小山电站1号机定子绝缘降低原因分析及处理

滕加义

（松江河发电厂,吉林 白山 134500）

根据《电力预防性试验规程》DL/T596—1996中规定：在规定试验电压下,各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100%。当定子一相泄漏电流值和其余两相的差值大于最小一相泄漏电流值的100%,则为泄漏超标,要查找造成泄漏超标的原因并及时处理。小山电站1号发电机定子A相泄漏电流值超标已有2年。2006年1号发电机A级大修中查找出泄漏超标的原因,并进行了处理。

1 存在问题

小山电站2台80 MW水轮发电机组于1997年相继并网发电,1号机于2000年经过第1次大修, 2001年1号机在运行中转子磁轭键脱落,刮掉3块下导风板联接板,其中1块被刮落的导风板联接板进入发电机定子、转子气隙中,与定子线棒及转子绕组发生撞击,造成发电机定子线棒击伤并烧损173根。事故后对1号机又进行了一次大修,并对173根定子线棒进行了更换和处理,大修后机组运行正常,并每年按规程定期对1号机进行电气预防性试验。在2004年的发电机电气预防性试验中发现定子A相直流泄漏电流值为25μA,超过规程标准,直接影响发电机安全运行,对此及时对1号发电机进行检查处理。

2 原因分析

小山电站1号机在2001年事故处理后,经过试验完全合格并运行正常,但在2004年试验中发现定子绕组A相直流泄漏电流值明显升高,A相泄漏电流值达到25μΑ,具体试验数据见表1。

2005年试验中又发现定子绕组A相直流泄漏电流值呈上升趋势,泄漏电流值达到31μA,B相和C相基本稳定。

表1 2001～2005年1号机定子泄漏电流值μA

根据对1号机的电气预防性试验数据跟踪分析,2001年1号机大修后至2003年运行中,定子绕组A相直流泄漏数据基本稳定,而2004年和2005年的直流泄漏电流值逐渐增大并呈上升趋势。

根据1号机2001～2005年发电统计表（见表2）分析,1号机自2001年事故检修后,全年发电运行小时数为503.63 h。2002年和2003年发电运行小时数分别为1 320.88 h和1 557.42 h,与2001年相比上升一倍多,2004年和2005年发电运行小时数分别为2 048.65 h和2 746.95 h,发电运行小时数呈逐渐上升趋势,2004年和2005年1号机组在6月、7月、8月正处在汛期大发期间,机组满负荷运行,且运行时间较长。长时间满负荷运行易造成定子线棒端部温度升高。由于定子端部过热,导致并头套焊锡熔化、并头套脆化而使线棒端部绝缘降低,造成发电机绝缘降低。

3 故障查找

2006年9～11月小山电站1号机A级大修,通过本次大修要彻底解决1号机定子绝缘降低的问题。因此科学、快捷地查找出绝缘薄弱部位成为制约检修工期和成功处理的关键。采用金属探刷来刷定子外绝缘的试验方法成功找到了绝缘薄弱部位。试验原理接线如图1所示。

表2 2001～2005年小山电站1号机发电统计表h

图1 试验原理接线

查找缺陷的具体方法就是为定子加上额定直流电压,将一软金属刷经微安表接地,用金属探刷来刷所有定子线棒的外绝缘,观察表头指针变化。若刷到绝缘良好的部位,微安表读数很小,刷到绝缘薄弱的部位,泄漏电流会集中从金属探刷流过,微安表读数偏大。

试验注意事项如下：金属刷应串接100 MΩ电阻,当金属刷刷到绝缘薄弱部位一旦发生对地击穿时,用于保护被试设备及人身安全;试验人员进行测试操作时要握持绝缘杆根部,戴绝缘手套,穿绝缘靴,站在绝缘垫上。

采用上述试验方法,在1号机定子找到3处绝缘薄弱部位：上层第80号槽线棒下绝缘盒到线棒直线断的整个弯曲部分;上层第304号槽线棒上绝缘盒;上层第303～312号线棒对应的上绑扎环。

4 故障处理

通过检查发现80号槽下绝缘盒到线棒直线断的整个弯曲部分侧面有一条半导体漆膜,使用无水乙醇将半导体漆膜除掉,并在绝缘盒边沿涂环氧树脂胶。

更换304号槽绝缘盒时,发现绝缘盒内侧有一道未贯穿的裂纹,裂纹有爬电痕迹。在304号槽绝缘盒两侧用白布塞好,使用刨印、凿子将绝缘盒轻轻破坏,露出环氧。

将环氧轻轻剔除掉,为防止飞溅的环氧进入眼睛,工作时要戴护目镜。

将并头套表面的环氧完全剔除后,使用无水乙醇擦拭干净。

在绝缘盒两侧使用毛毡封堵,防止绝缘盒灌胶时跑胶落到定子线棒上,后用白布将绝缘盒四周封堵好。

将环氧、固化剂、石英粉按一定比例配置环氧腻子（环氧∶固化剂∶石英粉=1∶5∶5～7（重量比）,待环氧腻子要固化时使用。

将试验合格、烘干的绝缘盒轻轻套入并头套内,为保持和并头套两侧间隙均匀,套入绝缘盒前,在并头套上端面两侧垫入长40mm、宽5mm的绝缘胶垫。

使用配置好的环氧腻子将绝缘盒四周封堵好,特别是绝缘垫块下端,为防止漏胶,可以将封堵好的腻子横向用玻璃丝带环绕加固。

将按比例配置好的环氧树脂胶（环氧∶固化剂=1∶2）缓缓灌入绝缘盒内,检查是否有跑胶、渗胶等现象,发现后立即停止灌胶。待胶要灌满绝缘盒时,停下来静止约10min,将绝缘盒内气泡全部赶出,最后将胶全部灌满。

为防止绝缘盒受潮,加快绝缘盒内树脂胶固化,采用风筒进行不间断加热,直至树脂胶固化。

将上层303～312号槽线棒对应的上绑扎环涂刷环氧树脂胶2次,待第1次固化后再涂刷第2次。

采用上述方法对1号机定子发现的绝缘薄弱部位进行处理,并进行了直流泄漏试验,试验结果见表3。试验结果表明A相泄漏电流值合格,证明了采用的查找故障试验方法是正确可行的,处理措施得当。1号发电机定子绝缘降低的成功处理为1号机的长期安全稳定运行提供了保证,也为水轮发电机组存在同样问题的发电厂提供了借鉴。

表3 直流泄漏试验结果μA