对发电机绝缘低现象分析及应对措施

对发电机绝缘低现象分析及应对措施

陈美玲

湖北华电襄阳燃机热电有限公司 湖北省襄阳市邮编 441046

摘要：在电力企业中发电机是非常重要的一种设备，因为只有利用好发电机才能够将风力、水力、热力等等原始能源转换为电能。但是随着运行时间的增加以及外界环境的影响，发电机的绝缘电阻值会变低。因此，本文对发电机绝缘低现象的原因进行有关讨论，并对该类问题提出相应的解决措施。

关键词：发电机；绝缘；应对措施；

1. 引言

在我们的日常生活对电的使用可以说的上是非常普遍与频繁的了，电力对我们日常生产、生活的重要性不言而喻。目前全球能源形势异常紧张，无论是煤炭还是天然气的价格都极速的飙升，使得电力企业的生产成本极速上升，部分地区迫不得已开始执行限电限产政策，企业限产限电甚至居民用电也遭到了限制。在火力发电厂中就是依靠着发电机将热力能源转换为电能的，而发电机的绝缘性会随着运行时间的增加和外界环境的影响逐渐降低，这种情况对于电厂来说危害性非常的大，发电机的绝缘性效果好的话可以有效防止在电机运行的过程中出现绝缘击穿导致的间接短路情况。而发电机中转子与定子这些绝缘较为薄弱的部位一旦被电瞬间击穿所造成的影响对于发电机而言是非常严重的。不仅对其维修的时间会很长，还会使机组运行的可靠性受到影响，不仅会影响到电厂的正常发电，还会对社会用电生产有影响，对电厂造成很大的经济损失。

2. 影响发电机定转子绝缘性能的原因

2.1 影响转子绝缘性能的因素

（1）部分电厂中的发电机组服役时间较长，发电机内部的转子使用年限较长出现了线圈绝缘材料老化或者是劣化的情况。除此之外，发电机在运行的过程中因其各种原因或者是转子运行过热也会导致上述情况的发生。

（2）发电机内部的冷却系统有时会因为密封性不是很好而导致轴瓦出现漏油的情况，油污的存在会非常容易吸附空气中灰尘与碳粉造成灰尘与碳粉的堆积，这些堆积的灰尘与碳粉会造成转子绝缘性的降低。这种情况的出现受转子离心力的影响很大。

（3）在电机运行的过程中受到通风或者是热膨胀的影响，热气会使得转子槽口处的槽衬保护层断裂与老化，严重的时候就会脱落，槽口这个时候就会非常的容易积灰，一旦积灰成型就会影响转子的绝缘性。除了槽口处会有灰尘堆积，转子滑环下面也会经常的有油污堆积和碳粉堆积，他们的出现会是转子引出线的绝缘性受到破坏。

（4）外界环境的影响对转子的绝缘性能影响也是非常大的，尤其是湿润的外部环境。无论何种机械设备在湿润的外部环境下其各方面的性能都会受到很大的影响，转子一旦受潮，那么其中的绝缘电阻值就会降至到规定值下，使其绝缘性受到很大的影响。若是发电机停运时间过长，也会使转子的绝缘性变差。

2.2 影响定子绝缘性能的因素

（1）最为主要的因素还是环境因素的影响，在北方空气较为干燥的地区还好，在南方空气较为湿润的地区发电机组是非常容易受潮的。火力发电厂中的发电机组有很大一部分是蒸汽混合循环装置，该装置在正常运行的时候发电机输电线的温度能够达到60-80度，在夜间停电的时候短时间非常容易出现蒸汽冷凝现象。在对内部进行检查的时候能够发现空冷室或冷风器有结露的现象，打开封母的时候能够发现母线以及瓷瓶上都有小水珠或者是水膜，这种受潮情况对发电机的绝缘性会造成非常大的危害。

（2）在一些交付时间较早且使用寿命较长的发电机中，定子槽中的线圈振动是一种常见现象。特别是当发电机满负荷或过载运行时，振动现象明显。长期和高频振动将加速线圈半导体涂层的磨损。涂层失效时，主绝缘性能降低，容易发生放电。一些现代制造商简化了槽的固定系统，以便在生产发电机时进一步控制生产成本。

（3）在电厂的发电机组正常运行过程中，会出现一相不平衡的现象，这种现象的出现容易造成电磁力被动的情况出现，这种情况下设备内部的电子将会产生相关作用，导致设备会出现较大幅度的振动。这种振动的出现是非常不利于发电机的绝缘的。

