當(dāng)前大型發(fā)電機(jī)匯水管絕緣異常的原因分析

朱濤

摘要：當(dāng)前大型發(fā)電機(jī)定子基本采用水冷方式進(jìn)行冷卻，發(fā)電機(jī)匯水管法蘭與總進(jìn)出水管法蘭為絕緣結(jié)構(gòu)，匯水管的接地采用法蘭跨接、匯水管接地螺栓接線(xiàn)引到發(fā)電機(jī)測(cè)溫元件箱接線(xiàn)柱以及匯水管接地螺栓接線(xiàn)到航空插頭后再到測(cè)溫元件箱后的接地形式，在實(shí)際的運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，也常常由于元件老化和運(yùn)行維護(hù)不到位導(dǎo)致設(shè)備損傷，嚴(yán)重制約著實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程。對(duì)此本文針對(duì)實(shí)際工況，重點(diǎn)探究了大型水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)匯水管絕緣異常的原因及其相關(guān)的解決路徑，并以此為探究基礎(chǔ)，提出了相應(yīng)的處理措施，為設(shè)備運(yùn)維提供參考，提高設(shè)備可靠性。

關(guān)鍵詞：大型發(fā)電機(jī);匯水管;絕緣

1?測(cè)試原理及方法

水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)的實(shí)際設(shè)備運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，匯水管距離線(xiàn)圈之間的物理距離較近，并且根據(jù)設(shè)備監(jiān)測(cè)參數(shù)的相關(guān)要求，需要對(duì)每根線(xiàn)棒的出水溫度部署測(cè)溫元器件，周邊情況較為復(fù)雜，一旦處理不縝密，將會(huì)對(duì)設(shè)備硬件產(chǎn)生相應(yīng)的損害[1]，這個(gè)過(guò)程中尤其是對(duì)于接地處理過(guò)程需要進(jìn)行重點(diǎn)處理，如果沒(méi)有采取接地措施，線(xiàn)圈端部就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的絕緣損害，甚至是引起絕緣引水管絕緣擊穿，最終導(dǎo)致匯水管帶電，這個(gè)過(guò)程對(duì)于在測(cè)溫回路上的工作人員和設(shè)備來(lái)說(shuō)，都是極為危險(xiǎn)的操作。

因此在新建電廠(chǎng)和機(jī)組大小修期間的發(fā)電機(jī)均需現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行交直流耐壓試驗(yàn)測(cè)試，長(zhǎng)期停運(yùn)之后可以采用水搖表來(lái)測(cè)試發(fā)電機(jī)的邊緣位置，來(lái)判斷其是否存在漏電現(xiàn)象[2]，進(jìn)而最大限度的消除泄露電流的影響。測(cè)試絕緣之前還需要將匯水管的接地線(xiàn)進(jìn)行解線(xiàn)后接入到水搖表的屏蔽端端口進(jìn)行綜合測(cè)試，匯水管的絕緣直接影響發(fā)電機(jī)整體絕緣的測(cè)試。

測(cè)試要求如下：通水的工況中，其實(shí)際的電導(dǎo)率數(shù)值小于1.5us/cm，繞組與總進(jìn)出水管間的總電阻≥100千歐，總進(jìn)出水管并聯(lián)對(duì)地絕緣電阻大于等于30千歐。若總進(jìn)出水管對(duì)地絕緣電阻值偏小或?yàn)?，需要分別對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)水匯水管、出水匯水管及出線(xiàn)匯水管分別進(jìn)行排查處理。

2?匯水管典型故障分析

發(fā)電機(jī)匯水管故障根據(jù)發(fā)生類(lèi)型進(jìn)行分類(lèi)可以區(qū)別成電氣故障和非電氣故障兩種主要的形式，電氣故障按照故障類(lèi)型還可以繼續(xù)區(qū)分為是低阻接地以及金屬接地等基本形式，同時(shí)結(jié)合著實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程，還可能是由于機(jī)械振動(dòng)所引起的綁扎松動(dòng)導(dǎo)致的匯水管損壞，進(jìn)而引起電氣故障。

1）低阻接地

發(fā)電機(jī)在進(jìn)行定子絕緣測(cè)試的過(guò)程中，其絕緣電阻是整個(gè)電阻值的總和，因此在測(cè)試過(guò)程中，檢測(cè)到絕緣電阻值明顯偏低時(shí)，需要引起相關(guān)的重視并且需要具體的查明問(wèn)題原因，通常情況下，依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的勘測(cè)條件，可能出現(xiàn)的原因主要是由于進(jìn)出水管的連接處存在絕緣法蘭以及絕緣套管位置臟污并受潮引起的，此時(shí)可以通過(guò)更換絕緣墊或者絕緣套管的方法進(jìn)行綜合解決。

