發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子絕緣電阻低的原因及解決措施

馬 超

福建省億力建設(shè)工程有限公司福建電力調(diào)試分公司 福建 福州 350001

引言

國(guó)電蚌埠電廠內(nèi)安設(shè)的兩個(gè)發(fā)電機(jī)組是當(dāng)前上海電機(jī)廠所生產(chǎn)的專(zhuān)門(mén)的汽輪型發(fā)電機(jī)組，所使用的是全新模式的動(dòng)力系統(tǒng)。機(jī)組的頂端線路銜接利用的是發(fā)變組單元接線的方法，發(fā)電機(jī)與主變借助專(zhuān)業(yè)的方法來(lái)完成主體線路的銜接。兩個(gè)發(fā)發(fā)電機(jī)組自從正式開(kāi)始只用之后，在反復(fù)的啟動(dòng)的時(shí)候針對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的定子以及轉(zhuǎn)子的絕緣性能實(shí)施測(cè)量發(fā)現(xiàn)，最后的結(jié)果都沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，發(fā)電機(jī)組絕緣直流電阻參數(shù)是有發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以及定子的線路對(duì)地直流絕緣電阻，實(shí)施測(cè)量工作的實(shí)質(zhì)就是針對(duì)發(fā)電機(jī)內(nèi)部的定子以及轉(zhuǎn)子的線路纏繞情況對(duì)絕緣性能造成的影響實(shí)施的最為普遍的實(shí)驗(yàn)操作。針對(duì)定子線棒內(nèi)一次回路和水回路實(shí)施并行連接，在完成通水之后，水質(zhì)的質(zhì)量與發(fā)電機(jī)定子對(duì)絕緣參數(shù)造成的影響程度存在密切的關(guān)聯(lián)，測(cè)量獲得的結(jié)果與規(guī)范參數(shù)存在較大的差異。其次，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子線路與勵(lì)磁結(jié)構(gòu)緊密的連接在一起，在實(shí)施絕緣參數(shù)測(cè)量的時(shí)候，往往會(huì)發(fā)現(xiàn)絕緣參數(shù)沒(méi)有達(dá)到既定的標(biāo)準(zhǔn)范圍。針對(duì)上述問(wèn)題，需要對(duì)長(zhǎng)時(shí)間絕緣參數(shù)較差的情況實(shí)施綜合分析，并且針對(duì)測(cè)量發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的線棒的絕緣電阻參數(shù)的形式加以完善和優(yōu)化。

1 轉(zhuǎn)子絕緣電阻低的原因分析

現(xiàn)如今專(zhuān)業(yè)人士對(duì)于主發(fā)電機(jī)專(zhuān)責(zé)絕緣電阻較差的根源存在多種不同的意見(jiàn)，集中表現(xiàn)為下面幾種觀點(diǎn)。

1.1 轉(zhuǎn)子密封性差

轉(zhuǎn)子密封性水平較低，導(dǎo)致這個(gè)問(wèn)題的根源主要是磁極線圈與鐵心極結(jié)構(gòu)和支撐框架結(jié)構(gòu)之間的距離較大，尤其是因?yàn)榫€圈的開(kāi)始以及結(jié)束的匝結(jié)構(gòu)屬于半匝形式，然而線圈的頂端以及末位的兩邊與極靴和支撐框架之間的距離較大。但是單純的對(duì)轉(zhuǎn)子實(shí)施漆料的浸泡是不能徹底的消除這些縫隙的。電機(jī)在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，碳粉，灰塵以及各類(lèi)雜質(zhì)都會(huì)沿著這些縫隙流入到磁極繞組之中，進(jìn)而會(huì)對(duì)整個(gè)電機(jī)的運(yùn)行造成阻礙，甚至?xí)l(fā)危險(xiǎn)事故的發(fā)生。

