發(fā)電機定子線棒絕緣擊穿后故障點查找方法的探索與實踐

鄒高增，楊 春，雷挺宇

(湖北清江水電開發(fā)有限責任公司，湖北 宜昌 443000)

達岱電廠位于柬埔寨王國戈公省達岱河下游，總電站裝機容量246 MW，裝3臺82 MW的水輪發(fā)電機組，平均年發(fā)電量8.58億，年利用小時數(shù)3 488 h，目前是中國在柬埔寨迄今為止規(guī)模第二大的水電項目。

2019年4月份達岱電廠1號機組B修期間，由于發(fā)電機定子線棒下端絕緣盒檢查更換，對發(fā)電機進行了盤車徹底清掃和常規(guī)試驗(絕緣電阻、吸收比、定子繞組直流耐壓及其泄漏電流、直流電阻測量試驗)合格后，按照規(guī)程要求需對發(fā)電機定子線棒進行工頻交流耐壓試驗[1]，進行了定子繞組1.5倍Un電壓交流耐壓試驗[2]，其中B、C兩相交流耐壓試驗合格通過，A相交流耐壓試驗過程中發(fā)生了擊穿現(xiàn)象，耐壓后A相對B、C兩相及地絕緣值為零，定子繞組A交流耐壓試驗不合格，需排查絕緣故障點。

1 絕緣擊穿原因分析及查找方法實踐

1.1 定子線棒絕緣擊穿原因分析

達岱電廠1號機定子線棒1.5Un電壓工頻交流耐壓過程中，B、C兩相工頻交流耐壓試驗合格通過[1]，耐壓前后其絕緣電阻無明顯變化[3]；A相交流耐壓試驗加壓到18.78 kV(1.36倍Un)時發(fā)生擊穿現(xiàn)象，試驗未通過。發(fā)生擊穿后定子線棒A相對B、C兩相及地絕緣值為零(本文的絕緣電阻測量值均為測量1 min后的穩(wěn)定值)[4]，過段時間(約1 h)用500 V絕緣電阻表測量A相對B、C兩相及地絕緣值為30 MΩ，用1 000 V絕緣電阻表測量A相對B、C兩相及地絕緣值為0.1 MΩ，再次用5 000 V絕緣電阻表測量定子線棒A相對B、C兩相及地絕緣值為零，擊穿后絕緣有恢復(fù)現(xiàn)象；用5 000 V絕緣電阻表測量了三相定子線棒相互之間的絕緣電阻值(詳細數(shù)據(jù)見表1)，綜合上述數(shù)據(jù)初步判定定子線棒A相發(fā)生擊穿現(xiàn)象，屬于定子線棒主絕緣部分缺陷擊穿，需查找故障點并處理。

表1 達岱電廠1號機定子線棒A相工頻耐壓后擊穿后絕緣電阻測量記錄表 MΩ

1.2 定子線棒絕緣擊穿后查找方法實踐

1.2.1 主要查找方法介紹

根據(jù)定子線棒絕緣擊穿原因分析情況，本文主要以下幾種方法查找故障點。

1)臨界電壓法。對絕緣故障部分從零開始緩慢加以直流電壓，找到臨界擊穿電壓點(當電壓值閃爍跳動，電壓值一般不高)，然后查看發(fā)光點，即為故障點。

2)電容發(fā)電法。用電壓較高的絕緣電阻表(可選擇1 000 V及以上的絕緣電阻表)測量B、C相(B、C相短接，以達到更大電容值)對A相絕緣電阻值至少1 min，以進行B、C對A相之間電容充電，然后用A相對B、C相進行瞬間放電，期間觀察發(fā)光點，即為故障點。

3)沖擊電壓法。用電壓更高的雷擊計數(shù)器校驗儀(3 000 V以上直流電壓)對A相進行脈沖電壓放電，期間觀察發(fā)光點，即為故障點。

以上三種方法1、2和3試驗電壓由低到高，建議根據(jù)現(xiàn)場情況按照電壓低到高逐步參考實施，以防止絕緣再次發(fā)生擊穿，不利于故障點查找發(fā)現(xiàn)。

