QFSN-300-2型發(fā)電機(jī)匯流管絕緣電阻低原因分析及處理

孫君建，范圣業(yè)，張 濱

大連發(fā)電有限責(zé)任公司，遼寧大連 116000

0 引言

QFSN-300-2型發(fā)電機(jī)為三相隱極式同步發(fā)電機(jī)，采用“水氫輕”冷卻方式，整體為全封閉氣密結(jié)構(gòu)由裝在轉(zhuǎn)子兩端的漿式風(fēng)扇強(qiáng)制循環(huán)。定子引線固定在端部支架上，引線由空心銅管冷彎成形，并包有絕緣，冷卻方式為水冷。通過柔軟連接片與出線盒中的住引線連接。定子繞組總進(jìn)出水管分別裝在基座的勵(lì)端和汽端，由匯流管經(jīng)絕緣引水管構(gòu)成向定子繞組、主引線、出線磁套管端子供水通路?？傔M(jìn)出水管及出線盒內(nèi)匯流管對(duì)地絕緣，并設(shè)有接線柱，以監(jiān)測(cè)其絕緣電阻。

進(jìn)行設(shè)備定檢時(shí)，按要求對(duì)發(fā)電機(jī)絕緣進(jìn)行測(cè)試，但是由于匯水管絕緣不良（要求匯水管對(duì)基座絕緣電阻大于等于3KΩ，匯水管對(duì)繞組絕緣電阻大于等于80KΩ），甚至經(jīng)常發(fā)生金屬性接地，造成測(cè)量誤差較大，無(wú)法準(zhǔn)確判斷出設(shè)備實(shí)際絕緣值，為測(cè)試工作帶來極大不便。通過實(shí)際缺陷處理過程，總結(jié)出如下匯流管對(duì)地絕緣電阻低的常見原因。發(fā)電機(jī)定子水內(nèi)冷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 定子內(nèi)冷水系統(tǒng)示意圖

1 事件介紹

遼寧某電廠，自2009年投產(chǎn)以來，每次檢修時(shí)，對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行直流耐壓和泄漏電流測(cè)量過程中，均遇到匯水管接地或絕緣電阻低等故障，嚴(yán)重影響了檢修工作進(jìn)展，在處理故障過程中發(fā)現(xiàn)，每次故障點(diǎn)都不相同，說明了發(fā)電機(jī)匯水管接地這類故障的普遍性和隨機(jī)性，對(duì)幾次故障處理過程做如下總結(jié)分析。

2 故障分析

2.1 案例1

2010年4月末，1號(hào)機(jī)組停機(jī)檢修，工期25天，按照計(jì)劃，機(jī)組停機(jī)后立即對(duì)發(fā)電機(jī)絕緣進(jìn)行測(cè)量，使用測(cè)試儀為KD2677型水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)專用兆歐表，測(cè)試結(jié)果第一次絕緣電阻為1GΩ（三相），第二次測(cè)量結(jié)果為3 GΩ，由于數(shù)據(jù)偏差較大，懷疑某個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，于是重新排查試驗(yàn)接線。試驗(yàn)儀器測(cè)試線接引正確，地線牢固，試驗(yàn)電源穩(wěn)定，沒有問題。排查外部試驗(yàn)線，將匯水管屏蔽線懸空，測(cè)試絕緣電阻，使用Fluck 115，結(jié)果顯示，匯水管屏蔽線總絕緣電阻為0.5Ω，原來是實(shí)驗(yàn)引線有接地情況，導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)偏差較大。進(jìn)一步測(cè)量，發(fā)電機(jī)引出線匯水管絕緣電阻（匯水管對(duì)基座）為1000 KΩ，勵(lì)端匯水管絕緣200 KΩ，汽端匯水管絕緣0.5 Ω，可以判斷故障點(diǎn)在該回路上，將航空插件拆下，測(cè)量汽端匯水管外部接線絕緣0.5 Ω，測(cè)量航空插件內(nèi)部絕緣電阻為85 KΩ，判斷出，接地點(diǎn)為外部電纜受損導(dǎo)致系統(tǒng)接地，更換新電纜后，測(cè)量匯水管絕緣電阻（總計(jì)）為190 KΩ，再次測(cè)量發(fā)電機(jī)絕緣電阻值60m結(jié)果為：A相對(duì)地1.6 GΩ、B相對(duì)地1.2 GΩ、C相對(duì)地9 GΩ，顯示數(shù)據(jù)正常。故障原因?yàn)槭┕て陂g，電纜受損，經(jīng)過運(yùn)行期間長(zhǎng)期振動(dòng)磨插，致使絕緣層徹底損壞接地。