1.2 轉(zhuǎn)子絕緣整體性差

關(guān)鍵發(fā)電機(jī)絕緣其性質(zhì)屬于核心H級(jí)別的絕緣性質(zhì)。整個(gè)結(jié)構(gòu)外層會(huì)由幾個(gè)不同性質(zhì)的物料加以包裹，磁極組裝結(jié)束之后，會(huì)將其放置在專(zhuān)門(mén)的絕緣漆之中進(jìn)行浸泡，因?yàn)橛袡C(jī)硅黏連性質(zhì)較差，機(jī)械性能水平較低，在電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，在長(zhǎng)時(shí)間的冷熱交換以及機(jī)械振動(dòng)的影響下，會(huì)導(dǎo)致絕緣層的松弛，甚至?xí)霈F(xiàn)脫落的問(wèn)題，進(jìn)而極易受到環(huán)境的影響而受潮，并且會(huì)導(dǎo)致大量的雜質(zhì)在其表層附著，影響絕緣電阻的參數(shù)，增加了出現(xiàn)機(jī)械故障的概率。

1.3 電機(jī)冷卻風(fēng)質(zhì)差

主發(fā)電機(jī)內(nèi)部實(shí)行的是自主運(yùn)轉(zhuǎn)通風(fēng)，其冷卻需要的風(fēng)通常都是機(jī)車(chē)自行形成的風(fēng)力，因?yàn)椴裼蜋C(jī)存在漏油的情況，進(jìn)而機(jī)車(chē)內(nèi)部的空氣中會(huì)存在較多的油污，并且缺少專(zhuān)門(mén)的過(guò)濾結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工，進(jìn)而這種情況的冷卻空氣在流入到電機(jī)內(nèi)部之后，其中存在的油污會(huì)隨之流入轉(zhuǎn)子的絕緣空隙之中，長(zhǎng)時(shí)間的存儲(chǔ)。這樣不僅會(huì)影響到絕緣電阻參數(shù)的降低，并且對(duì)于電氣性能以及機(jī)械性能也會(huì)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的損壞。

2 絕緣性能的實(shí)際測(cè)量

2.1 電機(jī)系統(tǒng)內(nèi)轉(zhuǎn)子情況

發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的實(shí)際情況參照?qǐng)D1.滅磁開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)通常能夠自行完成電流的切斷，并且會(huì)在極短的期限內(nèi)完成磁場(chǎng)內(nèi)部的能源轉(zhuǎn)移，滅磁回路進(jìn)行詳細(xì)的劃分通?？梢詣澐譃槎鄠€(gè)結(jié)構(gòu)。如果滅磁器的開(kāi)關(guān)出現(xiàn)短路的情況的時(shí)候，就會(huì)發(fā)出指令，將晶體閘管以及各個(gè)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)行并行連接在轉(zhuǎn)子繞組之間，在最短的時(shí)間內(nèi)放出磁場(chǎng)能量。

圖1

2.2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子絕緣性能測(cè)量工作中的弊端

原始發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的絕緣參數(shù)的測(cè)量工作的開(kāi)展并非是隨時(shí)可以進(jìn)行的，借助專(zhuān)門(mén)的工具來(lái)對(duì)發(fā)電機(jī)滑動(dòng)指環(huán)結(jié)構(gòu)的直流電的電阻參數(shù)實(shí)施測(cè)試，獲得的測(cè)量結(jié)果都不會(huì)超出既定的標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)榘l(fā)電機(jī)磁力系統(tǒng)這個(gè)時(shí)候已經(jīng)完成了調(diào)整實(shí)驗(yàn)，可以正式加以運(yùn)用，勵(lì)磁碳刷也完成的打磨并且按照一定的順序排列在制定的位置與滑動(dòng)指環(huán)連接在一起，進(jìn)而在一次接線線路上就構(gòu)成了一個(gè)可以在任何的時(shí)候加以利用的線路。這一線路在滅磁開(kāi)關(guān)保持在關(guān)閉狀態(tài)的時(shí)候，轉(zhuǎn)子繞組會(huì)利用專(zhuān)門(mén)的結(jié)構(gòu)來(lái)完成連接，這個(gè)時(shí)候，可以利用輔助結(jié)構(gòu)來(lái)完成系統(tǒng)的組建，最后會(huì)構(gòu)成一個(gè)完整的滅磁放電線路。并且整個(gè)過(guò)程中，也會(huì)伴隨著絕緣參數(shù)的測(cè)量工作的實(shí)施，勢(shì)必會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的繞組的各項(xiàng)參數(shù)造成一定的影響，想要解決這個(gè)問(wèn)題，需要我們對(duì)發(fā)電機(jī)的實(shí)際絕緣情況實(shí)施切實(shí)的檢測(cè)，對(duì)于其中存在的問(wèn)題加以?xún)?yōu)化處理。

