某電廠#1機(jī)組發(fā)電機(jī)出線A相手包絕緣不合格處理分析與預(yù)防

楊鋒雄

（福州萬(wàn)山電力咨詢有限公司，福建 福州 350000）

0 引 言

為提高發(fā)電機(jī)定子運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性以及可靠性，發(fā)電機(jī)定子繞組出線手包絕緣的密實(shí)性和相對(duì)絕緣強(qiáng)度需符合規(guī)范要求，方可完成交接驗(yàn)收工序。本文研究項(xiàng)目為于2017年12月20日首次對(duì)手包絕緣現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，試驗(yàn)結(jié)果不滿足規(guī)范及廠家技術(shù)要求。因此針對(duì)手包絕緣試驗(yàn)不合格現(xiàn)象，先后多次修復(fù)并試驗(yàn)測(cè)量。

1 施工、試驗(yàn)依據(jù)

1.1 手包絕緣施工依據(jù)

發(fā)電機(jī)廠家提供的用于施工手包絕緣的圖紙中，1Q7700-S定子出線裝配如圖1所示。1Q7719-S硬接線裝配，用于連接發(fā)電機(jī)繞組引線和過(guò)渡引線。硬連接線裝配現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。1Q7715-S軟連接線裝配，用于連接過(guò)渡引線和發(fā)電機(jī)出線。軟連接線裝配現(xiàn)場(chǎng)如圖3所示。

1.2 手包絕緣測(cè)試依據(jù)

DL/T 1612—2016《發(fā)電機(jī)定子繞組手包絕緣施加直流電壓測(cè)量方法及評(píng)定導(dǎo)則》（以下簡(jiǎn)稱《導(dǎo)則》）中規(guī)定，交接及現(xiàn)包絕緣后的合格標(biāo)準(zhǔn)為測(cè)量電流不大于10 μA，測(cè)量電壓不大于1 000 V。手包絕緣施工處理后，應(yīng)待絕緣材料完全干燥后再進(jìn)行測(cè)量[1]。此外，廠家說(shuō)明書(shū)要求手包絕緣完全固化后方可進(jìn)行電氣試驗(yàn)。當(dāng)數(shù)據(jù)超出限制時(shí)，應(yīng)找出具體部位。

圖1 定子出線裝配示意圖

圖2 硬連接線裝配現(xiàn)場(chǎng)圖

圖3 軟連接線裝配現(xiàn)場(chǎng)圖

2 手包絕緣測(cè)試及不合格原因分析處理

從2017年12月20日至2018年3月19日，一共完成對(duì)#1發(fā)電機(jī)A相首引出線手包絕緣試驗(yàn)5次。現(xiàn)場(chǎng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，不斷調(diào)整校正，經(jīng)歷了手包絕緣局部修復(fù)和烘烤，再到全部剝除后的重新包裹和烘烤等施工過(guò)程，直至試驗(yàn)合格[2]。

2.1 2017年12月20日，第一次手包絕緣試驗(yàn)

測(cè)試發(fā)現(xiàn)，A相首引出線上端頭手包絕緣試驗(yàn)結(jié)果中的泄漏電流為102 μA，電壓為10 kV，不滿足合格標(biāo)準(zhǔn)。鑒于此，施工單位在廠家的指導(dǎo)下在A相原有手包絕緣外表面包裹了多層云母箔和一層硅橡膠自粘帶進(jìn)行補(bǔ)救。由于當(dāng)夜要做發(fā)電機(jī)油密封試驗(yàn)，需將發(fā)電機(jī)出線罩人孔門關(guān)閉。因此，無(wú)時(shí)間留給試驗(yàn)人員再次做手包絕緣試驗(yàn)，試驗(yàn)人員離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)。

2.2 2018年1月5～6日，第二次和第三次手包絕緣試驗(yàn)

試驗(yàn)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)再次進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)不合格。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，不合格部位手包絕緣較軟，表明手包絕緣未完全干燥。通知安裝單位對(duì)手包絕緣烘烤一天，于1月6日下午由調(diào)試所再做一次試驗(yàn)，但試驗(yàn)結(jié)果顯示仍不合格。對(duì)此管理方要求安裝單位繼續(xù)烘烤手包絕緣，直到手包絕緣變硬。從1月8日晚上8:00開(kāi)始，在出線罩內(nèi)添加3個(gè)小太陽(yáng)烘烤手包絕緣，并安排2名發(fā)電公司檢修人員，分白班和夜班輪流監(jiān)控并記錄手包絕緣表面的溫度。手包絕緣的絕緣等級(jí)為F級(jí)，耐受溫度為155 ℃。按B級(jí)絕緣考核，即耐受溫度為130 ℃，在實(shí)際烘烤過(guò)程中，溫度控制在80 ℃以下。

