发电机定子绕组绝缘监督

摘  要：详细介绍了大型水轮发电机定子绕组安装的绝缘监督全过程。以乌江渡发电厂扩机工程4#机为例，着重介绍对定子绕组技术监督的目的、标准和方法。指出监督过程中的重点环节，提出监督过程中出现问题及解决措施。为发电机定子绝缘监督提供借鉴。

关键词：定子绕组；绝缘监督；耐压试验；缺陷；

0  概述

定子绕组是发电机的动脉，绕组的绝缘应具有所要求的耐热等级、足够的介电强度、优良的机械性能和良好的工艺性，并在规定的运行期间内其性能不能下降到影响发电机安全运行的水平。如果定子在生产、运输保管或安装过程中出现缺陷，发电机投运后将会发生过热或线圈击穿事故，造成巨大的经济损失。因此对发电机定子的绝缘监督至关重要。

乌江渡发电厂扩机、增容工程机组定子绕组绝缘监督全过程主要由: 外观检查、线棒下前后绝缘试验、整体绕组试验及故障处理等环节组成。

1  外观检查

    发电机定子绕组十分娇贵，工艺要求十分严格，在运输保管过程中易发生各种损坏现象。因此，很有必要进行开箱检查，及早发现线棒是否有变形、绝缘破损、受潮等缺陷。如有上述现象，应及时向监理工程师反映，由安装单位提出处理措施进行处理后方可进行验收。

2  发电机定子线棒试验

2.1  定子线棒下线前试验

定子线棒下线前试验包括绝缘电阻测试、交流耐压试验、起晕试验、介损测量等项目。

2.1.1  线棒绝缘电阻测试

2.1.1.1  试验目的

绝缘电阻测试主要是检查线棒的绝缘状况,如受潮、绝缘损坏、裂纹等贯穿性缺陷，是判断线棒是否合格的重要指标之一。

2.1.1.2  试验标准

应使用2500V兆欧表进行测量,要求冷态下每根线棒的绝缘电阻不得小于4MΩ。绝缘测试结果见表1。

2.1.2  线棒交流耐压试验

2.1.2.1  试验目的

交流耐压试验是检测线棒质量一道严格的工序。主要考验线棒的抗电强度,保证运行电压下的绝缘水平,发现集中性的局部缺陷,如局部损伤、受潮、气泡等。交流耐压试验是一种破坏性试验，对线棒的损坏具有累积效应。因此应严格控制耐压次数，延长线棒使用寿命。

2.1.2.2  试验标准

试验电压为2.75倍额定电压加2.5kV。即

Us=2.75×15.75+2.5=45.8 (kV)

耐压时间为1分钟，耐压过程中不应出现闪洛放电及绝缘击穿（破压）现象。

2.1.3  线棒起晕试验

2.1.3.1  试验目的

    定子绕组的绝缘，在运行电压下常在绝缘内部的空隙中、处槽口、通风道附近和端部的绝缘表面产生电晕放电现象。电晕放电产生腐蚀和化学降解，导致绝缘性能裂化直至损坏，是促使发电机绝缘迅速老化的重要原因之一。绝缘的耐电晕性能对定子绕组的长期安全运行有重要影响，是发电机绝缘的重要性能指标。测量单根线棒的起晕电压，检查线棒防晕层（半导体层）有无破损。如起晕电压低于标准要求，将会在运行电压或过电压的作用下产生电晕放电，引起严重的电晕损耗，对线棒绝缘产生电腐蚀，损坏线棒绝缘。

2.1.3.2  试验标准

   要求抽查全部线棒总数的10%（84根）进行起晕试验, 起晕电压应大于23.6kV。

2.1.4  介损测量

2.1.4.1  试验目的

介质损耗主要是检测线棒是否存在绝缘老化、脏污等整体绝缘缺陷,对单根线棒,还可发现绝缘内部是否发空或存在较大的气隙等局部缺陷。是判断线棒质量的辅助指标。

2.1.4.2  试验标准

根据GB8564-88及东方电机股份有限公司设计要求，抽取线棒总数的10%进行介质损耗的试验。

单根线棒tgδ测量试验电压可取0.2U_N、0.4U_N、0.6U_N、0.8U_N、1.0U_N，最高可取1.5U_N。根据试验设备不同来选取试验电压。设备最高试验电压为10kV时取0.2U_N、0.4U_N、0.6U_N，分别为3.15、6.3 kV、9.45kV。根据现场试验设备情况，分别选取介损测量试验电压：3000V、6000V、9500V 。要求tgδ值不大于2.5%。

2.1.5  试验结果分析

试验结果见表1（部分线棒）。从4#机840棵线棒交流耐压结果看，近20%的线棒存在闪洛放电故障，近25%的线棒介质损耗超标。根据开箱检查结果可知，线棒放电的原因是由于运输或保管过程中绝缘受潮、绝缘层有气泡等原因引起的。

表1  线棒下线前试验数据（部分）

2.1.6  故障线棒处理

2.1.6.1  故障线棒处理过程

    发现线棒质量问题后,及时向监理工程师、扩机工程建设管理部、生产厂家提交故障分析报告。由生产厂家制定处理方案和措施,经监理工程师、总工签字后实施。生产厂家根据处理方案和措施首先将受潮线棒用红外线碘钨灯干燥后进行交流耐压试验。对试验不合格线棒的放电部位进行加厚绝缘、刷漆、干燥等处理。

2.1.6.2  线棒处理后的验收

 交流耐压试验是一种破坏性试验，对线棒的损坏具有累积效应。为了保证线棒使用寿命。因此对经过绝缘处理的线棒抽检10%进行交流耐压、介损及起晕电压试验。抽检的线棒不能安装使用，存入库房作为备用。

2.2  定子线棒下线后试验

定子线棒下线后试验包括绝缘电阻测试、交流耐压试验、槽电位试验等项目。

2.2.1  绝缘电阻测试

2.2.1.1  测试目的

下线后线棒绝缘电阻测试可以检定线棒的受潮程度；判断相间绝缘及对地绝缘是否存在贯穿性的局部绝缘缺陷。绝缘电阻合格后方可进行交流耐压试验。

2.2.1.2  试验标准

  应使用2500V兆欧表，绝缘电阻应大于300 MΩ。

2.2.2  交流耐压试验

2.2.2.1  试验目的

下线后的交流耐压试验是发电机定子线棒绝缘监督过程中又一道重要工序。通过交流耐压试验可以检查出线棒安装过程中是否损坏线棒绝缘、线槽内有异物、线棒脏污等缺陷，保证施工工艺及质量。

2.2.2.2  试验标准

下层线棒下线后试验电压为2.5倍额定电压加2kV；即

    Us=2. 5×15.75+2=41375 (kV)

上层线棒下线后试验电压为2.5倍额定电压加1kV；即

Us=2. 5×15.75+1=40375 (kV)

    试验时间为1分钟，耐压过程中不应出现闪洛放电及绝缘击穿现象。

2.2.3  定子线棒槽电位试验

2.2.3.1  试验目的

    根据《电气设备预防性试验规程》及《乌江扩机SF250
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