张河湾电站定子绕组手包绝缘改造经验简析

丁建波，王国柱，张 瑞，李 刚，赵一炜

（河北张河湾蓄能发电有限责任公司，河北 石家庄 050300）

1 概述

张河湾公司3号发电机自2008年投运后，至今已运行10年左右，机组已达到大修周期。为提高系统的安全性与可靠性，保证设备正常运行，消除其可能存在的隐患，公司以3号机组A修为契机，2017年04月17日～06月05日组织开展了3号发电机定子绕组端部电接头手包绝缘工作。定子绕组端部电接头绝缘方式改造前为开放式结构，易发生异物掉进两相间导致相间短路情况，需要将绝缘方式改为手包绝缘封闭式结构。

2 改造过程

2.1 准备工作

（1）发电机集电环室所有设备、上机架、上端轴、转子、下机架等全部拆除并且吊离基坑。

（2）水轮机所有的拆卸设备吊离基坑。

（3）定子施工平台吊装完成，在施工平台上能方便定子绕组上端部施工和定子铁心区域的施工。

（4）完成定子绕组直流耐压试验，检验定子绕组在施工前的电气绝缘性能，绝缘电阻必须记录15 s、60 s、600 s的数值，作为定子手包绝缘施工完成后的对比数据参考（表 1、2）。

表1 定子绕组绝缘电阻、吸收比或极化指数试验数据

表2 定子绕组直流泄漏试验

2.2 发电机定子绕组端部绝缘盒及固定块的拆除

2.2.1 绝缘盒的拆除

（1）拆除绝缘盒的绑绳，可以采用锋钢刀和榔头进行破坏性拆除。

1）在切割绑绳的过程中，不要伤及定子绕组除绑绳外的任何区域和部件；

2）只允许切割绑绳的一个点，并且切割的点不能有细微颗粒的产生，只是将绑绳切断，然后整体将绑绳取出，不能遗留和跌落任何材料和物质在定子绕组中间；

3）每拆除一个绝缘盒绑绳，同时需要清理掉随绑绳脱落的环氧胶块，不能遗留在定子绕组中间。

（2）定子绕组驱动端的绝缘盒，直接用橡皮榔头敲落即可。

2.2.2 绝缘盒固定块的拆除

（1）首先用扁铲和榔头轻轻敲击固定块两侧的环氧泥，使其脱落，所有的固定环氧泥要收集起来，不能散落在定子绕组、铁心等部位，尽量不要跌落到基坑底部。注意不要在施工中对线棒造成损坏和过大的敲击力。

（2）从侧面取出绝缘盒固定块，绝缘盒固定块收集保存。

图1 绝缘盒固定块

2.3 电接头手包绝缘

2.3.1 电接头4个连接指间隙填充环氧腻子

在电接头4个连接指间隙填充环氧腻子，填充的缝隙不能有高点，环氧腻子尽可能硬一些，防止软化突出；填充的环氧腻子不能高出电接头表面，也不能出现凹坑等现象，肉眼观察基本平整。

图2 电接头4个连接指间隙图

（1）配置环氧腻子（表3）

表3 环氧胶EM849现场配制配比表

（2）填充环氧腻子

填充好的环氧腻子容易造成下坠突出，所以在配置环氧腻子时应适当硬一些，另外填充好环氧腻子以后，第2天再重新规整一下。

2.3.2 电接头手包绝缘施工

（1）手包绝缘首先包非驱动端（上端），最后包驱动端（下端）。根据环氧胶使用说明配置环氧胶IGL898.1（表 4）。

图3 填充环氧腻子

表4 环氧胶IGL898.1现场配制配比表

（2）按照18 kV电压等级标准，使用云母带和聚酯带浸渍环氧胶（IGL898.1）进行包扎，采用1/2叠绕的方式进行包扎；包扎说明具体如图4。

图4 包扎方式说明

（3）根据设计要求：绝缘包扎绝缘材料为IGL898.1和EM849，配置方法前面已经介绍。

（4）每个电接头及周边区域，在包扎前再次用无水乙醇进行清理。

（5）用环氧胶（IGL898.1）刷涂整个接头，使需要包扎绝缘部位表面涂抹一层薄薄的环氧胶，同时绝缘区域搭接位置也需要刷涂环氧胶。

（6）用粘附有环氧胶的云母带和聚酯带进行包扎电接头（1/2叠绕）；接触电接头铜质部位应该是云母带，同时最外面一层必须是云母带；新旧绝缘包扎的部位搭接长度50 mm左右。

（7）最后玻璃丝带进行表面绝缘加固，玻璃丝绑带包扎过程中，尽量不要让玻璃丝带粘附绝缘环氧胶（IGL898.1），最后收口位置刷涂EM849环氧胶粘接固定。

（8）用拧干的酒精布清理电接头所有部位，表面尽量不要有环氧胶（IGL898.1）。玻璃丝带表面刷涂一层环氧胶（EM849）；这道步骤非常关键，所有部位要刷涂到位，并且要达到一定厚度，如果达不到厚度，在表面环氧胶EM849完全固化后，表面再次刷涂环氧胶（EM849）。

（9）施工完成8 h以后，环氧胶固化后涂刷绝缘漆。可以使用轴流风机加快环氧胶固化速度。刷漆部位为定子铁心表面和电接头手包绝缘区域，其中铁心表面采用喷漆方式，电接头手包绝缘区域使用滚筒刷手工刷漆。铁心表面喷漆时要使用彩条布将基坑封闭，防止喷漆时漆雾粘到机旁盘柜上。

图5 包扎效果图

3 改造后试验

3.1 3号发电机定子交流耐压试验

（1）交流耐压（2 500 V）

表5 交流耐压试验数据温度21.2℃ 湿度62.3%

（2）绝缘电阻、吸收比或极化指数（2 500 V）

表6 绝缘电阻、吸收比或极化指数试验数据温度21.2℃ 湿度62.3%

3.2 3号发电机定子直流耐压试验

（1）直流泄漏电流

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%；最大泄漏电流在20 μA以下时，相同差值与历次试验结果比较，不应有显著的变化。泄漏电流不随时间的延长而增大。

表7 直流泄漏电流试验数据

本次试验结果分析A相的泄漏电流偏大，由于往年的试验中性点未打开，不具备可比性。与基建安装时数据进行比较发现，安装时数据不合格，因而也不具备可比性。待下次做试验时将结果与本次对比分析。

（2）绝缘电阻、吸收比或极化指数测试

表8 绝缘电阻、吸收比或极化指数试验数据

绝缘电阻值自行规定。绝缘电阻值降低至历年正常值的1/3以下时，应查明原因。吸收比不应小于1.6或极化指数不应小于2.0。各项或各分支绝缘电阻值的差值不应大于最小值的100%。本次试验数据分析均正常。

4 结论

通过对3号发电机定子绕组端部电接头手包绝缘改造，可有效避免异物掉进两相间导致相间短路的情况，改造后试验结果数据均正常，为张河湾电站其余3台发电机的改造提供了成熟的经验和有力的保障。