2.3 2018年1月12日，第4次手包絕緣試驗(yàn)

1月12日早上停止了A相首引出線上端頭手包絕緣烘烤，烘烤時(shí)長(zhǎng)共計(jì)4天。上午再次做了手包絕緣試驗(yàn)，試驗(yàn)前先測(cè)試了絕緣電阻，結(jié)果在15 s時(shí)的絕緣電阻為3.14 GΩ，60 s時(shí)的絕緣電阻為9.91 GΩ，絕緣電阻數(shù)據(jù)良好。而在定子繞組加22 kV直流電壓進(jìn)行手包絕緣試驗(yàn)時(shí)，泄漏電流為99.63 μA，電壓為9 892 V，結(jié)果仍不合格。為找到手包絕緣不合格的原因，對(duì)A相首引出線上端頭手包絕緣分成上、中、下3部分進(jìn)行加直流電壓試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 上端頭手包絕緣上中下測(cè)試部位試驗(yàn)數(shù)據(jù)

試驗(yàn)表明，A相首引出線上端頭手包絕緣下部是泄漏電流的主要來(lái)源，而該處絕緣的薄弱環(huán)節(jié)為通風(fēng)管道風(fēng)口。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)人員及廠家工代判斷，此處不合格的可能原因有以下兩種。一種是手包絕緣云母箔內(nèi)潮濕，硬連接處裸銅上的電位沿手包絕緣云母箔徑向爬至風(fēng)管口；另一種是風(fēng)管口與過(guò)渡引線之間未填實(shí)。針對(duì)前者，需對(duì)手包絕緣再進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間烘烤，直至內(nèi)部干透。針對(duì)后者，需將風(fēng)管口與過(guò)渡引線之間的空隙用絕緣填料填實(shí)。

由于該手包絕緣內(nèi)部纏裹了一層較厚的硅膠自粘帶，導(dǎo)致云母箔較難烘干，因此需將手包絕緣拆掉，重新包裹。按照?qǐng)D紙，硬接連處的手包絕緣不需要包裹硅膠自粘帶，只需包裹云母箔；而軟連接處的手包絕緣不需要包裹云母箔，只需包裹硅膠自粘帶。

1月12日下午開(kāi)始拆除不合格的手包絕緣。拆除后發(fā)現(xiàn)，手包絕緣內(nèi)部云母箔發(fā)軟，能明顯感到潮濕。1月13日下午3:00開(kāi)始重新包裹手包絕緣，并于1月14日上午9:00包裹完成，手包絕緣最外一層玻璃布自粘帶未纏繞，避免影響烘烤效果。隨后加了5個(gè)小太陽(yáng)開(kāi)始烘烤，并派人監(jiān)控溫度，手包絕緣表面溫度控制在50 ℃以上，80 ℃以下。

在包裹過(guò)程中，需特別注意可能導(dǎo)致試驗(yàn)不合格的原因，注意如下3點(diǎn)內(nèi)容。第一，顛倒聚酰亞胺薄膜與絕緣板的安裝順序，確保硬連接部位的裸銅不與云母箔接觸；第二，采用云母箔填實(shí)風(fēng)管口與過(guò)渡引線之間的空隙；第三，在包裹完成后立即進(jìn)行烘烤，在烘烤后的第2天云母箔變硬，達(dá)到了初步效果。由于當(dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)要做密封性試驗(yàn)，因此未待手包絕緣完全烘烤干燥便封上了出線罩人孔門，實(shí)際烘烤時(shí)間2天。

2.4 2018年3月19日，第五次手包絕緣試驗(yàn)

2018年3月17 日上午打開(kāi)發(fā)電機(jī)出線罩人孔門通風(fēng)。2018年3月19日上午，調(diào)試所再次對(duì)前述不合格的手包絕緣進(jìn)行試驗(yàn)。從手包絕緣重新包裹完成到重新開(kāi)始做試驗(yàn)，期間經(jīng)歷了2天烘烤、62天的封閉以及2天的自然通風(fēng)干燥。試驗(yàn)結(jié)果顯示泄漏電流為2 μA，電壓為210 V，滿足規(guī)范及廠家要求。

