大型汽轮发电机转子在处理缺陷时，往往要拔下护环。由于转子护环是用热套的方法安装到转子上的，所以在拔护环时就要采用一定的方法对护环进行加热。汽轮发电机的转子护环是用无磁性钢制成，无磁性护环禁用明火加热。实践证明，在拔发电机转子护环时，感应加热是一种较好的方法，且只能用50 Hz工频电源进行加热，若采用高频电流加热护环，可能使护环材料产生危险的表面淬火，并对护环有较大的危害。下面阐述工频感应加热法在发电机转子护环拆卸和套装工作中的应用。

　　1感应加热的基本原理及计算由于护环本身是闭合导体，所以当感应线圈中通入电流i 2时，其产生的交变磁通Φ在护环表面产生感应电势e 3， e 3产生感应电流i 3致使护环温度逐渐升高，从而实现感应加热。

　　1. 1感应加热深度的计算电流在护环中渗透深度与电流频率成反比。频率越高，渗透深度越浅；反之，频率越低，渗透深度越深。其值可按（1）式计算：δ= 5 030ρ/ （μγf）（1）式中δ―――透入深度；ρ―――平面体材料（炉料）的电阻率，Ω？cm；μγ―――平面体材料（炉料）的相对磁导率；f―――电源频率。

　　当交流电通过时，导体截面上的电流分布是不均匀的，由于集肤效应的结果使最大电流密度出现在导体的表面层。按电磁场理论可知当导体各点电阻率和导磁率均相等时，电流按指数规律分布，见式（2） ：J = J 0 e - x/δ（2）式中J―――通电时距导体表面垂直距离为x处的电流密度；J 0―――导体表面电流密度；e―――自然对数的底；δ―――渗透深度。

　　由于电流在导体中所产生的能量与电流的平方成正比。因此，功率的衰减较电流密度更为显著，功率密度按（3）式分布：P = P 0 e - 2 x/δ（3）式中P―――通电时距导体表面的垂直距离为x处的功率密度；P 0―――导体表面的功率密度。

　　1. 2线膨胀量的计算发电机转子护环与转子本体之间有配合公盈，当护环加热膨胀后，护环的内径大于搭接处转子的直径时，护环才能正常拆卸和套装，这就对护环的加热温度有一定要求。无磁性钢的发电机转子护环加热最高温度不应超过250℃。加热膨胀后，护环内径的增加量ΔD可用（4）式计算。ΔD = K 1D 1Δt（4）式中K 1―――线膨胀系数；D 1―――护环内径；Δt―――护环升高温度。

　　1. 3加热有功功率的计算实践证明，对大型发电机来说，采用感应加热法拆装护环时，其单位面积的有功功率约为28～35 kW/ m 2，再算出护环外圈的表面积即可求出其需要功率。加热有功功率P的计算按（5）式：P =ΔP

　　S（5）式中ΔP―――单位面积消耗的有功功率，一般可取28～35 kW/ m 2；S―――护环外侧面的表面积。

　　1. 4感应线圈电流的计算加热用变压器二次侧的电流必须满足实际需要，一般对大型机组应在1 000～1 500 A以内为好。

　　也可用公式（6）具体算出其需要值。I = （ P10 3） / （ Ucosφ）（6）式中P―――加热所需有功功率；U―――线圈两端电压；cosφ―――功率因数，一般在017～0.8之间。

　　1. 5线圈导线的选择护环的感应加热常采用两种感应加热器，即刚性的和挠性的。刚性加热器用于直径差不大于50 mm的各种护环，它是由外径为20 mm、壁厚为1～2 mm的紫铜管制成，紫铜管亦可用黄铜管代替，这时用磷铜焊料把它接到截面约为（20×5） mm 2的母线上。挠性感应加热器用于任意直径的护环，它由放置在内径为20～30 mm的橡胶软管中的多股软铜线制成，铜线截面积根据电流密度1 000～1 200 A/ cm 2选取，感应加热器采用特殊的端接头把线圈连接到电源变压器（）上。导线截面积A = I/ J（7）式中I―――感应线圈电流；J―――导线中电流密度。

　　116励磁绕组匝数的计算励磁绕组的匝数用（8）式计算：W = K 2 U/ L（8）式中W―――励磁绕组匝数；U―――电源电压，V；L―――护环外圆周长，m；K 2―――系数，一般在0.18～0.98之间选取。

　　2利用感应加热法拆卸护环在拔发电机护环时，用挠性感应加热器较好，因为结线简单，操作方便。选好一定长度的导线穿入橡胶水管，两端焊好电缆接头，封好不漏水，线圈中通入压力为0115～0. 2 MPa起冷却作用的水，即制成挠性感应加热器。接头可用普通铜电缆头制造。制作时在电缆头的侧面钻一个孔，与电缆头内部的孔要相通，在该孔处利用银焊的方法焊一短铜管作为通水管。把电缆头与铜导线用银焊焊牢，注意留出水流的通道。