2）金屬性接地

2.1）匯水管金屬性接地致使匯水管的對(duì)地絕緣直接為零，其主要原因是由于絕緣法蘭或者螺栓的套管缺失所引起，直接導(dǎo)致匯水管與基座之間直接接觸，這類(lèi)安全問(wèn)題主要存在于機(jī)組的新安裝和新調(diào)試的過(guò)程中，因此需要嚴(yán)格的控制工藝標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行安裝，在綜合排查過(guò)程中需要重點(diǎn)將法蘭元器件進(jìn)行拆解檢修。

2.2）匯水管的法蘭元器件和連接螺栓處有破裂情況，這可能會(huì)導(dǎo)致連接螺栓出現(xiàn)偏差錯(cuò)位，甚至是出現(xiàn)連接處收到剪切應(yīng)力出現(xiàn)破裂的情況發(fā)生，引起匯水管金屬直接接地。同時(shí)在實(shí)際的安裝測(cè)試過(guò)程中，由于測(cè)溫元器件的故障較為隱蔽，尤其是由于測(cè)溫元件缺陷所引起的接地故障的排查較為困難，為了準(zhǔn)確的確定接地的位置點(diǎn)，可以在測(cè)試的過(guò)程中采用對(duì)匯水管進(jìn)行加壓的方式來(lái)綜合判定大致位置。

3匯水管絕緣異常的原因和處理措施

通常在實(shí)際運(yùn)行和后期的檢修維護(hù)過(guò)程中，匯水管產(chǎn)生絕緣異常的原因主要有以下幾個(gè)方面的原因：

1）安裝過(guò)程與設(shè)計(jì)工況不符是普遍原因[3]，對(duì)于絕緣位置來(lái)說(shuō)，固定位置的螺栓上必須要用絕緣墊片進(jìn)行補(bǔ)充安裝，但是在實(shí)際的安全工況中存在使用金屬墊片，因此在這樣的工況應(yīng)用背景下，即便是解開(kāi)接地線(xiàn)，但是匯水管的對(duì)地絕緣數(shù)值仍為0。

處理措施：參照?qǐng)D紙的圖示要求重新安裝，并且在固定螺栓的位置上加裝有絕緣墊片。

2）接地線(xiàn)斷線(xiàn)或航空插頭接線(xiàn)錯(cuò)誤，對(duì)于此種情況，雖然元件箱內(nèi)接地端子已引入到水搖表屏蔽端口，但由于內(nèi)部接地線(xiàn)斷線(xiàn)或安裝時(shí)航空插頭插針焊接錯(cuò)誤，引水管的泄漏電流并未通過(guò)接地線(xiàn)端子連接到水搖表屏蔽端口進(jìn)行屏蔽，致使發(fā)電機(jī)整體絕緣偏低。

處理措施：試驗(yàn)前參照?qǐng)D紙找出對(duì)應(yīng)接地端子后，對(duì)匯水管及接地端子之間用萬(wàn)用表判斷連接情況，確保連接可靠。

3）絕緣作用的材料存在老化現(xiàn)象，絕緣材料中采用的主要是聚四氟乙烯，如果其老化，則絕緣的效果會(huì)被弱化。

處理措施：更換全新的聚四氟乙烯。

4）線(xiàn)圈的測(cè)溫元器件安裝在匯水管上，因此就有可能造成元器件的底部絕緣上不去，此時(shí)的絕緣低的原因主要是由于內(nèi)部的線(xiàn)路受損，進(jìn)而造成了金屬性的接觸。

處理措施：檢查測(cè)溫元件絕緣，更換損壞的測(cè)溫元件。

5）周邊環(huán)境空氣濕度大，造成絕緣效果不好。

處理措施：采用熱風(fēng)機(jī)對(duì)匯水管法蘭進(jìn)行吹干處理。

6）法蘭面受熱節(jié)點(diǎn)處絕緣器件損壞。個(gè)別匯水管的焊接過(guò)程時(shí)，需要將法蘭面先安裝好，然后再?gòu)姆ㄌm直徑上進(jìn)行管道焊接，這個(gè)過(guò)程中會(huì)容易引起絕緣體的受熱損傷。

處理措施：更換受損的絕緣件。

7）絕緣件臟污，法蘭螺栓絕緣為絕緣套管和絕緣墊片，當(dāng)絕緣套管和墊片臟污也會(huì)導(dǎo)致絕緣低。

處理措施：拆除絕緣套管和墊片用酒精清洗，測(cè)試絕緣合格后回裝。

4結(jié)語(yǔ)

依據(jù)著上述調(diào)研內(nèi)容的測(cè)試結(jié)果和相關(guān)的調(diào)研處理方法，本文重點(diǎn)對(duì)定子的冷卻水回路及其可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行了詳細(xì)的綜合探討，發(fā)電機(jī)匯水管的絕緣工作是整個(gè)機(jī)組正常運(yùn)行以及人員安全保障的核心所在，具有至關(guān)重要的作用，本文的探究?jī)?nèi)容為橫向的一線(xiàn)生產(chǎn)實(shí)踐提供有效的參考。

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