2.2 案例2

2011年4月末，1號(hào)機(jī)組停機(jī)檢修，按照計(jì)劃，機(jī)組停機(jī)后立即對(duì)發(fā)電機(jī)絕緣進(jìn)行測(cè)量，首先測(cè)量匯水管絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)引出線匯水管絕緣電阻（匯水管對(duì)基座）為980 KΩ，勵(lì)端匯水管絕緣190 KΩ，汽端匯水管絕緣130 Ω，為接觸性接地，初步懷疑為內(nèi)部異物短接造成匯水管絕緣降低，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢查情況決定，打開發(fā)電機(jī)底部汽側(cè)檢修人孔門，首先檢查發(fā)電機(jī)底部汲油情況，其次從側(cè)面檢修孔，進(jìn)入?yún)R水管區(qū)域，全面排查，是否有異物搭接情況，追后檢查絕緣引水管各處絕緣件及測(cè)溫點(diǎn)絕緣狀況。

打開發(fā)電機(jī)底部汽側(cè)檢修人孔門和排污法蘭，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部少量費(fèi)油，稍微清理后，即可進(jìn)入檢查。在清理底部?jī)?nèi)冷水排污門式，發(fā)現(xiàn)內(nèi)部有大量已經(jīng)結(jié)垢的淤泥，附著在法蘭絕緣墊兩側(cè)，有可能造成發(fā)電機(jī)引水管絕緣降低，對(duì)該部位清理干凈后，測(cè)量汽側(cè)匯水管絕緣電阻為160Ω，故障部位不在此處。進(jìn)一步對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部進(jìn)行檢查，從人空門位置進(jìn)入到匯水管底部，對(duì)可能接觸金屬表面的部位逐一排查，在排查到右側(cè)5點(diǎn)方向位置時(shí)，發(fā)現(xiàn)在引水管側(cè)面粘連一個(gè)設(shè)備標(biāo)簽紙，正好粘連在金屬支架上，長(zhǎng)度大概10CM左右，而且沾滿油污，對(duì)該部位簡(jiǎn)單清理后，測(cè)量汽側(cè)匯水管絕緣電阻值為120KΩ，達(dá)到測(cè)量允許值，由于工期要求，沒有繼續(xù)對(duì)其他部位進(jìn)行深入檢查，做了一些基礎(chǔ)清理工作后，恢復(fù)系統(tǒng)。該缺陷主要是由于基建期間，發(fā)電機(jī)內(nèi)部飄落的細(xì)小雜物未清理干凈，長(zhǎng)時(shí)間受油污侵蝕，導(dǎo)致絕緣逐步下降。這類缺陷，本可以通過細(xì)致工作避免發(fā)生的，要求在檢查設(shè)備時(shí)，做到前面、仔細(xì)、不留死角。

