表面电位法测试发电机定子线圈端部手包绝缘

      （唐山赛德热电有限公司唐山 063004 ）

      摘要本文主要是关于发电机定子线圈端部手包绝缘表面电位测试有关问题
的探讨，通过现场试验情况证明表面电位测试法在发现缺陷方面是灵敏和有效的。

      关键词表面电位发电机定子端部手包绝缘

      1 前言

      国产200 、300MW 氢冷汽轮发电机从1983年以来多次发生定子端部相间短
路事故，造成很大损失。为此，电力工业部和机械工业部下达了安生技（1994）
86号文件，规定了发电机端部手包绝缘测量试验为发电机的重要试验项目之一，
为贯彻86号文的精神，我们在唐山华润筹建300MW 机组发电机穿转子之前对定子
线圈端部手包绝缘进行试验，并进行了一些探讨，积累了一些经验。

      2 基本情况

      汽轮发电机参数

      型号QFSN-300-20 额定容量300MW

      额定电压20KV额定电流10190A

      额定频率50Hz相数3 相

      额定转速3000r/min 接线方式2-Y

      绝缘等级F 级冷却方式水氢氢

      制造厂哈尔滨电机厂

      发电机定子铁心共60槽，每槽放置两根线棒，每根线棒由两排空心和实心
线混合编制的导线组成，空心铜通水对绕组进行冷却；在定子线圈端部，不同槽
的两根定子线棒焊接在一起，同时，通过聚四氟乙烯绝缘引水管与汇水管连接；
在定子端罩下部定子线圈引出六根引线，通过过渡引线接至六根出线套管上。线
圈绝缘采用多层环氧粉云母和环氧玻璃丝布包扎而成。其中汽端和励端端部接头
手包绝缘由厂家出厂前完成，引线过渡及过渡引线接头手包绝缘由安装现场完成。

      3 试验方法

      由于安装进度的原因，试验时发电机定子冷却水系统不完善，因此我们在
发电机水压、风压等试验完成后，在定子线圈不通水的情况下，采用表面电位正
接线法试验，即发电机定子三相绕组加直流电压至试验电压20KV，用100 兆欧电
阻杆串微安表逐点测试包铝箔的部位，同时记录微安表的读数。

      4 测量的部位及试验标准

      （1 ）汽机侧与励磁机侧端部接头，各60点，要求不大于1900V.

      （2 ）引线接头共6 点，要求不大于1300V.

      （3 ）过渡引线并联块共6 点，要求不大于1900V.

      5 试验情况数据

      2007年6 月，我们对#1发电机手包绝缘进行试验，发现B 相端部过渡引线
并联块处手包绝缘表面电位达18000V，测试杆靠近时可明显看到放电，经我们逐
步缩小铝箔纸的包裹范围，最后发现是绝缘盒左上角绝缘引水管处放电，经重新
包扎后合格；2007年10月，我们对#2发电机手包绝缘进行试验，发现励端24点端
部接头手包绝缘电位值达10000V，经厂家处理之后合格。以上两处绝缘缺陷从外
观上看不到任何迹象，在处理时，也没发现明显的问题，可见，这种测试方法发
现缺陷还是比较灵敏和有效的。从两台机发现缺陷的情况来看，这种测试方法也
是必要的，现将最后的测试数据记录如下：

      手包绝缘引线接头

      测量部位A X B Y C Z

      1#机电压（V ）

      1700 1400 1200 1700 1300 1100

      2#机电压（V ）

      1500 1600 1500 1300

      过渡引线并联块

      测量部位A X B Y C Z

      1#机电压（V ）

      1000 1300 1200 1300 1000

      2#机电压（V ）

      1300 1200 1000 1300 1200 1300

      汽、励端端部接头

      1#机在500V-1900V之间，大部分在1200V-1800V 之间；2#机由于制造厂在
端部接头处多加了一层绝缘套，测得表面电位大大降低，为1000V-1400V 之间。

      6 几点经验及建议

      针对两部“汽轮发电机定子线圈端部手包绝缘状态测量方法及标准评审会
议纪要”附件一《测量方法及判断标准》，我有几点建议：

      一、包绝缘引线接头及过渡引线并联块由于处于发电机端罩下部，大部分
地方测试时测试杆不易点到，可在测试前导线让这些部位导线引出，测试时就比
较方便。

      二、发电机不通水的情况下进行试验，要求先将定子冷却水彻底吹净，但
如何检验冷却水是否吹净只有通过测量发电机的绝缘电阻来实现，即用兆欧表直
接发电机绕组对地的绝缘，兆欧表的屏蔽端不接汇水管而悬空，一般其绝缘值达
50兆欧以上。

      三、在发电机不通水的情况下进行试验需要的试验设备比较小，只需额定
输出容量2mA 的直流高压发生器即可，我们试验时，测得的泄露电流仅0.5mA.

      四、测试采用100 兆欧电阻杆串微安表即可，没必要在电阻杆的探针上再
并静电电压表，因为通过微安表的读数和电阻杆电阻值即可计算出表面电位，由
于静电电压表内阻高，并联之后对数据没有影响，但引起测试的不便，试验接线
的复杂。

      五、发电机手包绝缘包完后干燥4-5 天即可进行表面电位测试，我们对干
燥4-5 天与干燥15天的同一部位进行测量发现表面电位无明显变化。

      六、关于铝箔纸包裹的部位《测量方法及判断标准》比较含糊，有待于进
一步明确，在试验中我们发现铝箔纸包裹的面积越大，测得的表面电位值也越小，
这其实也不难理解，铝箔纸包裹的面积越大必然导致绕组对铝箔纸的电阻值越小，
该电阻再与测试杆电阻串联分压，导致测得的表面电位变大。如过渡引线并联块
处引出两根绝缘引水管、一根引线，如果包成一个整体进行测量，测得的表面电
位值比较大，难以达到标准的要求，因此我们按接头分成三部分来进行测量；同
理将汽端及励端端部接头分成根部和锥部两部进行测量。

      总之，这种测试方法发现缺陷还是比较灵敏和有效的，值得推广和使用，
但试验方法和标准有待于进一步明确和完善。

      参考文献：

      1.赵旺初，国产大型汽轮机绕组端部的质量问题，电工标准与质量，1992
（2 ）。

      2.郗常骥，1991~1993 年东北电网200MW 及以上汽轮机故障统计分析，东
北电力技术，1995（1 ）。

      3.董刚，QFSN-200-2型发电机端部绝缘缺陷的消除，东北电力技术，1995
（2 ）。

      作者简介：邢桂芹 1974 年10月出生，西安交通大学电气学院毕业，工程
师，工作单位唐山赛德热电有限公司，现从事300MW 机组电气筹建工作。