小山電站1號機定子絕緣降低原因分析及處理

滕加義

（松江河發(fā)電廠,吉林 白山 134500）

根據(jù)《電力預(yù)防性試驗規(guī)程》DL/T596—1996中規(guī)定：在規(guī)定試驗電壓下,各相泄漏電流的差別不應(yīng)大于最小值的100%。當定子一相泄漏電流值和其余兩相的差值大于最小一相泄漏電流值的100%,則為泄漏超標,要查找造成泄漏超標的原因并及時處理。小山電站1號發(fā)電機定子A相泄漏電流值超標已有2年。2006年1號發(fā)電機A級大修中查找出泄漏超標的原因,并進行了處理。

1 存在問題

小山電站2臺80 MW水輪發(fā)電機組于1997年相繼并網(wǎng)發(fā)電,1號機于2000年經(jīng)過第1次大修, 2001年1號機在運行中轉(zhuǎn)子磁軛鍵脫落,刮掉3塊下導(dǎo)風板聯(lián)接板,其中1塊被刮落的導(dǎo)風板聯(lián)接板進入發(fā)電機定子、轉(zhuǎn)子氣隙中,與定子線棒及轉(zhuǎn)子繞組發(fā)生撞擊,造成發(fā)電機定子線棒擊傷并燒損173根。事故后對1號機又進行了一次大修,并對173根定子線棒進行了更換和處理,大修后機組運行正常,并每年按規(guī)程定期對1號機進行電氣預(yù)防性試驗。在2004年的發(fā)電機電氣預(yù)防性試驗中發(fā)現(xiàn)定子A相直流泄漏電流值為25μA,超過規(guī)程標準,直接影響發(fā)電機安全運行,對此及時對1號發(fā)電機進行檢查處理。

2 原因分析

小山電站1號機在2001年事故處理后,經(jīng)過試驗完全合格并運行正常,但在2004年試驗中發(fā)現(xiàn)定子繞組A相直流泄漏電流值明顯升高,A相泄漏電流值達到25μΑ,具體試驗數(shù)據(jù)見表1。

2005年試驗中又發(fā)現(xiàn)定子繞組A相直流泄漏電流值呈上升趨勢,泄漏電流值達到31μA,B相和C相基本穩(wěn)定。

表1 2001～2005年1號機定子泄漏電流值μA

根據(jù)對1號機的電氣預(yù)防性試驗數(shù)據(jù)跟蹤分析,2001年1號機大修后至2003年運行中,定子繞組A相直流泄漏數(shù)據(jù)基本穩(wěn)定,而2004年和2005年的直流泄漏電流值逐漸增大并呈上升趨勢。

根據(jù)1號機2001～2005年發(fā)電統(tǒng)計表（見表2）分析,1號機自2001年事故檢修后,全年發(fā)電運行小時數(shù)為503.63 h。2002年和2003年發(fā)電運行小時數(shù)分別為1 320.88 h和1 557.42 h,與2001年相比上升一倍多,2004年和2005年發(fā)電運行小時數(shù)分別為2 048.65 h和2 746.95 h,發(fā)電運行小時數(shù)呈逐漸上升趨勢,2004年和2005年1號機組在6月、7月、8月正處在汛期大發(fā)期間,機組滿負荷運行,且運行時間較長。長時間滿負荷運行易造成定子線棒端部溫度升高。由于定子端部過熱,導(dǎo)致并頭套焊錫熔化、并頭套脆化而使線棒端部絕緣降低,造成發(fā)電機絕緣降低。

3 故障查找

2006年9～11月小山電站1號機A級大修,通過本次大修要徹底解決1號機定子絕緣降低的問題。因此科學(xué)、快捷地查找出絕緣薄弱部位成為制約檢修工期和成功處理的關(guān)鍵。采用金屬探刷來刷定子外絕緣的試驗方法成功找到了絕緣薄弱部位。試驗原理接線如圖1所示。