2.3 案例3

圖2 測(cè)溫線接地位置

2012年3月末，1號(hào)機(jī)組停機(jī)檢修時(shí)，再次發(fā)生匯水管絕緣電阻低故障，按照以前處理經(jīng)驗(yàn)，首先確認(rèn)故障部位，經(jīng)測(cè)量各位置電阻，引出線匯水管絕緣電阻（匯水管對(duì)基座）為1000 KΩ，勵(lì)端匯水管絕緣210 KΩ，汽端匯水管絕緣1.5 Ω，為金屬性接地。在發(fā)電機(jī)側(cè)面端子排箱內(nèi)，通過航空插件測(cè)量判斷故障點(diǎn)位置，結(jié)果為故障點(diǎn)在發(fā)電機(jī)內(nèi)部，外線良好。為徹底解決絕緣故障，決定將發(fā)電機(jī)汽側(cè)上端蓋打開，另一方面，打開發(fā)電機(jī)底部汽側(cè)檢修人孔門，對(duì)汽側(cè)匯水管做全面排查。經(jīng)過6小時(shí)排查，未發(fā)現(xiàn)有異物處在，于是將工作重點(diǎn)放在測(cè)溫元件上。測(cè)溫元件安裝在匯水管上專用的金屬固定槽內(nèi)其與匯水管導(dǎo)通，用絕緣布帶捆綁固定后用絕緣膠水固化。測(cè)溫元件外引線集中固定后，通過蛇皮管保護(hù)層，沿固定座引至航空接線板處，經(jīng)過專用插件引出基座外。逐個(gè)拆開測(cè)溫元件，同時(shí)測(cè)量匯水管絕緣電阻，全部拆過后，絕緣電阻仍未見提升，故障點(diǎn)不在測(cè)溫探頭上，再繼續(xù)排查熱電阻引出線。沿匯水管周圈檢查熱電阻引出線是否有被金屬毛刺刺穿現(xiàn)象，經(jīng)核實(shí)，無(wú)此故障，檢查測(cè)溫線束通道，發(fā)現(xiàn)固定保護(hù)線束的蛇皮管是金屬內(nèi)套蛇皮管，在出入口處容易發(fā)生絕緣皮破損接地故障，經(jīng)逐一排查，發(fā)現(xiàn)一根測(cè)溫線在進(jìn)入蛇皮管1CM處，測(cè)溫線金屬絲直接接觸到蛇皮管金屬內(nèi)層，導(dǎo)致匯水管接地。

對(duì)該位置測(cè)溫線逐一處理后，測(cè)量汽側(cè)匯水管絕緣電阻，為300 KΩ，此次故障點(diǎn)最終定性為測(cè)溫線經(jīng)蛇皮管金屬內(nèi)套接地。在此故障處理完后，對(duì)汽側(cè)其他有此蛇皮管位置的測(cè)溫線全部重新加裝二次絕緣，以防止長(zhǎng)期振動(dòng)磨損破壞絕緣。此位置故障說明，在材料選型上存在問題，該位置應(yīng)該選用全絕緣材質(zhì)保護(hù)套，便可杜絕該故障發(fā)生。

2.4 案例4

2012年4月，遼寧某電廠發(fā)生匯水管絕緣低故障，常見故障點(diǎn)全部排查完畢，仍未發(fā)現(xiàn)故障所在，在排查內(nèi)冷水管路時(shí)發(fā)現(xiàn)，內(nèi)冷水管路進(jìn)出發(fā)電機(jī)部位，法蘭與發(fā)電機(jī)外殼之間絕緣墊有破損情況，該位置較隱蔽，不易被發(fā)覺，更換絕緣件后，絕緣恢復(fù)正常。

另外，絕緣引水管四周的固定架全部連接本體的金屬支架上，如果螺栓固定位置不善，極易短接到金屬支架上，造成匯水管接地，而且更加不易被發(fā)現(xiàn)，一旦發(fā)生非常規(guī) 絕緣故障，該位置作為重點(diǎn)排查對(duì)象。

2.5 其他故障

除了上述分析總結(jié)的幾個(gè)常見故障點(diǎn)外，發(fā)電機(jī)內(nèi)部結(jié)露、進(jìn)油也有可能造成匯流管對(duì)地絕緣電阻低。發(fā)電機(jī)停止運(yùn)行后，如冷卻系統(tǒng)繼續(xù)投入，管路上的結(jié)露水沿管路落到發(fā)電機(jī)下部，積聚到內(nèi)冷水管與發(fā)電機(jī)外殼連接的絕緣密封盤的低洼處，結(jié)露水中包含著雜質(zhì)，聚到一定量的時(shí)候，絕緣被破壞，造成匯流管對(duì)地絕緣電阻低。在停機(jī)檢修時(shí)，及時(shí)清理底部汲水汲油。

3 結(jié)論

發(fā)電機(jī)匯流管對(duì)地絕緣電阻低，究其原因有設(shè)備設(shè)計(jì)、制造和現(xiàn)場(chǎng)施工、運(yùn)行、檢修等方面的問題，在多次檢修及故障處理過程中，按照上述方法進(jìn)行梳理檢查，能夠快速準(zhǔn)確排除故障點(diǎn)，極大提高了檢修效率

[1]劉慶河.OFSN-300-2型汽輪發(fā)電機(jī)產(chǎn)品說明書.哈爾濱電機(jī)廠，2001：3-6.