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(dāng)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(biāo),要查找造成泄漏超標(biāo)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(biāo)已有2年。2006年1號發(fā)電機A級大修中查找出泄漏超標(biāo)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(fēng)板聯(lián)接板,其中1塊被刮落的導(dǎo)風(fēng)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(biāo)準(zhǔn),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(dāng)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(fēng)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(dāng)。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