1.2.2 查找方法實踐過程介紹

結(jié)合表1數(shù)據(jù)分析，定子繞組A相發(fā)生擊穿現(xiàn)象后[4]，用500 V絕緣電阻表測量對地絕緣電阻值為30 MΩ，用1 000 V絕緣電阻表測量對地絕緣電阻值為0.1 MΩ，繞組絕緣也有所恢復(fù)，初步確認擊穿點位于定子線棒與定子鐵芯之間，著重觀察鐵芯上下端部和線棒接觸部分，且故障點臨界擊穿電壓較低，適合臨界電壓法。結(jié)合定子線棒A相擊穿時閃絡(luò)火光位置附件檢測查看發(fā)現(xiàn)疑似缺口部分(如圖1)，將該點作為重點觀察部位檢查。

圖1 定子線棒A相擊穿時閃絡(luò)火光位置圖

線棒絕緣擊穿后，利用臨界電壓法排查故障點所施加的電壓一般不高，故障點再次發(fā)光會比較弱，所以實施最好選在晚上，然后將所有的燈光關(guān)掉，以便于觀察發(fā)光點。

首先在將B、C兩相短接接地，在A相架設(shè)直流升壓設(shè)備，本次結(jié)合表1數(shù)據(jù)分析，現(xiàn)場用1 000 V絕緣電阻表測量A相-B、C相及地絕緣電阻值時，絕緣電阻表電壓閃爍且絕緣電阻值為0.1 MΩ，臨界擊穿電壓值為用1 000 V左右，可用絕緣電阻表代替直流升壓設(shè)備，觀察人員安排在疑似故障區(qū)域，將所有燈光關(guān)掉，施加1 000 V直流電壓，觀察人員觀察到發(fā)光點如圖2，初步判斷大概位置位于255槽下層線棒。

圖2 施加1 000 V直流電壓觀察到發(fā)光點圖

為進一步確認故障點，次日將疑似故障線棒從定子繞組A熔焊割離獨立出來后(如圖3)，對定子繞組A相進行了絕緣電阻測量試驗，用5 000 V兆歐表測量獨立出來的疑似故障線棒絕緣值為零，測量定子繞組A相甩開疑似故障線棒后的部分絕緣值恢復(fù)到交流耐壓前的水平(15 s/60 s：25 MΩ/105 MΩ)，判定現(xiàn)獨立出來的疑似故障線棒(255槽下層線棒)為故障線棒。

圖3 割離故障線棒后的A相繞組圖

確定255槽下層線棒為故障線棒，為進一步確認故障點是否只有1個，再次對定子繞組進行清掃干燥后，進行了定子繞組絕緣電阻、吸收比和直流耐壓及其泄漏電流試驗。試驗符合規(guī)程要求后，用絕緣隔板將故障線棒從定子繞組A相隔開(以下定子繞組A相均為隔開故障線棒后的部分)，對定子繞組A相進行工頻交流耐壓(試驗數(shù)據(jù)詳見表2)，試驗合格通過。至此，總計發(fā)現(xiàn)1處絕緣故障線棒點，為255槽下層線棒。

表2 達岱電廠1號機定子線棒A相確認故障點試驗記錄表

2 結(jié) 語

本文介紹了臨界電壓法、電容發(fā)電法和沖擊電壓法三種方法，通過現(xiàn)場觀察和試驗分析，達岱電廠1號機定子線棒絕緣故障適合臨界電壓法查找，并運用臨界電壓法快速發(fā)現(xiàn)定子繞組絕緣故障線棒，經(jīng)工頻交流耐壓等試驗確認故障點的唯一。最終通過臨界電壓法查找定子線棒故障點實踐過程，為以后同類型故障提供一定的參考。