3 經(jīng)驗(yàn)反饋

3.1 關(guān)于施工注意事項(xiàng)的經(jīng)驗(yàn)反饋

云母箔到貨后應(yīng)冷藏保存。在包裹絕緣時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按圖紙及廠家指導(dǎo)施工，不得減少包裹層數(shù)，而且應(yīng)特別重視絕緣薄弱的地方，如風(fēng)管口、硬連接部分環(huán)形引線T接處以及軟連接部分H2出風(fēng)口的T接處。硬連接處采用云母箔包裹后，不應(yīng)再采用硅橡膠自粘袋包裹，以免影響云母箔內(nèi)部深處的干燥。此外，應(yīng)在發(fā)電機(jī)肚子底下和出線罩人孔門旁邊設(shè)置云母箔疊放刷漆工作平臺(tái)，縮短手包絕緣材料進(jìn)入出線罩的運(yùn)輸距離和時(shí)間，盡可能減少手包絕緣被灰塵污染的可能性。而且在出線罩內(nèi)包裹手包絕緣時(shí)，應(yīng)在出線罩底板上鋪上三防布，防止固化膠滴落污染出線罩底板。

3.2 關(guān)于手包絕緣干燥的經(jīng)驗(yàn)反饋

按照廠家圖紙知，室溫不低于20 ℃時(shí)，絕緣完全固化時(shí)間需要48 h以上，提高溫度可縮短固化所需時(shí)間。必要時(shí)，特別是在天氣寒冷的冬天，將手包絕緣表面溫度控制在50～80 ℃烘烤2～3天，可使云母箔快速固化。

3.3 關(guān)于試驗(yàn)規(guī)范引用的經(jīng)驗(yàn)反饋

2006版以及現(xiàn)行的2016版《電氣裝置安裝工程 電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)手包絕緣加直流電壓測(cè)量的合格標(biāo)準(zhǔn)均為“所測(cè)表面直流電位不應(yīng)大于制造廠的規(guī)定值”。根據(jù)發(fā)電機(jī)廠家出廠試驗(yàn)報(bào)告，定子繞組絕緣電位外移測(cè)試合格標(biāo)準(zhǔn)為不大于14 μA。《導(dǎo)則》為近年來(lái)頒布的標(biāo)準(zhǔn)，其合格標(biāo)準(zhǔn)為不大于10 μA。在此之前，由于《電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》中沒(méi)有直接列出合格標(biāo)準(zhǔn)值，部分調(diào)試所及安裝單位在沒(méi)有廠家規(guī)定值時(shí)，參照的規(guī)范為DL/T 596—2005《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》，該規(guī)范合格標(biāo)準(zhǔn)為“測(cè)量電流不大于30 μA”，是DL/T 1612—2016合格標(biāo)準(zhǔn)的3倍，是發(fā)電機(jī)廠家的2倍。事實(shí)上，DL/T 596—2005《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》適用階段為投產(chǎn)后及第一次大修時(shí)。針對(duì)合格標(biāo)準(zhǔn)值，推薦采用廠家規(guī)定值和規(guī)范《導(dǎo)則》中的要求值。

3.4 關(guān)于施工進(jìn)度的經(jīng)驗(yàn)反饋

手包絕緣從包裹開(kāi)始到具備試驗(yàn)條件，周期約為4～5天。由于規(guī)范合格值要求較高，因此一旦試驗(yàn)不合格需要返工，則會(huì)耽誤整個(gè)發(fā)電機(jī)的后續(xù)工作，還會(huì)直接影響發(fā)電機(jī)整體氣密試驗(yàn)、定子直流耐壓試驗(yàn)、定子進(jìn)水沖洗以及定子交流耐壓。嚴(yán)重時(shí)，會(huì)直接影響機(jī)組整套啟動(dòng)。因此，手包絕緣工作必須早做，在發(fā)電機(jī)出線CT安裝完成后即可開(kāi)展相關(guān)工作。

4 結(jié) 論

通過(guò)分析調(diào)整形成適合本項(xiàng)目及后續(xù)項(xiàng)目擴(kuò)建發(fā)電機(jī)機(jī)組引出線硬連接部分手包絕緣實(shí)際施工步驟如下。首先將云母箔包6次，每次疊6層，一共是36層，層與層之間采用環(huán)氧固化膠。其次在硬連接外表面包聚酰亞胺薄膜2層，然后在其表面開(kāi)通風(fēng)孔，放置絕緣板和通風(fēng)管，并用玻璃布粘帶固定。再次用玻璃布粘帶固定絕緣板和風(fēng)管，然后涂刷室溫固化膠，包裹第一次云母箔。然后在云母箔上割出通風(fēng)孔，包一層玻璃布粘帶固定后，包第二次云母箔，一直包到第6次。最后開(kāi)始烘烤，在烘烤一段時(shí)間后纏上一層玻璃布粘帶。但應(yīng)注意在包玻璃布粘帶時(shí)，應(yīng)半疊著包。目前發(fā)電機(jī)定子繞組手包絕緣運(yùn)行完好，未出現(xiàn)其他異常。