2.3 絕緣參數(shù)測(cè)量模式

（1）隔斷AVR控制系統(tǒng)中安設(shè)的控制設(shè)備的開(kāi)關(guān)以及電流情況，可以在不受到勵(lì)磁系統(tǒng)的制約，自行加以完成，進(jìn)而可以有效的對(duì)滅磁系統(tǒng)中轉(zhuǎn)子絕緣性能的測(cè)量結(jié)果。（2）在實(shí)施非靜態(tài)空轉(zhuǎn)測(cè)量工作的時(shí)候，將滅磁開(kāi)關(guān)關(guān)閉，將碳刷拉起，對(duì)各種不同運(yùn)轉(zhuǎn)速度的絕緣電阻或者是交流阻抗實(shí)施測(cè)量，通常這一方法都會(huì)在電機(jī)大規(guī)模維修之后才會(huì)實(shí)施。

2.4 絕緣下降的原因及改進(jìn)措施

在電動(dòng)機(jī)正式開(kāi)啟之前，借助專(zhuān)業(yè)的測(cè)量方法對(duì)轉(zhuǎn)子的絕緣參數(shù)加以測(cè)量，如果獲得的絕緣電阻參數(shù)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的時(shí)候，通常原因都是下列幾種：（1）在實(shí)施發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)調(diào)換操作的時(shí)候，氣體的濕度超出了既定的標(biāo)準(zhǔn)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致線圈受潮情況更加的嚴(yán)重。（2）電流互感并行連接或者是串聯(lián)在勵(lì)磁系統(tǒng)之中，如果不關(guān)閉，可能造成測(cè)量對(duì)象的絕緣參數(shù)的變化（3）發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)存在大量的雜質(zhì)，就會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，以及各項(xiàng)性能的發(fā)揮產(chǎn)生負(fù)面的影響，更有甚者會(huì)使得轉(zhuǎn)子的絕緣參數(shù)的降低。（4）外界環(huán)境的變化也會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)子的絕緣參數(shù)造成嚴(yán)重的影響。（5）勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部各類(lèi)電流主體箱體的主線絕緣性能降低。

為了徹底的解決上述問(wèn)題，在開(kāi)啟發(fā)電機(jī)之前需要實(shí)施下列操作：（1）對(duì)滑動(dòng)指環(huán)碳刷表層雜質(zhì)實(shí)施清理，或者可以借助自然風(fēng)對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)內(nèi)部的主線實(shí)施清理，避免雜質(zhì)的堆積，提升轉(zhuǎn)子的絕緣性能。（2）在實(shí)施置換操作的時(shí)候務(wù)必要嚴(yán)格的遵照規(guī)范要求進(jìn)行，內(nèi)部所有的氣體的參數(shù)都需要達(dá)到既定的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的速度實(shí)施調(diào)整，保證固定的時(shí)間對(duì)轉(zhuǎn)子的絕緣性實(shí)施測(cè)量，如果發(fā)現(xiàn)絕緣性降低需要停止置換操作，安排專(zhuān)業(yè)人員對(duì)導(dǎo)致這個(gè)問(wèn)題的根源加以確定。（3）如果勵(lì)磁變或者是箱體主線因?yàn)闈穸冗^(guò)高而導(dǎo)致的絕緣性能的降低，可以利用專(zhuān)業(yè)的工具對(duì)其實(shí)施烘烤，這樣能夠有效的提升轉(zhuǎn)子的絕緣性質(zhì)。

