用表面电位法寻找发电机线圈端部的缺陷

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1、用表面电位法寻找发电机线圈端部的缺陷摘要正规的预防性试验，一般很难发现发电机定子线圈端部绝缘的缺陷。直接加压表面电位法试验能有效地找出定子线圈的端部绝缘缺陷。本文从机理试验方法、注意事项等方面阐明表面电位法，并以水内冷汽轮发电机为例说明。关键词表面电位；线圈端部；绝缘缺陷1前言   发电机线圈端部绝缘缺陷如未能及时发现而任其发展就会酿成大事故。国产200MW和300MW发电机多次发生定子线圈端部事故或障碍。例如，某热电厂11号机的相间短路事故，该发电机于1989年出厂投运后，因B相引线接头长期渗水，导致该处绝缘强度不断降低，终于在1992年3月26日被击穿短路。B相

2、引线被烧熔，除5股实心导线外，其余导线均被烧断，水接头也被烧坏，A相引线的实心导线烧断17股。又如某发电厂5号发电机，1991年投运，1992年4月16日发生相间短路事故。原因是第37槽线棒鼻端与第28槽线棒的渐开线末端绝缘劣化破坏，表面电位不断升高，形成相间击穿。类似上述事故端部绝缘缺陷，如能及早发现，事故是可以避免的。   这里介绍行之有效的表面电位法，它能及时发现发电机定子线圈端部绝缘存在缺陷的部位和性质，以便及时处理，消除缺陷，保证安全运行。2线圈端部绝缘表面电位测量法2.1表面电位易升高的部位   发电机线圈端部的联结部位、引线、过渡引线等处的手包绝缘以及

3、与模压绝缘的搭接处的绝缘，由于制造或检修质量不良，引起绝缘不断劣化，表面电位随之升高的部位。2.2正加压表面电位法   此法是在定子线圈的导线上施加一定的直流电压，测量线圈端部绝缘的表面电位。根据测出数值的大小，以判断绝缘强度的现状。正加压表面电位法的测试触头的原理接线如图1。图1正加压电位法测试触头的原理接线图2.3表面电位法判别绝缘的机理   图1中，静电电压表用于测量电位较高时的读数，直流微安表用于测量几十伏至几百伏之间的读数。现以检测水内冷定子线圈端部冷却水接头部位绝缘的表面电位为例加以说明，见图2。直流高压加在导线上，在线圈端部绝缘的表面进行测式，其等效电

4、路如图3。1-测试表面2-绝缘引水管图2正加压电位法测试部位示意图S-被试表面，Ry-引水管电阻，R2-主绝缘体积电阻，Rf1-防晕层高阻段表面电阻，Rf2-主绝缘端部表面电阻，Rw-手包绝缘与横压绝缘搭接处的体积电阻　图3冷却水接头表面电位测试等效电路图   测试前先将待检查部位编号，包括端部绝缘盒的两侧，引线的手包绝缘与模压绝缘的搭接处以及其它可疑的部位。测量时用0.01～0.02mm厚的铝箔或锡箔包在被试表面的外侧，金属箔要贴紧，不允许存在大面积的气隙。线圈根部的形状不规则，金属箔不容易贴紧，可用少量凡士林涂敷。因主绝缘的体积电阻R2≥Rf1、Rf2，因此测试

5、回路可简化为图4。从图4看出，　Ry的大小，对于测量结果没有影响，但如Ry　 太小且又受试验设备的容量所限，则有可能加不上电压。一般来说，只要内冷水的导电率能满足耐压的要求即可。测试结果反映了Rw对Rf1、Rf2和RV、R′回路的比值关系。当Rf1、Rf2和RV、R′一定值时，S对地电位越小则RW越大，反之亦然。RW即手包绝缘与模压绝缘搭接处的体积电阻，故电位的大小，能直接反映出该处手包绝缘强度的现状。R′—微安表串联电阻，Rv—静电电压表内阻图4测试等效简化电路2.4正加压表面电位测试所需设备   发电机直流耐压试验装置一套，0～7.5/30kV静电电压表一只，带

6、金属探针的绝缘杆一根，其内部串有多个电阻元件，电阻总值100MΩ，容量1～2W，即图2和图4的R′，称之为保护电阻，以及精度0.5级、0～100/150μΑ的直流微安表一只。当发电机泄漏电流太大时，保护电阻起保护微安表的作用。绝缘测试杆有不少于1m的安全长度。2.5正加压电位法的测试方法及注意事项   定子线圈在水压试验后通过的条件下试验，水质应合格，即开启式冷水系统水的导电率不大于5.0μS/cm，独立密封冷水，系统水的导电率不大于2.0μS/cm。在定子的水能完全吹净的条件下，也可不通水进行反加压法的测试，但实际上定子空心线圈内水份很难完全吹净，故一般仍用正加法

7、，测试时必须注意安全，应按高压带电作业进行。   绝缘缺陷处理后复试时，应等待绝缘充分干燥后才能进行有效测试。   对新机采用正加压表面电位法时，因Rf1、Rf2较小，从图4看出，将出现微安表回路中是否串联R′，对测量结果基本没有影响。为了避开测试盲区，最好事先测定Rf1和Rf2，如果它们小于100MΩ，则可清扫绝缘表面以提高Rf1和Rf2值。如仍不能大于100MΩ，应重选参数，或改用反向加压泄漏电流法。2.6试验电压和判别标准   环氧粉云母绝缘电阻呈非线性，如所施电压太低，则表面电位区别不大收不到效果；但若所施电压太高，由于测试时间较长，会加速绝缘老化，