　　在拆卸护环时，护环加热温度为230～250℃，护环螺母加热温度为180～200℃；套装时护环加热温度为210～230℃，护环螺母加热温度为150～190℃，在拆卸护环部件之前，要检查有无装配标记，当没有标记时，要重新打上。把护环表面清洗干净，然后在护环外表面裹上石棉布，在石棉布外面缠绕感应线圈，把线圈端部缠在护环螺母处，以便于先拧下螺母。缠绕线圈时，中间部分的线匝要有10～15 mm的间隙；为了改善护环端部的加热，边缘的线匝要缠绕得密实些，对于较短的护环可分两层缠绕。

　　当线圈中充满水进行循环后，水要保持0115～0. 2 MPa压力，再通电加热护环。加热时，用远红外线测温仪监视护环、螺母等各元件的温度。大型汽轮发电机拆护环时，感应线圈加热时间一般在60 min左右。当温度升到190℃时，可先停止加热，把螺母用专用板手拧下。移到里侧后，对护环继续加热。当护环加热到230℃时，停止加热，快速取下感应线圈，在护环上套上截面约为（6×100） mm 2的扁钢制成的扁钢抱箍，钢箍上焊有吊环，用天车吊住护环，迅速装配上拆卸工具，拆下护环。护环的安装，也应利用感应加热的方式，加热到规定温度后，按规定程序装上护环。在护环安装的过程中，允许用枕木从后部轻轻地敲击，注意用力要均匀，护环套装工具要在拉紧状态下，在转子上保持到护环完全冷却。用螺母固定护环时，要等护环完全冷却后，在热状态下拧紧螺母，螺母可用2～3个乙炔喷嘴均匀加热。

　　3应用实例1台型号为TBB - 500 - 2Ey3发电机运行中发现转子有过热现象，决定在大修中拆下转子护环，对转子做进一步检查。为拔发电机转子护环，在现场找到两台参数完全相同的150 kVA单相变压器，经改装后，其一次电压为380 V ，二次电压为157 V ，两变压器并联使用，作为本次拔护环的感应线圈的专用励磁电源如所示。

　　3. 1加热深度的计算应用前述公式得加热深度为58. 93 mm ，而护环的厚度为75 mm ，可见其在护环内产生感应电流对转子本身影响不大，且产生功率大部分在护环表面，其内部产生的功率较少。因此，通电后可看成是对护环进行加热。

　　3. 2线膨胀量的核算护环加热膨胀后，内径增加量为ΔD 2。若原护环温度为28℃，加热至230℃，则内径的增加量ΔD 2为：ΔD 2 = K 1 D 2Δt = 17×10 - 6×1 125×（230 - 28）= 3.86 mm发电机厂家给出护环与转子本体配合公盈为214 mm.因ΔD 2 > 2. 4 mm ，所以，发电机护环加热至230℃时，能正常拔下护环。一般情况，发电机护环加热至230℃时，均能满足要求。

　　3. 3所需有功功率计算大型汽轮发电机，转子护环加热时，其单位面积功率可取30 kW/ m 2，则所需有功功率为102 kW.

　　3. 4感应线圈电流的计算功率因数cosφ在0.16～0.7之间，本次计算取01657，则感应线圈电流为1 01417 A.

　　3. 5线圈导线的选择因用水冷却，电流密度按1 000～1 200 A/ cm 2选取，本次计算可按10A/ mm 2选取，则导线截面A = I/J = 101. 47 mm 2。导线可选用120 mm 2的软铜线，电缆鼻子可采用185 mm 2的，橡胶水管采用1寸管。此时，电缆鼻子的外径与橡胶水管的内径相同，两者可配套使用。

　　3. 6励磁绕组匝数的计算系数K 2越大，则加热的时间越短，本次计算取K 2为0182 ，则励磁绕组匝数W为32匝。

　　1寸管的外径为37 mm ，感应线圈外径为1 230 + 37 = 1 267 mm ，感应线圈的长度为1 267×32×π= 127. 3 m.把130 m长的软铜线穿入水管，两端各做一个通水的电缆鼻子，绑扎牢固后通水即可作成线圈。

　　护环加热时，数据记录见 ，从表中可看出励磁电流值与计算值基本相同。加热到190℃时，可先停止加热，把螺母用专用扳手拧下。移到里侧后，对护环继续加热，当护环加热到235℃时，停止加热，用专用工具按规程中规定的顺序卸下护环。

　　套装时，也用该感应线圈加热，数据记录见表3.加热前先在护环上套上截面为（6×100） mm 2的扁钢制成的扁钢抱箍，钢箍上焊有吊环，护环应水平地吊在天车上。在护环外表面裹上石棉布，在石棉布外缠上感应线圈。对好卸下时做好记号，感应加热器中通冷却水并开始加热，随时监视护环的温度，在测试证实了护环配合表面的直径大于规定的控制尺寸时，停止加热，进行套装。

　　4结论总之，利用感应加热法拆装转子护环，加热均匀，简捷方便，可以准确掌握温度，可提高大型汽轮发电机的检修质量，保证发电机的安全运行，是检修发电机转子检修中的一个好办法。