3 絕緣性能的測(cè)量操作

3.1 定子水電系統(tǒng)

水內(nèi)冷定子線棒結(jié)構(gòu)通常是由幾個(gè)不同形式的結(jié)構(gòu)組合而成的，即矩形空心銅棒、矩形實(shí)心銅棒。其中空心銅棒內(nèi)部的水質(zhì)能夠?qū)Χㄗ永@組實(shí)施冷卻?？招你~棒中安設(shè)的冷卻水結(jié)構(gòu)利用專(zhuān)門(mén)安設(shè)的水管來(lái)實(shí)現(xiàn)與發(fā)電機(jī)外層的定冷水系統(tǒng)進(jìn)行銜接。匯水管可以劃分為幾個(gè)不同分支結(jié)構(gòu)，并且它們分別被安設(shè)在不同的位置，通常時(shí)候在電機(jī)運(yùn)行過(guò)程中匯水管都是直接與地面進(jìn)行連接的。使用水冷專(zhuān)業(yè)的工具來(lái)對(duì)定子繞組的結(jié)緣性能實(shí)施測(cè)量的時(shí)候，需要將總體進(jìn)，出水匯流管道進(jìn)行與地表的連接，并且將其連接到專(zhuān)門(mén)的結(jié)構(gòu)之上。水內(nèi)冷定子絕緣結(jié)構(gòu)往往是由幾個(gè)不同結(jié)構(gòu)的絕緣性能構(gòu)成。所有的定子內(nèi)部的各類(lèi)水管都需要保證安裝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行連接，在實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候需要由進(jìn)水匯水管將冷卻水利用專(zhuān)門(mén)設(shè)置的管道運(yùn)送到空心銅棒之中，空心銅棒的冷卻水之后會(huì)從絕緣水管，出水匯水管流到結(jié)構(gòu)之外的系統(tǒng)中完成冷卻處理。

3.2 定子繞組絕緣性能的測(cè)量操作

一般時(shí)候，所有的測(cè)量形式都需要將匯水管與專(zhuān)門(mén)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行連接，在利用濕式測(cè)量方法的時(shí)候，務(wù)必要借助專(zhuān)業(yè)的測(cè)量?jī)x器進(jìn)行測(cè)量。再利用干式測(cè)量方法的時(shí)候，通常使用普通的測(cè)量?jī)x表就可以。下面的內(nèi)容主要圍繞濕式測(cè)量以及絕緣參數(shù)較低的原因展開(kāi)深入的分析研究。在實(shí)施測(cè)量操作之前，需要對(duì)測(cè)量使用的儀表的性能加以檢核，確保其可以正常的運(yùn)轉(zhuǎn)。定冷水的水質(zhì)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)之后，需要對(duì)水溫實(shí)施測(cè)量，務(wù)必要保證達(dá)到既定的要求。發(fā)電機(jī)的運(yùn)行各項(xiàng)參數(shù)也需要進(jìn)行檢核，確保都保持在正常規(guī)定范圍之內(nèi)。發(fā)電機(jī)輸出線路會(huì)直接的連接到制定的結(jié)構(gòu)上。

（1）發(fā)電機(jī)定子絕緣參數(shù)的計(jì)算形式，定子線棒在實(shí)施通水操作之前，在達(dá)到既定的溫度的時(shí)候絕緣參數(shù)的計(jì)算為：

低于標(biāo)準(zhǔn)溫度的絕緣直阻為：

3.3 絕緣電阻不合格原因及解決措施

在電動(dòng)機(jī)正式開(kāi)啟之前，通常測(cè)量獲得的電機(jī)定子的繞組絕緣電阻的參數(shù)會(huì)相對(duì)單純理論計(jì)算獲得的參數(shù)小，這個(gè)時(shí)候我們可以從絕緣質(zhì)量方面入手來(lái)判斷原因。

