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發電機定子絕緣電位外移新測試方法淺析(一)

  摘 要: 本文針對水內冷發電機定子繞組手包絕緣常見故障查找方法——電位外移法,對采用正、反電位外移加壓的方法,進行原理、優、缺點比較以及引起發電機手包絕緣故障原因進行探析,著重介紹電位外移新方法測量棒的應用與推廣。 
  關鍵詞:發電機 電位外移 新測試法 淺析 
  中圖分類號:TM31 文獻標識碼:A 文章編號:1003-9082(2014)09-0306-01 
  一、據統計國內200至300MW的大型汽輪發電機組投產運行以來,由于運行周期的遞增以及現在高電壓,大參數、大容量機組的不斷發展投產;特別是發電機定子繞組端部手包絕緣、出線、中性點手包絕緣、出線瓷套與手包絕緣縫隙處;絕緣引水管水電接頭處滲漏絕緣故障時有發生,嚴重地影響了機組的安全運行,給發電企業造成了極大的經濟損失;這些絕緣故障暴露出有廠家設計不合理(如水電接頭延伸到絕緣盒的部分過短)制造工藝不細(如手包絕緣泥錐部包裹不均勻,內部有氣泡)有檢修、維護管理不到位(如出線,中心點與瓷套連接處絕緣泥填存少,有縫隙運行時有油污浸入);定子繞組端部大都是懸空的,沒有過多的支撐,雖然有加固,但是遠不如繞組的槽內部分堅固。在長期運行中,繞組端部受到溫度、電動力、機械振動的作用就會暴露出絕緣邦繩磨損松動、裂紋、錐部接頭螺母松動、水電接頭焊接工藝不良、對于水內冷定子繞組的水電接頭焊接部分,引水管與端部絕緣定型盒部分內的銅螺母接口紫銅墊片不到位壓偏,螺母松動處即使通過水壓試驗的繞組,在運行中也會因機械振動等多方面的原因產生滲漏水缺陷,對于漏水缺陷,一般比較容易發現,可是對于滲水缺陷眼睛觀查是非常難發現的,這樣發電機帶缺陷運行就非常危險,如何采用創新、科學、快速、準確測試方法查找發電機絕緣缺陷是至關重要的。 
  二、發電機定子繞組表面電位外移試驗原理 
  在定子繞組的某一相或某分支的手包絕緣部位加上直流試驗電壓時,定子繞組絕緣某點的體積電阻RV和表面電阻RS相串聯承受全部試驗電壓,當繞組絕緣正常時,那么繞組絕緣的任何部位絕緣體積電阻RV將遠大于其表面電阻RS,體積電阻RS則承受絕大部分直流試驗電壓。所以,正常的絕緣繞組表面對地電位較低甚至為零。 
  倘若繞組絕緣有缺陷時,缺陷部分的體積電阻RV將變的很小,那么表面電阻RS承受的試驗電壓,就會升高很多,所以,用測量繞組端部表面對地電位,就會快速查找到手包絕緣裂縫浸油、工藝不良的汽泡、絕緣泥填充不實、使用配比絕緣材料不良的材料、兩種絕緣材料的結合部位絕緣泥填充不足等缺陷。 
  對于充水的水內冷發電機定子繞組,滲水處的絕緣由于受潮,其體積電阻RV將大幅度降低而形成絕緣缺陷,滲水點的表面電阻RS將承受很高的試驗電壓(對地電壓);沒有滲水的部位其體積電阻RV不受影響,承受試驗電壓很低,所以,測量水內冷發電機定子繞組表面對地電壓就能準確、快速發現滲水部位。 
  三、發電機定子繞組表面電位外移試驗方法按照對定子繞組導體的加試驗電壓位置可分為:正接線法(或稱正加壓法)和反接線法(或稱反加壓法) 
  1.發電機定子繞組表面電位外移正接線法(或稱正加壓法) 
  發電機定子繞組內通入合格的內冷水,即將待測的定子繞組端部引線接頭,引水管搭接處的手包絕緣椎體,相間連線并聯塊等表面包上厚0.1-0.3mm,長200mm 、寬120mm的鋁箔紙(若干張)作為儀器測量電壓的檢測部位。然后將發電機引出線三相短路,用發電機專用直流發生器對發電機定子繞組施加銘牌額定電壓的直流試驗電壓,在事先包扎的鋁箔紙處用專用測試儀逐次測量各部位對地電位。根據測量各部位對地電壓與相關試驗規程比較,判斷是否合乎標準,是否有缺陷。 
  1.1電位外移正接法所需試驗儀器、條件 
  測試前定子繞組內通合格的內冷水;對繞組端部表面絕緣進行清理,消除表面臟污對測量結果的影響,試驗儀器設備容量要足夠,根據現場情況可三相共同加壓或分相加壓。 
  1.2 電位外移正接法優、缺點 
  它能有效地發現交、直流耐壓試驗時所不能發現的缺陷。使用試驗儀器容量大、笨重;需合格的內冷水,需要多個車間相互配合,需要有內冷水系統正常運行,對相關車間的檢修進度有影響;對發現下層線棒及綁繩和墊塊覆蓋得部位無法接觸到,無法發現缺陷;對定點缺陷發現較困難。試驗時需要包扎大量鋁箔紙,工作量大。 
  2.發電機定子繞組表面電位外移反接線法(或稱反加壓法) 
  當發電機定冷水系統不能正常運行時,即將待測的定子繞組端部引線接頭,引水管搭接處的手包絕緣椎體,相間連線并聯塊等表面包上厚0.1-0.3mm,長200mm 、寬120mm的鋁箔紙換(若干張)作為施加發電機額定電壓的直流試驗電壓的加壓部位。然后將發電機引出線三相短路接在發電機專用電位外移測量儀上,逐次改變加壓部位即可從電位外移測量儀上獲得對各點對地電壓值。根據所測數據與相關試驗規程比較,判斷是否合乎標準。 
  2.1電位外移反接線法所需試驗儀器、條件 
  測試時發電機定子繞組不需要通入定冷水,沒有繞組端部絕緣表面臟污是否清理帶來的測量誤差,使用常規的直流發生器就可以加壓試驗。 
  2.2 電位外移反接法優、缺點 
  使用試驗儀器容量小、輕便;適合搶修、大修時定冷水系統沒有恢復的狀態就可試驗。工作量較大,能有效發現下層線棒及綁繩和墊塊覆蓋得部位,對定點發現缺陷比較快速準確,試驗時需要包扎大量鋁箔紙。反接線時用保險絲綁扎絕緣部位時,容易遺漏掉入定子膛內,運行時對發電機安全運行是極大的隱患。 



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