張河灣電站定子繞組手包絕緣改造經驗簡析

丁建波，王國柱，張 瑞，李 剛，趙一煒

（河北張河灣蓄能發電有限責任公司，河北 石家莊 050300）

1 概述

張河灣公司3號發電機自2008年投運后，至今已運行10年左右，機組已達到大修周期。為提高系統的安全性與可靠性，保證設備正常運行，消除其可能存在的隱患，公司以3號機組A修為契機，2017年04月17日～06月05日組織開展了3號發電機定子繞組端部電接頭手包絕緣工作。定子繞組端部電接頭絕緣方式改造前為開放式結構，易發生異物掉進兩相間導致相間短路情況，需要將絕緣方式改為手包絕緣封閉式結構。

2 改造過程

2.1 準備工作

（1）發電機集電環室所有設備、上機架、上端軸、轉子、下機架等全部拆除并且吊離基坑。

（2）水輪機所有的拆卸設備吊離基坑。

（3）定子施工平臺吊裝完成，在施工平臺上能方便定子繞組上端部施工和定子鐵心區域的施工。

（4）完成定子繞組直流耐壓試驗，檢驗定子繞組在施工前的電氣絕緣性能，絕緣電阻必須記錄15 s、60 s、600 s的數值，作為定子手包絕緣施工完成后的對比數據參考（表 1、2）。

表1 定子繞組絕緣電阻、吸收比或極化指數試驗數據

表2 定子繞組直流泄漏試驗

2.2 發電機定子繞組端部絕緣盒及固定塊的拆除

2.2.1 絕緣盒的拆除

（1）拆除絕緣盒的綁繩，可以采用鋒鋼刀和榔頭進行破壞性拆除。

1）在切割綁繩的過程中，不要傷及定子繞組除綁繩外的任何區域和部件；

2）只允許切割綁繩的一個點，并且切割的點不能有細微顆粒的產生，只是將綁繩切斷，然后整體將綁繩取出，不能遺留和跌落任何材料和物質在定子繞組中間；

3）每拆除一個絕緣盒綁繩，同時需要清理掉隨綁繩脫落的環氧膠塊，不能遺留在定子繞組中間。

（2）定子繞組驅動端的絕緣盒，直接用橡皮榔頭敲落即可。

2.2.2 絕緣盒固定塊的拆除

（1）首先用扁鏟和榔頭輕輕敲擊固定塊兩側的環氧泥，使其脫落，所有的固定環氧泥要收集起來，不能散落在定子繞組、鐵心等部位，盡量不要跌落到基坑底部。注意不要在施工中對線棒造成損壞和過大的敲擊力。

（2）從側面取出絕緣盒固定塊，絕緣盒固定塊收集保存。

圖1 絕緣盒固定塊

2.3 電接頭手包絕緣

2.3.1 電接頭4個連接指間隙填充環氧膩子

在電接頭4個連接指間隙填充環氧膩子，填充的縫隙不能有高點，環氧膩子盡可能硬一些，防止軟化突出；填充的環氧膩子不能高出電接頭表面，也不能出現凹坑等現象，肉眼觀察基本平整。

圖2 電接頭4個連接指間隙圖

（1）配置環氧膩子（表3）

表3 環氧膠EM849現場配制配比表

（2）填充環氧膩子

填充好的環氧膩子容易造成下墜突出，所以在配置環氧膩子時應適當硬一些，另外填充好環氧膩子以后，第2天再重新規整一下。

2.3.2 電接頭手包絕緣施工

（1）手包絕緣首先包非驅動端（上端），最后包驅動端（下端）。根據環氧膠使用說明配置環氧膠IGL898.1（表 4）。

圖3 填充環氧膩子

表4 環氧膠IGL898.1現場配制配比表

（2）按照18 kV電壓等級標準，使用云母帶和聚酯帶浸漬環氧膠（IGL898.1）進行包扎，采用1/2疊繞的方式進行包扎；包扎說明具體如圖4。

圖4 包扎方式說明

（3）根據設計要求：絕緣包扎絕緣材料為IGL898.1和EM849，配置方法前面已經介紹。

（4）每個電接頭及周邊區域，在包扎前再次用無水乙醇進行清理。

（5）用環氧膠（IGL898.1）刷涂整個接頭，使需要包扎絕緣部位表面涂抹一層薄薄的環氧膠，同時絕緣區域搭接位置也需要刷涂環氧膠。

（6）用粘附有環氧膠的云母帶和聚酯帶進行包扎電接頭（1/2疊繞）；接觸電接頭銅質部位應該是云母帶，同時最外面一層必須是云母帶；新舊絕緣包扎的部位搭接長度50 mm左右。

（7）最后玻璃絲帶進行表面絕緣加固，玻璃絲綁帶包扎過程中，盡量不要讓玻璃絲帶粘附絕緣環氧膠（IGL898.1），最后收口位置刷涂EM849環氧膠粘接固定。

（8）用擰干的酒精布清理電接頭所有部位，表面盡量不要有環氧膠（IGL898.1）。玻璃絲帶表面刷涂一層環氧膠（EM849）；這道步驟非常關鍵，所有部位要刷涂到位，并且要達到一定厚度，如果達不到厚度，在表面環氧膠EM849完全固化后，表面再次刷涂環氧膠（EM849）。

（9）施工完成8 h以后，環氧膠固化后涂刷絕緣漆。可以使用軸流風機加快環氧膠固化速度。刷漆部位為定子鐵心表面和電接頭手包絕緣區域，其中鐵心表面采用噴漆方式，電接頭手包絕緣區域使用滾筒刷手工刷漆。鐵心表面噴漆時要使用彩條布將基坑封閉，防止噴漆時漆霧粘到機旁盤柜上。

圖5 包扎效果圖

3 改造后試驗

3.1 3號發電機定子交流耐壓試驗

（1）交流耐壓（2 500 V）

表5 交流耐壓試驗數據溫度21.2℃ 濕度62.3%

（2）絕緣電阻、吸收比或極化指數（2 500 V）

表6 絕緣電阻、吸收比或極化指數試驗數據溫度21.2℃ 濕度62.3%

3.2 3號發電機定子直流耐壓試驗

（1）直流泄漏電流

在規定試驗電壓下，各相泄漏電流的差別不應大于最小值的100%；最大泄漏電流在20 μA以下時，相同差值與歷次試驗結果比較，不應有顯著的變化。泄漏電流不隨時間的延長而增大。

表7 直流泄漏電流試驗數據

本次試驗結果分析A相的泄漏電流偏大，由于往年的試驗中性點未打開，不具備可比性。與基建安裝時數據進行比較發現，安裝時數據不合格，因而也不具備可比性。待下次做試驗時將結果與本次對比分析。

（2）絕緣電阻、吸收比或極化指數測試

表8 絕緣電阻、吸收比或極化指數試驗數據

絕緣電阻值自行規定。絕緣電阻值降低至歷年正常值的1/3以下時，應查明原因。吸收比不應小于1.6或極化指數不應小于2.0。各項或各分支絕緣電阻值的差值不應大于最小值的100%。本次試驗數據分析均正常。

4 結論

通過對3號發電機定子繞組端部電接頭手包絕緣改造，可有效避免異物掉進兩相間導致相間短路的情況，改造后試驗結果數據均正常，為張河灣電站其余3臺發電機的改造提供了成熟的經驗和有力的保障。