發(fā)電機定子繞組絕緣監(jiān)督

摘  要：詳細介紹了大型水輪發(fā)電機定子繞組安裝的絕緣監(jiān)督全過程。以烏江渡發(fā)電廠擴機工程4#機為例，著重介紹對定子繞組技術(shù)監(jiān)督的目的、標準和方法。指出監(jiān)督過程中的重點環(huán)節(jié)，提出監(jiān)督過程中出現(xiàn)問題及解決措施。為發(fā)電機定子絕緣監(jiān)督提供借鑒。

關鍵詞：定子繞組；絕緣監(jiān)督；耐壓試驗；缺陷；

0  概述

定子繞組是發(fā)電機的動脈，繞組的絕緣應具有所要求的耐熱等級、足夠的介電強度、優(yōu)良的機械性能和良好的工藝性，并在規(guī)定的運行期間內(nèi)其性能不能下降到影響發(fā)電機安全運行的水平。如果定子在生產(chǎn)、運輸保管或安裝過程中出現(xiàn)缺陷，發(fā)電機投運后將會發(fā)生過熱或線圈擊穿事故，造成巨大的經(jīng)濟損失。因此對發(fā)電機定子的絕緣監(jiān)督至關重要。

烏江渡發(fā)電廠擴機、增容工程機組定子繞組絕緣監(jiān)督全過程主要由: 外觀檢查、線棒下前后絕緣試驗、整體繞組試驗及故障處理等環(huán)節(jié)組成。

1  外觀檢查

    發(fā)電機定子繞組十分嬌貴，工藝要求十分嚴格，在運輸保管過程中易發(fā)生各種損壞現(xiàn)象。因此，很有必要進行開箱檢查，及早發(fā)現(xiàn)線棒是否有變形、絕緣破損、受潮等缺陷。如有上述現(xiàn)象，應及時向監(jiān)理工程師反映，由安裝單位提出處理措施進行處理后方可進行驗收。

2  發(fā)電機定子線棒試驗

2.1  定子線棒下線前試驗

定子線棒下線前試驗包括絕緣電阻測試、交流耐壓試驗、起暈試驗、介損測量等項目。

2.1.1  線棒絕緣電阻測試

2.1.1.1  試驗目的

絕緣電阻測試主要是檢查線棒的絕緣狀況,如受潮、絕緣損壞、裂紋等貫穿性缺陷，是判斷線棒是否合格的重要指標之一。

2.1.1.2  試驗標準

應使用2500V兆歐表進行測量,要求冷態(tài)下每根線棒的絕緣電阻不得小于4MΩ。絕緣測試結(jié)果見表1。

2.1.2  線棒交流耐壓試驗

2.1.2.1  試驗目的

交流耐壓試驗是檢測線棒質(zhì)量一道嚴格的工序。主要考驗線棒的抗電強度,保證運行電壓下的絕緣水平,發(fā)現(xiàn)集中性的局部缺陷,如局部損傷、受潮、氣泡等。交流耐壓試驗是一種破壞性試驗，對線棒的損壞具有累積效應。因此應嚴格控制耐壓次數(shù)，延長線棒使用壽命。

2.1.2.2  試驗標準

試驗電壓為2.75倍額定電壓加2.5kV。即

Us=2.75×15.75+2.5=45.8 (kV)

耐壓時間為1分鐘，耐壓過程中不應出現(xiàn)閃洛放電及絕緣擊穿（破壓）現(xiàn)象。

2.1.3  線棒起暈試驗

2.1.3.1  試驗目的

    定子繞組的絕緣，在運行電壓下常在絕緣內(nèi)部的空隙中、處槽口、通風道附近和端部的絕緣表面產(chǎn)生電暈放電現(xiàn)象。電暈放電產(chǎn)生腐蝕和化學降解，導致絕緣性能裂化直至損壞，是促使發(fā)電機絕緣迅速老化的重要原因之一。絕緣的耐電暈性能對定子繞組的長期安全運行有重要影響，是發(fā)電機絕緣的重要性能指標。測量單根線棒的起暈電壓，檢查線棒防暈層（半導體層）有無破損。如起暈電壓低于標準要求，將會在運行電壓或過電壓的作用下產(chǎn)生電暈放電，引起嚴重的電暈損耗，對線棒絕緣產(chǎn)生電腐蝕，損壞線棒絕緣。

