1号机组定子绝缘盒内环氧胶开裂、脱落缺陷分析与处理

陈 枰

（四川华能嘉陵江水电有限责任公司）

0 引言

某水电站是嘉陵江苍溪至合川段水电规划中的第十一个梯级，在四川省南充市。首台机组于2004年5月投产发电，最后一台机组于2005年5月投产发电。电站装有4台套34MW 的贯流式水轮发电机组，总装机容量136MW。水轮发电机组由富春江富士水电设备有限公司生产，发电机型号SFWG34-64／6700，水轮机型号GZ-WP-615。励磁系统采用广州擎天实业有限公司生产的EXC9200型产品、调速器采用南京南瑞集团公司生产的SAFR2000型产品、LCU采用北京ABB贝利工程有限公司生产的AC800F系统产品，保护设备采用南京南瑞继保电气有限公司生产的RCS系列产品。电站110kV接线为单母线分段，采用GIS设备。发电机与变压器采用扩大单元接线方式。电站按“无人值班”原则设计，全计算机监控系统运行模式。

1 定子绝缘盒内环氧胶开裂、脱落情况

1号机组2021年12月18日A修中，对定子检查发现上端部312个绝缘盒中多数绝缘盒内树脂胶开裂（见图1和图2），黄褐色胶状物气孔明显，用手触摸，树脂胶成块脱落，造成线棒铜排裸露。下端部少数绝缘盒内树脂胶有裂纹。上下端部绝缘盒无高温变色、无脱落、无下坠、无裂纹。

图1 上端部绝缘盒内环氧胶开裂、脱落

图2 下端部绝缘盒内环氧胶开裂

2 定子绝缘盒环氧胶开裂、脱落原因分析

根据现场检查情况，原因分析如下：

1）技术落后。由于施工工期短，工作量大，需要大量人员配合，有的人员只有短时培训，而且关键工艺落后，致使施工质量很难达到预期效果［1］。

2）绝缘盒表面不存在局部裂纹，硬度较高，老化现象不突出，环氧胶开裂、脱落不是绝缘盒的质量引起。

3）在装绝缘盒前，用甲苯或酒精清扫绝缘盒及并头不彻底，绝缘盒内环氧胶未和绝缘盒凝固成一体，造成环氧胶开裂。

4）配置环氧胶时，所用材料性能可能不符合要求，E-44（环氧树脂），H-4（固化剂），石英粉等存放时间长，有变质的可能。

5）配比不满足要求。环氧胶使用的E-44（环氧树脂），H-4（固化剂），石英粉三种材料比例为100∶65∶70。在三种物质配比时，应用天平秤称重，保证配比。配比不当，受机组运行温度、震动的影响，环氧胶收缩，造成绝缘盒内环氧胶出现气孔和裂纹。

6）灌注环氧胶时，未控制好整体凝固温度，绝缘盒上层凝固时间滞后于下层，造成绝缘材料分层脱落。

7）施工中工艺不合理，固化剂与温度有关，一次调配环氧胶太多，二次灌注时间衔接不连贯。

3 定子端部绝缘盒环氧胶处理方案及注意事项

3.1 处理方案

方案1：清理绝缘盒内的环氧胶，除尽松动部分，重新灌注环氧胶。

方案2：破坏绝缘盒，彻底清理环氧胶，更换新的绝缘盒，重新灌注环氧胶。绝缘盒备件不满足更换定子的全部绝缘盒，需要及时采购。

为了不影响机组A修工期，又能保证处理效果，经咨询多个发电机生产厂家，最后确定采用方案1。该方案采购新技术、新材料生产的电气绝缘填充材料，利用现有绝缘盒，用刀片清理松动、开裂的环氧胶，处理后重新灌注绝缘填充材料，人工少，工期短，费用低。方案2需拆除现有绝缘盒，剔除并头上的环氧胶，并购买新的绝缘盒，采购时间长，人工多，工期长，费用高。

