滑环摆度测量中百分表的改进与应用

滑环摆度测量中百分表的改进与应用

郑董鹏

大唐石泉水力发电厂 陕西石泉 725200

摘要：本文介绍了大唐石泉水力发电厂1号机增容改造期间，新机组盘车滑环摆度测量调整时，因新滑环设备改进增设螺旋散热槽的影响，常规百分表无法测量滑环摆度甚至会划伤滑环工作面，造成新安装设备损伤。安装人员在以往的安装技术和工艺质量标准的基础上，新设计改造了一套滑环摆度测量百分表。在石泉水力发电厂1号机增容改造中，该改进的百分表得到了充分应用，既解决了滑环摆度测量的难题，又避免了滑环损伤的风险，对提高安装效率、保证安装质量起到了重要作用。

关键词：滑环；摆度测量；百分表；改进；应用

1．引言

大唐石泉水力发电厂1号机增容改造机组安装期间，需要对滑环摆度进行测量调整，但由于新滑环工作面增设螺旋散热槽，百分表又无其他架设百分表的测量面，且在此测量面测量必然会因滑环上的螺旋散热槽扳坏百分表测量杆，划伤滑环工作面。现场工作人员根据实际情况，设计并改造了一套滑环摆度测量百分表，并在安装现场使用成功。

2．成果名称

滑环摆度测量百分表的设计与应用，成功解决了新滑环因增设螺旋散热槽而使常规百分表无法测量滑环摆度的问题，使滑环测量工作面得以保护，避免了损坏设备的发生，保障了机组增容改造工作的顺利推进。

3．滑环摆度测量情况简介

立式水轮发电机组滑环摆度的测量与调整,是机组检修或安装中最重要的工序之一,是衡量安装质量的重要指标。机组安装中对滑环摆度要求绝对摆度≤0.40mm。石泉水力发电厂1号机增容改造机组新滑环，因考虑到滑环工作中因碳刷摩擦发热的问题，新机组滑环增设了螺旋散热槽，如下图（1）所示，在新滑环工作面（唯一测量面）增设螺旋散热槽，按照常规方法如在此测量面架设常规百分表测量滑环摆度，必然会被滑环工作面上的螺旋散热槽扳坏百分表测量表杆，甚至会划伤滑环工作面。一旦滑环工作面损伤将造成碳刷接触不良出现火花，引发滑环火灾事故。造成设备损伤和耽误机组安装工期。

滑环螺旋散热槽示意图（图1）

4．滑环摆度测量百分表的改进与应用

为了解决滑环摆度测量的问题，检修人员用0.30mm厚铜皮为材料，设计制作改进了滑环摆度测量专用测量表头，如下图（图2）所示：

改进后的滑环摆度测量铜皮表头示意图（图2）

改进百分表组成部件：采用0.30mm铜皮弯折制做加长测量表头。

加长铜皮测量表头制作方法:用厚度为0.30mm铜皮（50mm×10mm）弯折而成，其中弯折接触弧面必须圆润，且铜皮边缘修整无毛刺。在铜皮交叉部位中央冲φ2.5mm圆孔，用原百分表测量表头扭紧固定铜皮加长测量表头。

加长铜皮表头固定方法：选用原百分表头扭紧固定。

加长铜皮表头受力分析：

通过加长铜皮测量表头受力分析（图3）可以看出，加长铜皮表头测量时受力F1,F1通过百分表测量杆推动百分表指针显示读数。

加长铜皮测量表头受力分析（图3）

考虑到改进加长铜皮测量表头在测量过程中会因弧面铜皮受力产生变形造成测量误差，对此作出如下论证：查阅百分表说明书技术参数：分度值：0.01mm，量程10mm的百分表测量力≤1.5N。既F1≥1.5N即可推动百分表读数。为防止加长铜皮表头受力F1过大，弧面铜皮挤压变形产生测量误差，特此对加长弧面铜皮表头进行压力测试实验，将加长铜皮表头固定在平面上，用数显式压力测力计测量使加长弧面铜皮发生变形时F1’的大小，测量实验得出，使加长弧面铜皮发生变形时F1’=119N,此时F1’119N远远大于F11.5N，因此得出结论，此铜皮加长表头在测量过程中不存在因挤压导致铜皮表头变形。所以不存在因挤压变形造成测量误差。

加长铜皮测量表头使用效果：加长铜皮测量表头在机组安装现场使用后，成功解决了机组增容改造期间机组盘车滑环摆度测量时无法测量的问题，使机组增容改造安装调试工作能够顺利推进，且在使用过程中表现出安全、稳定、可靠的特点。

5．综合效益

通过石泉水电厂1号机组增容改造中滑环摆度测量改进百分表的使用，验证了改进后的百分表省时省力，操作可靠，且科学可行，解决了机组增容改造中滑环摆度测量的技术难题，也避免了常规方法测量时滑环划伤的风险，降低了操作过程中的安全因素，有利于机组安装、检修期间的工期、质量控制。提高了安装、检修效率和质量。

水电厂在机组安装及检修中机组盘车摆度测量时，常规测量方法仍普遍采用百分表直接在大轴、镜板、轴径和滑环工作面直接接触测量，由于百分表测头材质硬度较高，多次测量必然会划伤测量工作面，且水轮机盘车时各测量面都处于机组工作中的重要部位，多次采用常规百分表测量必然会划伤设备的各重要工作面，重要部件工作面划伤后多数修复必须返厂，这将会增加设备缺陷和降低设备使用寿命。

除此以外，改进百分表测量头用紫铜皮代替原装钢质测量头，由于铜皮较软，不会划伤测量工作面，因此新改进百分表测量头不受任何特殊条件和设备的限制，便于实施，且加长测量表头的制做所需的材料和工艺没有特殊要求，测量表头所需铜皮为机组安装、检修中常用的材料，有一定的安装、检修经验就可以操作实现。在水轮机机组盘车摆度测量中具有较强的实用性和推广性。