首先，絕緣參數(shù)的測(cè)量過(guò)程中匯水管的絕緣性能與其余接地線路銜接狀況的問(wèn)題。在實(shí)施測(cè)量操作的時(shí)候，需要對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)出水匯水管的接地線路的情況實(shí)施檢查，查看是否存在斷裂的問(wèn)題。在實(shí)施測(cè)量的時(shí)候，發(fā)電機(jī)總進(jìn)出水匯水管是不是保持完整的利用一個(gè)導(dǎo)線來(lái)完成連接，并且規(guī)范的利用專(zhuān)業(yè)的方法與相關(guān)儀表進(jìn)行連接。在利用專(zhuān)業(yè)的儀表對(duì)總進(jìn)出水匯水管連接實(shí)施測(cè)量的時(shí)候，內(nèi)部電流的電阻需要超過(guò)既定的標(biāo)準(zhǔn)。如果這個(gè)參數(shù)相對(duì)較低的時(shí)候可以對(duì)發(fā)電機(jī)的絕緣管道，連接結(jié)構(gòu)，實(shí)施檢查處理。

（2）定冷水水質(zhì)問(wèn)題。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)分析我們最終判斷出，水體的質(zhì)量以及導(dǎo)電情況會(huì)與發(fā)電機(jī)其實(shí)際的絕緣性能存在一定的關(guān)聯(lián)。在發(fā)電機(jī)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)中，冷卻水的導(dǎo)電性能往往都會(huì)超出既定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，極易導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出現(xiàn)明顯的間歇短路的問(wèn)題，進(jìn)而會(huì)對(duì)發(fā)電機(jī)的整體性能以及運(yùn)轉(zhuǎn)情況造成影響。依據(jù)傷害電機(jī)T制定的相關(guān)發(fā)電機(jī)水質(zhì)說(shuō)明來(lái)看，冷卻水率不超過(guò)既定的范圍的時(shí)候才能實(shí)施絕緣電阻的測(cè)試。如果冷卻水電導(dǎo)率超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍需要利用下列方法加以解決：對(duì)水質(zhì)實(shí)施優(yōu)化，對(duì)定冷水加以調(diào)換，制定檢測(cè)計(jì)劃，一致維持到冷卻水質(zhì)達(dá)到既定標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候才能結(jié)束。

（3）發(fā)電機(jī)內(nèi)部受潮。發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)內(nèi)部空氣實(shí)施調(diào)換之后，需要將相應(yīng)的風(fēng)機(jī)進(jìn)行打開(kāi)，對(duì)氣體的情況實(shí)施測(cè)量，檢查溫度是不是達(dá)到了既定的標(biāo)準(zhǔn)，將干燥處理機(jī)械加以開(kāi)啟，保證循環(huán)風(fēng)設(shè)備可以保持正常的運(yùn)轉(zhuǎn)，其可以完成氣體的加工處理，并且針對(duì)氣體的情況測(cè)量工作制定嚴(yán)謹(jǐn)?shù)挠?jì)劃，確保其各項(xiàng)參數(shù)都達(dá)到既定的范圍。

4 結(jié)語(yǔ)

發(fā)電機(jī)定子和轉(zhuǎn)子的絕緣參數(shù)與發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和穩(wěn)定性都存在密切的關(guān)系，進(jìn)而從事發(fā)電機(jī)維保工作的人員需要具備較高的專(zhuān)業(yè)技能，一旦遇到突發(fā)事件，維保工作人員需要對(duì)事故的原因?qū)嵤┚C合分析，這樣才能找到導(dǎo)致突發(fā)事件發(fā)生的根源，進(jìn)而采用適當(dāng)?shù)姆椒▉?lái)加以解決，確保發(fā)電機(jī)能夠保持穩(wěn)定的運(yùn)行，有效的提升工作的效率。