电气绝缘填充材料，是采用特种树脂、填料及助剂精制而成的双组份室温固化胶。具有良好的填充效果。电气绝缘填充材料分为A、B双组份，使用时按照使用规定混合均匀即可，产品固化后具有良好的机械强度、电气性能和耐热性能。适用于发电机绕组端部并头绝缘盒的灌注（见图3）。

图3 绝缘盒重新灌注环氧胶

定子绝缘盒环氧胶处理前后，按照《电力设备预防性试验规程》 （DL／T 596—2021）的规定进行试验，电气试验数据如下。

（1）处理前

1）绝缘电阻：A相3.37GΩ，B相3.20GΩ，C相1.65GΩ。

2）直流耐压和泄漏电流试验（2.5UN）：A相6μA，B相25μA，C相18μA。

3）交流耐压试验（1min）：A、B、C三相合格。机组A修后，投运至今正常。

（2）处理后

1）绝缘电阻：A相2.54GΩ，B相1.21GΩ，C相1.41GΩ。

2）直流耐压和泄漏电流试验（2.5UN）：A相5μA，B相14μA，C相12μA。

3）交流耐压试验（1min）：A、B、C三相合格。

通过对比定子绝缘盒环氧胶处理前后的电气试验数据，发现B、C相泄漏电流降低较为明显（环境温湿度基本一致），达到了处理效果。机组A修后，投运至今正常。

3.2 注意事项

1）做好清理前对定子的保护措施，防止清理物掉入定子线棒及铁心内。

2）用刀片彻底清理绝缘盒内开裂、脱落的环氧胶，不破坏并头绝缘，并清理干净。

3）绝缘填充材料操作工艺要求较高，需比较熟练的工作人员进行。需根据气温变化适当调整产品A、B的重量配比（一般为8.33∶1），气温较高时，B组份可适当减少。若气温低，放置时间长，可能结块，使用前可在（40±5）℃下烘焙4h左右使其熔化后使用。使用时应注意将两组份混合均匀，且必须在30min内用完。

4）配比时，使用天平称重，不是容积配比。

5）不使用过期变质产品。

6）保证环氧胶能均匀地流入绝缘盒，尽量消除内部气隙，同时将环氧胶充分搅拌均匀，确保完全固化［2］。绝缘盒内环氧胶应一次性浇筑饱满，无气孔和裂纹。

7）灌注环氧胶不能太快，一方面由于太快了，绝缘填料还没来得及渗入绝缘盒每一部位就溢出绝缘盒，另一方面会在接头绝缘盒中留有气泡，严重影响绝缘性能［3］。

8）处理结束后，进行外观检查，对不合格者重新处理。

9）彻底清扫，按照《电力设备预防性试验规程》（DL／T 596—2021）进行定子直流耐压和泄漏电流试验、交流耐压试验，各项电气试验数据应满足规程要求。

4 应对措施

1）利用新技术、新材料。随着材料技术的发展，新型绝缘材料在发电机运用成熟，减少了石英粉含量，简化了工艺，现场操作方便，只要严格按照说明进行配比和温度控制，保障环境清洁即可。

2）制定完整的方案，施工人员要高度重视，加强责任心，认真操作，确保工艺，工作到位。加强现场监督，验收，坚决杜绝不合格现象。

3）加强日常维护、定期检查，对出现的缺陷认真分析原因，对症下药，彻底处理。

4）加强检修工作的管理，对重要设备要及早检查，及时发现缺陷，避免影响工期。

5）提升工作人员安全意识，在设备检修过程中，工艺流程要符合要求，操作正确，避免出现安全事故［4］。

5 结束语

发电机定子受组装工艺、运行中的振动、绝缘材料材质等原因的影响，造成绝缘盒内环氧胶开裂、脱落，严重影响定子端部绝缘，危及发电机安全、可靠运行。因此，日常加强对机组运行工况的监控、检修、及时调整对策［5］，利用新材料、新技术，提升设备检修工艺水平，执行国家规范和检修规程，切实做到“应修必修，修必修好”，保证机组安全、经济、可靠运行具有十分重要的意义。