淺析定子繞組擊穿事故的排查處理

鄒錫雄

摘要：靈活運用好耐壓試驗來揭露定子繞組絕緣缺陷十分有用。在測量出絕緣電阻和吸收比之后，確定在黑夜中運用直流耐壓試驗，查找出定子繞組的絕緣缺陷，取得成功。

關(guān)鍵詞：發(fā)電機；定子繞組；絕緣；耐壓試驗

1水輪發(fā)電機機組概況

鳳凰水電廠壩后電站安裝有2臺立軸混流發(fā)電機組，每臺容量1700KW，設(shè)備型號為SF1700-18/2600，發(fā)電機主要結(jié)構(gòu)參數(shù)見表1。

發(fā)電機定子繞組采用雙層條形波繞組，定子槽數(shù)（540），極數(shù)2P=60，每極每相槽數(shù)為（3），繞組節(jié)距（1-9—19），支路數(shù)為（3Y），鐵心長度（1850 mm），鐵心內(nèi)徑（1230 mm），定子線棒端頭采用連接板銀焊結(jié)構(gòu)，端部絕緣結(jié)構(gòu)為絕緣盒封口后灌注膠填充。定子繞組共（1080）根線棒，分為（9）個分支，為全模壓一次成形，（F）級（桐馬環(huán)氧粉云母多膠帶）主絕緣。

發(fā)電機是發(fā)電廠最重要的設(shè)備，其絕緣性能的好壞對電能的安全生產(chǎn)至關(guān)重要。特別是定子繞組的絕緣保護更為重視，對于800KW以上發(fā)電機均裝設(shè)縱聯(lián)差動保護，作為定子繞組的主保護，縱差保護是根據(jù)比較發(fā)電機定子繞組末兩端的電流大小和相位的差異而構(gòu)成的，能正確判斷故障所。（見圖1）

2事故的發(fā)生

2008年7月30號在35KV電網(wǎng)系統(tǒng)沖擊下，鳳凰壩后電站2F發(fā)電機組差動保護動作，發(fā)電機事故停機。由于是發(fā)電機組內(nèi)部故障，運行管理人員根據(jù)規(guī)程停機等待電氣維修人員全面檢測，確保機組安全。電氣維修人員使用2500V兆歐表對定子繞組各相對地絕緣電阻進行測量，結(jié)果A相、B相、C相分別為160M歐、120M歐和1.5M歐，三相不平衡系數(shù)大大超出規(guī)定值2.0，其中C相的絕緣電阻達不到額定電壓6.3KV的絕緣要求規(guī)定值，顯然C相絕緣已破壞。故障點就在C相，但由于C相的絕緣還沒歸零，也就是說定子繞組沒有完全擊穿，在現(xiàn)場也聞不到燒焦氣味。為保持故障現(xiàn)場的原始狀態(tài)，經(jīng)過出轉(zhuǎn)子后技術(shù)人員對定子繞組初步檢查，也看不出明顯燒焦跡象或者其他絕緣破損情況，在這種情況下，先用0.3MPa壓縮空氣除塵，再用酒精將定子繞組全面去污清潔，清潔后再仔細(xì)檢查，結(jié)果還是沒有任何有價值的發(fā)現(xiàn)，故障點具體在什么位置很難作出判斷。

3排查處理

經(jīng)深入研究，初步判斷故障點應(yīng)該在繞組靠內(nèi)壁部分，單靠肉眼無法判斷出來，必須使用有效的檢測手段來排查，絕緣強度試驗和絕緣特性試驗是比較可行的試驗方法。

最終的確定方案是對C相采用“黑耐壓試驗法”，即在夜間無光污染的黑暗環(huán)境下做耐壓試驗以觀察定子繞組拉弧現(xiàn)象來判斷故障點的確切位置。與交流耐壓相比，直流耐壓試驗電壓值可以高出1.5-2.0倍，耐壓時間長，同時增加泄漏uA表也可觀測到直流泄漏情況，更容易發(fā)現(xiàn)異常現(xiàn)象，因此最后決定采用“直流耐壓試驗”。具體方案實施要求如下：

1.選擇夜間操作，關(guān)閉窗戶減少月光的影響；

2.直流耐壓試驗的設(shè)備就緒，正確接線完畢。試驗電壓區(qū)間為0.25 ～1.5 Un，逐級升高，以防止定子擊穿危及機坑里的人身安全；

3.分配四個人蹲在定子繞組正中間，對繞組安全距離1米，每人負(fù)責(zé)觀測一面；

4.所有安全準(zhǔn)備工作完畢，全面關(guān)燈開始試驗。

當(dāng)電壓升至接近1.0Un時，發(fā)現(xiàn)了黑暗中的有一道微弱藍光，仔細(xì)觀察確認(rèn)位置后，現(xiàn)場指揮將試驗電壓降為零，結(jié)束耐壓試驗，并立即在確定區(qū)域做好標(biāo)志。在已標(biāo)識的范圍內(nèi)仔細(xì)檢查，發(fā)現(xiàn)故障點在繞組機端內(nèi)部C相與B相之間的包扎連接處，由于連接處的C相絕緣破損，并且中間含有油脂和碳粉塵媒介，因此在耐壓試驗中出現(xiàn)拉弧光現(xiàn)象。

確認(rèn)故障點后著手處理定子繞組絕緣破損，方法如下：

1.解除原有B相、C相包扎帶并使用酒精清理干凈；

2.使用白玻璃絲帶涂以原質(zhì)絕緣漆，分別獨立包扎，再連接包扎；

3.仔細(xì)檢查定子繞組的槽碶、線棒、端部連線等各部位有無松動變形，發(fā)現(xiàn)問題加以消除；

4、用噴槍對定子繞組表面噴上一層防潮絕緣漆并烘干。

處理完畢后，使用2500V兆歐表對定子繞組各相對地絕緣電阻進行測量，結(jié)果A、B、C三相絕緣都達到200多M歐，三相絕緣平衡，證明故障點已完全排除，效果十分滿意。

5結(jié)語

耐壓試驗一向用來作為高壓設(shè)備的預(yù)防性模擬試驗，但在本案例中卻成為事故的檢測手段。靈活運用好絕緣強度試驗和絕緣特性試驗十分有用，某些絕緣缺陷由于特性試驗電壓太低不能充分暴露，或是缺陷已發(fā)展到較嚴(yán)重的程度，則在特性試驗的基礎(chǔ)上確定耐壓試驗的時間和條件，由耐壓試驗來揭露絕緣缺陷。如本案例就是在測量出絕緣電阻和吸收比之后根據(jù)實際情況分析，確定在黑夜中運用直流耐壓試驗，查找出定子繞組的絕緣缺陷，取得成功。

（作者單位：潮州市鳳凰水電廠）