2.1.3.2  試驗標準

   要求抽查全部線棒總數(shù)的10%（84根）進行起暈試驗, 起暈電壓應大于23.6kV。

2.1.4  介損測量

2.1.4.1  試驗目的

介質(zhì)損耗主要是檢測線棒是否存在絕緣老化、臟污等整體絕緣缺陷,對單根線棒,還可發(fā)現(xiàn)絕緣內(nèi)部是否發(fā)空或存在較大的氣隙等局部缺陷。是判斷線棒質(zhì)量的輔助指標。

2.1.4.2  試驗標準

根據(jù)GB8564-88及東方電機股份有限公司設計要求，抽取線棒總數(shù)的10%進行介質(zhì)損耗的試驗。

單根線棒tgδ測量試驗電壓可取0.2U_N、0.4U_N、0.6U_N、0.8U_N、1.0U_N，最高可取1.5U_N。根據(jù)試驗設備不同來選取試驗電壓。設備最高試驗電壓為10kV時取0.2U_N、0.4U_N、0.6U_N，分別為3.15、6.3 kV、9.45kV。根據(jù)現(xiàn)場試驗設備情況，分別選取介損測量試驗電壓：3000V、6000V、9500V 。要求tgδ值不大于2.5%。

2.1.5  試驗結(jié)果分析

試驗結(jié)果見表1（部分線棒）。從4#機840棵線棒交流耐壓結(jié)果看，近20%的線棒存在閃洛放電故障，近25%的線棒介質(zhì)損耗超標。根據(jù)開箱檢查結(jié)果可知，線棒放電的原因是由于運輸或保管過程中絕緣受潮、絕緣層有氣泡等原因引起的。

表1  線棒下線前試驗數(shù)據(jù)（部分）

2.1.6  故障線棒處理

2.1.6.1  故障線棒處理過程

    發(fā)現(xiàn)線棒質(zhì)量問題后,及時向監(jiān)理工程師、擴機工程建設管理部、生產(chǎn)廠家提交故障分析報告。由生產(chǎn)廠家制定處理方案和措施,經(jīng)監(jiān)理工程師、總工簽字后實施。生產(chǎn)廠家根據(jù)處理方案和措施首先將受潮線棒用紅外線碘鎢燈干燥后進行交流耐壓試驗。對試驗不合格線棒的放電部位進行加厚絕緣、刷漆、干燥等處理。

2.1.6.2  線棒處理后的驗收

 交流耐壓試驗是一種破壞性試驗，對線棒的損壞具有累積效應。為了保證線棒使用壽命。因此對經(jīng)過絕緣處理的線棒抽檢10%進行交流耐壓、介損及起暈電壓試驗。抽檢的線棒不能安裝使用，存入庫房作為備用。

2.2  定子線棒下線后試驗

定子線棒下線后試驗包括絕緣電阻測試、交流耐壓試驗、槽電位試驗等項目。

2.2.1  絕緣電阻測試

2.2.1.1  測試目的

下線后線棒絕緣電阻測試可以檢定線棒的受潮程度；判斷相間絕緣及對地絕緣是否存在貫穿性的局部絕緣缺陷。絕緣電阻合格后方可進行交流耐壓試驗。

2.2.1.2  試驗標準

  應使用2500V兆歐表，絕緣電阻應大于300 MΩ。

2.2.2  交流耐壓試驗

2.2.2.1  試驗目的

下線后的交流耐壓試驗是發(fā)電機定子線棒絕緣監(jiān)督過程中又一道重要工序。通過交流耐壓試驗可以檢查出線棒安裝過程中是否損壞線棒絕緣、線槽內(nèi)有異物、線棒臟污等缺陷，保證施工工藝及質(zhì)量。

2.2.2.2  試驗標準

下層線棒下線后試驗電壓為2.5倍額定電壓加2kV；即

    Us=2. 5×15.75+2=41375 (kV)

上層線棒下線后試驗電壓為2.5倍額定電壓加1kV；即

Us=2. 5×15.75+1=40375 (kV)

    試驗時間為1分鐘，耐壓過程中不應出現(xiàn)閃洛放電及絕緣擊穿現(xiàn)象。

2.2.3  定子線棒槽電位試驗

2.2.3.1  試驗目的

    根據(jù)《電氣設備預防性試驗規(guī)程》及《烏江擴機SF250
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