降或对中不良

对于与柴油机连接的发电机，基础不均匀沉降或联轴器对中不准，会给发电机转子施加额外的应力，导致偏心。

6、异物进入

检修时工具、零件等异物遗留在气隙内，或冷却系统进入杂物，卡在转子与定子之间，直接导致局部扫膛并扩大损伤。

 

同步交流发电机内部结构示意图

 

二、扫膛故障的危害

 

扫膛故障的危害是毁灭性的，如果不及时处理，会在极短时间内造成发电机严重损坏甚至报废。

1、对定子的损害

（1）定子铁芯损坏：摩擦会磨掉定子硅钢片间的绝缘层，导致铁芯局部短路，产生涡流发热，形成“热点”，进一步烧毁铁芯。

（2）定子绕组损坏：摩擦产生的高温和机械力会破坏定子绕组的主绝缘，导致绕组对地（铁芯）短路（即“放炮”），这是最严重的电气故障之一。

2、对转子的损害

（1）转子本体磨损：转子护环、本体或绕组会被磨伤，破坏转子的动平衡，引发更剧烈的振动，形成恶性循环。

（2）转子绕组损坏：剧烈摩擦可能损坏转子绕组的绝缘甚至导线本身。

3、其他危害

（1）产生大量金属粉尘：摩擦产生的金属屑会污染整个发电机内部，特别是会污染润滑系统，损坏轴承。

（2）引发火灾：局部高温可能引燃绝缘材料，造成火灾。

（3）突然停机：会导致机组紧急停机，造成巨大的直接和间接经济损失。

 

二、扫膛故障的维修方法

 

维修方法取决于扫膛的严重程度。一旦发现扫膛迹象（如异常摩擦声、剧烈振动、有异味），必须立即紧急停机，然后进行解体检查与评估。其步骤为将发电机完全解体，吊出转子；彻底清理转子与定子，检查损伤范围。使用探伤方法（如着色探伤、超声波探伤）检查转轴是否有裂纹或弯曲；同时测量定子铁芯内膛的圆度和转子的跳动量。

1、轻度扫膛维修

（1）特征：仅有轻微的摩擦痕迹，有少量金属粉末，但未伤及铁芯深层绝缘和绕组主绝缘。

（2）维修方法：

① 清理与打磨：使用吸尘器彻底清除金属粉尘。用细砂纸或油石小心打磨定子铁芯和转子表面的毛刺和高点，确保表面光滑。

② 绝缘处理：对定子铁芯打磨露出的部位，涂刷高绝缘强度的绝缘漆（如环氧绝缘漆），以恢复片间绝缘。

③ 检查气隙：修复后，必须仔细测量并调整，确保气隙均匀符合制造厂标准。

④ 修复根本原因：必须找到并修复导致扫膛的根本原因，例如更换所有轴承、重新校正动平衡等。

2、重度扫膛维修

（1）特征：定子铁芯局部严重磨损、熔化、烧结，硅钢片粘连，或定子绕组绝缘已受损。

（2）铁芯修复：

① 剔除与清理：使用专门工具（如锉刀、刮刀、小型铣床）将熔焊在一起的硅钢片小心地分开，剔除所有熔化的金属和碳化的绝缘材料。

② 坡口处理：将损伤部位修整成平滑的坡口，避免尖角产生局部放电。

③ 填充与涂封：使用专用的高温环氧树脂填料进行填充，使其表面与原有铁芯齐平，然后对整个修复区域涂刷多层绝缘漆。

（3）绕组修复：如果定子绕组主绝缘受损，则必须局部或全部更换绕组。这是非常专业且昂贵的维修，相当于大修。

（4）转子修复：如果转子弯曲，需进行直轴处理（如应力直轴、热点直轴）。如果转子本体磨损，需进行堆焊后机加工，并重新进行动平衡试验。如果护环损坏，通常需要更换。

3、全面测试

维修完成后，必须进行一系列测试，包括：

（1）铁芯损耗试验（环路试验）：检查铁芯修复后的温升是否合格，确保无局部过热。

（2）绕组绝缘试验：包括绝缘电阻、吸收比、极化指数、交流耐压试验等。

（3）转子动平衡试验：在高速动平衡机上校验，确保振动值在优秀范围内。

（4）确保安装和对中精度。

 

总结：

综上所述，发电机运转正常状态时，转子与定子之间保持均匀的气隙，确保磁场顺利耦合，同时没有物理接触。而扫膛状态则是转子与定子发生摩擦，产生剧烈磨损、高温和振动。总之，发电机转子扫膛是一种恶性故障，维修工作技术复杂、成本高昂。一旦发生，必须由专业人员在完备的方案指导下进行彻底修复，并根治其根本原因，才能确保发电机修复后的安全可靠运行。

 

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