發電機定子線棒絕緣擊穿后故障點查找方法的探索與實踐

摘要：在對燃煤發電廠機組進行維修期間，對機組發電機定子進行工頻交流耐壓試驗過程中定子線棒A相出現絕緣擊穿問題。通過對現場情況進行試驗觀察，該機組定子線棒絕緣故障擊穿問題適用臨界電壓法進行查找，通過臨界電壓法能夠迅速發現機組定子繞組絕緣故障線棒位置，通過工頻交流耐壓試驗確認唯一故障點后更換該故障部件，再次經過工頻交流耐壓試驗后可成功開機并網使用。本文通過分析不同查找發電機定子線棒絕緣擊穿故障點的方式，通過結合實際情況選擇比較合適的排查方法，將該方法進行實踐研究，并由此提出了相應的規避定子線棒故障的相關措施，以期為電廠機組故障排除工作提供可借鑒方案。

關鍵詞：發電機;定子線棒;故障點查找;工頻交流耐壓試驗

引言：該電廠中共有二臺300MW燃煤汽輪發電機組，總電站裝機容量為600MW，年發電量約為8.58億，年利用小時數為3488h，該電廠2017年檢修期間由于檢查并更換了發電機定子線棒下端絕緣盒，并抽出轉子徹底清掃了發電機，經過吸收比、絕緣電阻、直流電阻測量及定子繞組直流耐壓試驗等合格后，按照規定要求對該發電機定子線棒進行1.5倍工頻交流耐壓試驗，其中B、C兩相交流耐壓試驗均已合格，但A相在實驗過程中發生了定子線棒絕緣擊穿問題，耐壓試驗后A相對B相及C相絕緣值為0，其試驗結果不合格，因此需要通過相應的方法尋找絕緣故障點并更換部件。本文對此問題進行了相應的探索與實踐。

1.火電發現場發電機定子線棒絕緣擊穿故障查找方法

1.1發電機定子線棒絕緣擊穿故障原因

該電廠機組定子線棒在進行1.5Un電壓工頻交流耐壓試驗過程中，B相、C相耐壓前后絕緣電阻并未發生明顯變化，A相加壓到1.36倍Un時發生擊穿問題，未通過試驗，耐壓試驗后A相對B相及C相絕緣值為0，其試驗結果不合格，大約經過1h后使用500V絕緣電阻表測量A相對B相、C相及地絕緣值為30Ω，1000V測量絕緣值為0.1MΩ，當采用5000V絕緣電阻表時再次為0，測量三相定子線棒相互間的絕緣電阻值，詳細數據見表1.

1.2燃煤發電廠發電機定子線棒絕緣擊穿查找方法

（1）電容法點法：通過選擇電壓比較高的絕緣電阻表（1000V及以上）測量B、C相對A相絕緣電阻值，測量時間至少為1min，實現B、C相對A相的電容充電，之后進行A相對于B、C相的瞬間放電，放電期間產生的發光點即為本次所查找的故障點位置。

（2）沖擊電壓法：使用電壓更高的雷擊計數器校驗儀進行檢驗（3000V以上的直流電壓）對A相進行放電試驗，采用脈沖電壓放電形式，放電過程中觀察發光點，發光部位即為故障點位置。

（3）臨界電壓法：針對疑似絕緣故障部位施以直流電壓，電壓值從零開始緩慢加壓，當電壓值不斷閃爍跳動時能夠找到臨界擊穿電壓部位，此時查看發光點位置，即為故障點部位。

以上方法在使用過程中建議試驗電壓由低至高變化，還需結合現場實際情況參考實施，避免絕緣點再次發生擊穿問題，對于查找故障點位置有一定影響。

2.發電機定子線棒絕緣擊穿故障查找具體實踐過程

通過上表數據進行分析，當定子繞組發生擊穿后，隨著絕緣電阻表電壓值增加，繞組絕緣逐漸恢復，初步確認了擊穿點在定子鐵芯與線棒中間位置，因此著重觀察線棒接觸部分及鐵芯收尾端，該故障點臨界擊穿電壓值比較低，因此比較適合使用臨界電壓法。絕緣線棒被擊穿后，通過臨界電壓法查找故障點過程中由于施加電壓值較低，因此發光也比較微弱，因此查找時間盡量控制在晚上，查找過程中將所處環境中的燈光關掉，更利于快速找到發光點。首次測量將B相、C相接地，A相架設直流升壓設備，將觀察人員安排在疑似故障部位，關燈后觀察故障點，并于次日將疑似故障部位從定子線棒繞組A熔焊割離后進行絕緣電阻測量，通過5000V兆歐表測量絕緣值為0，測量A相絕緣值恢復至交流耐壓試驗前標準，確定故障線棒。最后確認故障點是否只存在1處，需再次對定子繞組進行干燥清掃后進行相同實驗，直至試驗合格通過。

3.發電機定子線棒絕緣擊穿故障查找相關建議

（1）火電廠發電機運行過程中定子線棒絕緣擊穿問題是比較常見的故障類型之一，為能夠使水輪發電機正常工作，在發生故障后應及時對故障點進行排查，立即尋找故障源，因此要掌握多種故障源尋找方式，并結合信息化檢測技術的使用，提升判斷精確度及故障檢測效率，盡可能將定子線棒絕緣擊穿故障發生率降至最低。

（2）可在定子線棒周邊安裝監控系統，通過 采用傳感器形式將定子線棒運行期間的各項參數 進行監控，并同步至計算機管理中心處，參照管理中心的正常運行指標，一旦監測到運行參數異常，應及時拆開定子線棒、清理老化橡膠并更換新的絕緣材料，也可以選擇聚酯材料根據定子線棒工作情況選擇局部或全部噴漆等應急補救措施，保證燃煤電廠發電機組的正常運行。

（3）建立嚴格的檢查檢修機制，根據燃煤發電機實際運行時間、電腐蝕情況等進行記錄，并制定合理的檢修時間周期，要求詳細記錄檢修期間各項數據，并重點關注定子線棒部位是否出現組合軸承油污甩油、松動等問題，及時更換老化線棒絕緣材料。

結語：

本文通過介紹沖擊電壓法、電容電壓法及臨界電壓法等三種檢測方式，并以某電廠絕緣擊穿故障為實例進行試驗分析，通過使用臨界電壓法快速查找并確定定子繞組絕緣故障線棒，通過工頻交流耐壓試驗確認了故障點，并分析具體確認過程，提出了避免故障發生的相關建議，期望為今后同類型故障規避及解決提供一定借鑒。

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作者簡介：肖宇，男，漢族，湖南婁底，1971年2月19日，大專，助理工程師，研究方向：電氣檢修。