表2 2001～2005年小山電站1號機發(fā)電統(tǒng)計表h

圖1 試驗原理接線

查找缺陷的具體方法就是為定子加上額定直流電壓,將一軟金屬刷經(jīng)微安表接地,用金屬探刷來刷所有定子線棒的外絕緣,觀察表頭指針變化。若刷到絕緣良好的部位,微安表讀數(shù)很小,刷到絕緣薄弱的部位,泄漏電流會集中從金屬探刷流過,微安表讀數(shù)偏大。

試驗注意事項如下：金屬刷應(yīng)串接100 MΩ電阻,當金屬刷刷到絕緣薄弱部位一旦發(fā)生對地擊穿時,用于保護被試設(shè)備及人身安全;試驗人員進行測試操作時要握持絕緣桿根部,戴絕緣手套,穿絕緣靴,站在絕緣墊上。

采用上述試驗方法,在1號機定子找到3處絕緣薄弱部位：上層第80號槽線棒下絕緣盒到線棒直線斷的整個彎曲部分;上層第304號槽線棒上絕緣盒;上層第303～312號線棒對應(yīng)的上綁扎環(huán)。

4 故障處理

通過檢查發(fā)現(xiàn)80號槽下絕緣盒到線棒直線斷的整個彎曲部分側(cè)面有一條半導(dǎo)體漆膜,使用無水乙醇將半導(dǎo)體漆膜除掉,并在絕緣盒邊沿涂環(huán)氧樹脂膠。

更換304號槽絕緣盒時,發(fā)現(xiàn)絕緣盒內(nèi)側(cè)有一道未貫穿的裂紋,裂紋有爬電痕跡。在304號槽絕緣盒兩側(cè)用白布塞好,使用刨印、鑿子將絕緣盒輕輕破壞,露出環(huán)氧。

將環(huán)氧輕輕剔除掉,為防止飛濺的環(huán)氧進入眼睛,工作時要戴護目鏡。

將并頭套表面的環(huán)氧完全剔除后,使用無水乙醇擦拭干凈。

在絕緣盒兩側(cè)使用毛氈封堵,防止絕緣盒灌膠時跑膠落到定子線棒上,后用白布將絕緣盒四周封堵好。

將環(huán)氧、固化劑、石英粉按一定比例配置環(huán)氧膩子（環(huán)氧∶固化劑∶石英粉=1∶5∶5～7（重量比）,待環(huán)氧膩子要固化時使用。

將試驗合格、烘干的絕緣盒輕輕套入并頭套內(nèi),為保持和并頭套兩側(cè)間隙均勻,套入絕緣盒前,在并頭套上端面兩側(cè)墊入長40mm、寬5mm的絕緣膠墊。

使用配置好的環(huán)氧膩子將絕緣盒四周封堵好,特別是絕緣墊塊下端,為防止漏膠,可以將封堵好的膩子橫向用玻璃絲帶環(huán)繞加固。

將按比例配置好的環(huán)氧樹脂膠（環(huán)氧∶固化劑=1∶2）緩緩灌入絕緣盒內(nèi),檢查是否有跑膠、滲膠等現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)后立即停止灌膠。待膠要灌滿絕緣盒時,停下來靜止約10min,將絕緣盒內(nèi)氣泡全部趕出,最后將膠全部灌滿。

為防止絕緣盒受潮,加快絕緣盒內(nèi)樹脂膠固化,采用風筒進行不間斷加熱,直至樹脂膠固化。

將上層303～312號槽線棒對應(yīng)的上綁扎環(huán)涂刷環(huán)氧樹脂膠2次,待第1次固化后再涂刷第2次。

采用上述方法對1號機定子發(fā)現(xiàn)的絕緣薄弱部位進行處理,并進行了直流泄漏試驗,試驗結(jié)果見表3。試驗結(jié)果表明A相泄漏電流值合格,證明了采用的查找故障試驗方法是正確可行的,處理措施得當。1號發(fā)電機定子絕緣降低的成功處理為1號機的長期安全穩(wěn)定運行提供了保證,也為水輪發(fā)電機組存在同樣問題的發(fā)電廠提供了借鑒。

表3 直流泄漏試驗結(jié)果μA