李 聰 何宏春

（廣東粵電生物質(zhì)發(fā)電有限公司 廣東湛江）

在大電機(jī)制造行業(yè)和發(fā)電機(jī)運行現(xiàn)場，定子線棒主絕緣對地?fù)舸┕收陷^為多發(fā)，找出故障線棒是解決問題關(guān)鍵。發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生接地故障時，一般擊穿部位無法直觀發(fā)現(xiàn)，針對故障相或故障支路，查找故障線棒的傳統(tǒng)方法有：①對于故障接地電阻較大的故障，利用交流耐壓設(shè)備燒灼故障點；②對于接地電阻較小或金屬性接地故障，利用調(diào)壓器串接限流電阻燒灼故障點；③對于查找困難的，多采用拆開繞組過橋（上層線棒與下層線棒對接處），分段測量絕緣電阻或直流電阻。

1.故障現(xiàn)象

茂名電廠4#機(jī)組1975年底投產(chǎn)（表1），2008年12月，按計劃對4#機(jī)組進(jìn)行大修后的交流耐壓試驗。①絕緣電阻測試（表2）；②直流耐壓試驗（表3，R15、R60分別是15s和60s時測量絕緣數(shù)值，吸收比=R60/R15），耐壓前過壓保護(hù)電壓設(shè)定為28 875V（1.1×2.5Us），直流耐壓通過；③交流耐壓試驗（表 4），耐壓前球隙電壓設(shè)定為 17 325V（1.1×1.5Us），試驗中 A1、B1、C1、A2和C2繞組分段加壓，施加15 400V的電壓在 1min發(fā)電機(jī)絕緣無異常，均順利通過。當(dāng)B2繞組加壓到15 400V（試驗電壓為額定電壓1.5倍，15 750V）時，調(diào)壓器跳閘。

2.故障處理

檢查試驗接線正確，測B2繞組絕緣為4000/1000MΩ。試驗人員懷疑是高壓試驗引線距離不夠，整理好試驗接線，重新加壓至6000V，調(diào)壓器再次跳閘。檢查發(fā)電機(jī)無異味，用2500V絕緣電阻表測B2繞組絕緣很不穩(wěn)定。改用5000V絕緣電阻測試儀測試，絕緣為零。初步判斷B2繞組在交流耐壓試驗時擊穿。

表1 4#機(jī)組技術(shù)規(guī)范

由于在交流耐壓試驗中，發(fā)電機(jī)絕緣已被進(jìn)一步破壞，估計殘留絕緣電阻不高，決定采用直流加壓法查找故障點。該方法多用于電纜經(jīng)50Ω以上殘留絕緣電阻接地故障點的查找，所用設(shè)備簡單，準(zhǔn)確性較高，在火電安裝及電廠的生產(chǎn)和維護(hù)中應(yīng)用較廣。基本原理是利用直流耐壓試驗器對高壓電容器C充電，充到一定電壓后，將放電間隙擊穿，電容電壓加到線棒的接地故障點上，同時也將故障點處對地殘留絕緣間隙擊穿，在該處產(chǎn)生火花放電，引起電磁輻射和機(jī)械的音頻振動，人們可直接用耳或借助于金屬聽音棒進(jìn)行監(jiān)聽。當(dāng)故障點首先擊穿時，根據(jù)放電處的聲音和火花判斷具體故障槽，聲音最響處即為故障點位置。直流加壓法與做直流耐壓的方法和接線一致（圖1），利用在絕緣上加直流電壓，確定絕緣的耐壓強(qiáng)度。

表2 絕緣電阻測試（溫度19℃；濕度67%）

表3 直流耐壓試驗

表4 交流耐壓試驗

發(fā)電機(jī)定子繞組發(fā)生單相接地或相間短路故障時，一般都會在絕緣材料上形成不同程度的炭化，使絕緣電阻值明顯降低（數(shù)值一般從幾十歐姆至幾十千歐姆）。因此，使用直流加壓法進(jìn)行加壓時，從安全和試驗方便兩方面考慮，應(yīng)特別注意保護(hù)間隙和電容C的調(diào)整。通過調(diào)整放電間隙確定充電電壓和充放電時間間隔這兩個試驗主要參數(shù)。間隙太大，電容充電電壓高，充放電電流太大，試驗設(shè)備可能因容量不夠而損壞，還可能擴(kuò)大故障范圍；間隙太小，充放電電流小、放電聲音小，也不利于檢查人員監(jiān)聽（容易和環(huán)境噪聲混淆）。通常用放電球隙進(jìn)行交直流高壓試驗時的高壓測量。根據(jù)放電間隙與交直流放電電壓對照表，調(diào)整兩個球隙之間的放電距離，從而得出放電電壓。一般以在放電間隙上能清晰聽到放電聲和看到放電火花為準(zhǔn)（充放電時間間隔一般為 5～10s）。

圖1 直流加壓法接線圖

高試班和電機(jī)班人員合作，對4#發(fā)電機(jī)加到6kV直流電壓反復(fù)試驗，試驗時工作人員在發(fā)電機(jī)附近監(jiān)聽，最終發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)定子第25槽套管引線固定支架處有明顯打火現(xiàn)象。確認(rèn)該處為故障點。聯(lián)系廠家技術(shù)人員用絕緣材料對故障點進(jìn)行補(bǔ)敷處理。

3.預(yù)防措施

分析認(rèn)為線棒制造質(zhì)量欠佳，股線固定不良。繞組在運行中因長期受電磁力和機(jī)械力的作用而產(chǎn)生振動，松動、磨損絕緣，造成發(fā)電機(jī)定子繞組短路、接地或繞組端部固定不緊，使股線局部過熱，致使絕緣劣化乃至擊穿，燒壞線棒和鐵芯。

（1）嚴(yán)格執(zhí)行機(jī)組運行規(guī)程，避免超限值或長期過負(fù)荷運行。

（2）把好檢修質(zhì)量關(guān)，加強(qiáng)清抹吹掃機(jī)組各部，避免死角積塵、積炭。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行試驗規(guī)程做好預(yù)防性試驗，使絕緣有足夠裕度，防范于未然。

4.結(jié)束語

查找發(fā)電機(jī)定子絕緣故障，應(yīng)首先解開每相繞組出口連接，按每個支路檢查。使用絕緣電阻表、萬用表等先確定是金屬性還是絕緣性故障。大型發(fā)電機(jī)每個支路線棒數(shù)量都不多，若問題出在線棒端部，則較易發(fā)現(xiàn)故障點。若故障點在直線段（鐵芯槽）內(nèi)，則很難發(fā)現(xiàn)。由于大型發(fā)電機(jī)繞組分支直流電阻很小，即使是金屬型接地，采用直流電阻比較法也無法判斷。目前檢查這類故障缺少先進(jìn)測試定位儀器，傳統(tǒng)方法是：①有些故障線棒雖已出現(xiàn)絕緣故障，但仍然有較高阻值，采用直流加壓法可能難以查出，可采用交流加壓法，加入較高電壓使故障點絕緣電阻進(jìn)一步降低，再用直流加壓法查找。②查找發(fā)電機(jī)定子接地故障時，使用直流加壓法，可節(jié)省時間，準(zhǔn)確、方便、安全地確定故障點位置，而且不會傷害發(fā)電機(jī)和工作人員。實踐證明，在電力系統(tǒng)很有必要推廣使用直流加壓法。此外還有加大電流的所謂電流燒穿法，這對大型發(fā)電機(jī)來說并不可?。ň植侩娏骺赡軐€槽局部鐵芯造成損傷），一般很少采用這種方法。