3. 发电机定转子绝缘测量方法分析

3.1 转子绝缘测量

在对发电机中的转子进行绝缘测量的时候，首先，AVR控制柜中变压器控制开关应该断开，电流测量计与电压测量计回路上的熔断器或者是开关也要断开，这样能够有效减少励磁系统对测量结果的影响。其次， 当转子在空转的时候进行动态测量，要提前断开灭磁开关与碳刷架电缆或者是母线，并移开碳刷，这样做能够更为准确的测量出绝缘电阻或者是交流电阻在不同转速下的绝缘效果。

3.2 定子绕组绝缘测量

一般情况对于额定电压为3kV以上的发电机，在线局部放电监测已经成为确定定子绕组电气绝缘状况最为普遍的方法，使用该种方法可以探测到大多数常见的制造和破坏问题，例如(1)环氧树脂浇注质量差，(2)半导体涂层制造质量差，(3)端部绕组绕线空间不够，(4)槽中线圈松动，(5)过热(长期热破坏)，（6）绕组污染，（7）由负荷循环引起的绝缘问题。

4. 发电机绝缘性能提升措施

通过上文的举例与说明，可以了解到发电机中无论是转子还是定子的绝缘性一旦降低，无论是对发电机来说还是整个机组来说，其危害性都是非常大的。因此，需要采取一些措施来预防与解决这些问题，最大程度的减少该类问题出现的频率与次数。

4.1 发电机定子回路绝缘处理过程及整改措施

（1）部分机组的服役运行时间较长，发电机内部的离相封母的绝缘子绝缘性会变差，故需要对其进行保护措施。可在离相封母的绝缘子表面喷涂PRTV,使其覆盖整个表面。喷涂结束以后还应对封母加热器的运行状况做定期的检查，如果发现异常情况，就要及时的进行更换。

（2）在发电机的定子中，所谓的铁心绝缘是指使用特殊材质的原材料所制成的冲片、铁心二者相互结合来来实现绝缘的目的，这种材质往往有很好的耐高温性、抗腐蚀性以及良良好的电气性。在实际的运行过程中冲片与铁心之间的连接并不是特别的牢固，因此，会使用耐高温抗氧化的粘结剂对二者进行粘结来增加整体的刚度。为了进一步的提升铁心的稳定性，会对其使用穿心螺杆进行紧固，而螺杆为了更进一步提升绝缘性，会在外部包裹一层聚芳纤维材质的外包作为外绝缘层使用。除此之外，要想铁心发生短路的风险能够有效降低，可对相关的支持筋使用L型绝缘。

（3）通常来说，发电机在正常运行的情况下内部定子中的绕组线圈多多少少会产生相关电磁力，电磁力会迫使定子的稳定性受到影响从而使其绝缘性降低，因此要对其进行一定程度上的加固处理，传统的方式更侧重垫条或者是垫板，现在可以使用抗氧化耐高温性能的粘结剂与膨胀剂相结合对其进行槽内固定的方法。

4.2 发电机转子回路绝缘处理过程及整改措施

（1）在励磁系统中整流装置的可靠运行需要在其位于的励磁小间安设空调保持恒温的环境，该装置的出口为直流励磁母线，以共箱封闭母线形式至发电机转子正负极滑环架，但是因为共箱母线桥架封闭性不是很好，空调出吹的冷空气非常容易逸散到共箱母线桥架内，甚至流动到转子滑环碳刷架处，该处的温度较高遇冷时非常容易形成凝露。

（2）通常情况下，电厂的励磁变压器一般都会放置在室外，这对设备内外部温度的控制非常不利，故可在励磁变压器安装一个电力加热装置，可以有效的达到除湿、控温的目的。

（3）直流励磁母线周围的支撑绝缘子全部涂刷PRVT，加强其绝缘性与自洁性。PVRT有着非常独特的化学组成与结构，是具有持久性的防污复合涂料，能够很好的增加励磁母线绝缘性。

5. 结语

综上所述，在发电机中无论是定子还是转子其绝缘性的好坏对发电机组的正常运行影响都是非常大的，任何一处的绝缘性出现问题对发电机的影响都是非常大的。因此，它们的绝缘防护措施必须做到位，保证机组安全平稳运行，保障社会正常用电,由于本人学识有限，文中未能提及的部分还望见谅。