QFSN-300-2型發電機匯流管絕緣電阻低原因分析及處理

孫君建，范圣業，張 濱

大連發電有限責任公司，遼寧大連 116000

0 引言

QFSN-300-2型發電機為三相隱極式同步發電機，采用“水氫輕”冷卻方式，整體為全封閉氣密結構由裝在轉子兩端的漿式風扇強制循環。定子引線固定在端部支架上，引線由空心銅管冷彎成形，并包有絕緣，冷卻方式為水冷。通過柔軟連接片與出線盒中的住引線連接。定子繞組總進出水管分別裝在基座的勵端和汽端，由匯流管經絕緣引水管構成向定子繞組、主引線、出線磁套管端子供水通路。總進出水管及出線盒內匯流管對地絕緣，并設有接線柱，以監測其絕緣電阻。

進行設備定檢時，按要求對發電機絕緣進行測試，但是由于匯水管絕緣不良（要求匯水管對基座絕緣電阻大于等于3KΩ，匯水管對繞組絕緣電阻大于等于80KΩ），甚至經常發生金屬性接地，造成測量誤差較大，無法準確判斷出設備實際絕緣值，為測試工作帶來極大不便。通過實際缺陷處理過程，總結出如下匯流管對地絕緣電阻低的常見原因。發電機定子水內冷系統結構見圖1。

圖1 定子內冷水系統示意圖

1 事件介紹

遼寧某電廠，自2009年投產以來，每次檢修時，對發電機進行直流耐壓和泄漏電流測量過程中，均遇到匯水管接地或絕緣電阻低等故障，嚴重影響了檢修工作進展，在處理故障過程中發現，每次故障點都不相同，說明了發電機匯水管接地這類故障的普遍性和隨機性，對幾次故障處理過程做如下總結分析。

2 故障分析

2.1 案例1

2010年4月末，1號機組停機檢修，工期25天，按照計劃，機組停機后立即對發電機絕緣進行測量，使用測試儀為KD2677型水內冷發電機專用兆歐表，測試結果第一次絕緣電阻為1GΩ（三相），第二次測量結果為3 GΩ，由于數據偏差較大，懷疑某個環節出現問題，于是重新排查試驗接線。試驗儀器測試線接引正確，地線牢固，試驗電源穩定，沒有問題。排查外部試驗線，將匯水管屏蔽線懸空，測試絕緣電阻，使用Fluck 115，結果顯示，匯水管屏蔽線總絕緣電阻為0.5Ω，原來是實驗引線有接地情況，導致試驗數據偏差較大。進一步測量，發電機引出線匯水管絕緣電阻（匯水管對基座）為1000 KΩ，勵端匯水管絕緣200 KΩ，汽端匯水管絕緣0.5 Ω，可以判斷故障點在該回路上，將航空插件拆下，測量汽端匯水管外部接線絕緣0.5 Ω，測量航空插件內部絕緣電阻為85 KΩ，判斷出，接地點為外部電纜受損導致系統接地，更換新電纜后，測量匯水管絕緣電阻（總計）為190 KΩ，再次測量發電機絕緣電阻值60m結果為：A相對地1.6 GΩ、B相對地1.2 GΩ、C相對地9 GΩ，顯示數據正常。故障原因為施工期間，電纜受損，經過運行期間長期振動磨插，致使絕緣層徹底損壞接地。

2.2 案例2

2011年4月末，1號機組停機檢修，按照計劃，機組停機后立即對發電機絕緣進行測量，首先測量匯水管絕緣電阻，發現發電機引出線匯水管絕緣電阻（匯水管對基座）為980 KΩ，勵端匯水管絕緣190 KΩ，汽端匯水管絕緣130 Ω，為接觸性接地，初步懷疑為內部異物短接造成匯水管絕緣降低，根據現場檢查情況決定，打開發電機底部汽側檢修人孔門，首先檢查發電機底部汲油情況，其次從側面檢修孔，進入匯水管區域，全面排查，是否有異物搭接情況，追后檢查絕緣引水管各處絕緣件及測溫點絕緣狀況。

打開發電機底部汽側檢修人孔門和排污法蘭，發現內部少量費油，稍微清理后，即可進入檢查。在清理底部內冷水排污門式，發現內部有大量已經結垢的淤泥，附著在法蘭絕緣墊兩側，有可能造成發電機引水管絕緣降低，對該部位清理干凈后，測量汽側匯水管絕緣電阻為160Ω，故障部位不在此處。進一步對發電機內部進行檢查，從人空門位置進入到匯水管底部，對可能接觸金屬表面的部位逐一排查，在排查到右側5點方向位置時，發現在引水管側面粘連一個設備標簽紙，正好粘連在金屬支架上，長度大概10CM左右，而且沾滿油污，對該部位簡單清理后，測量汽側匯水管絕緣電阻值為120KΩ，達到測量允許值，由于工期要求，沒有繼續對其他部位進行深入檢查，做了一些基礎清理工作后，恢復系統。該缺陷主要是由于基建期間，發電機內部飄落的細小雜物未清理干凈，長時間受油污侵蝕，導致絕緣逐步下降。這類缺陷，本可以通過細致工作避免發生的，要求在檢查設備時，做到前面、仔細、不留死角。

2.3 案例3

圖2 測溫線接地位置

2012年3月末，1號機組停機檢修時，再次發生匯水管絕緣電阻低故障，按照以前處理經驗，首先確認故障部位，經測量各位置電阻，引出線匯水管絕緣電阻（匯水管對基座）為1000 KΩ，勵端匯水管絕緣210 KΩ，汽端匯水管絕緣1.5 Ω，為金屬性接地。在發電機側面端子排箱內，通過航空插件測量判斷故障點位置，結果為故障點在發電機內部，外線良好。為徹底解決絕緣故障，決定將發電機汽側上端蓋打開，另一方面，打開發電機底部汽側檢修人孔門，對汽側匯水管做全面排查。經過6小時排查，未發現有異物處在，于是將工作重點放在測溫元件上。測溫元件安裝在匯水管上專用的金屬固定槽內其與匯水管導通，用絕緣布帶捆綁固定后用絕緣膠水固化。測溫元件外引線集中固定后，通過蛇皮管保護層，沿固定座引至航空接線板處，經過專用插件引出基座外。逐個拆開測溫元件，同時測量匯水管絕緣電阻，全部拆過后，絕緣電阻仍未見提升，故障點不在測溫探頭上，再繼續排查熱電阻引出線。沿匯水管周圈檢查熱電阻引出線是否有被金屬毛刺刺穿現象，經核實，無此故障，檢查測溫線束通道，發現固定保護線束的蛇皮管是金屬內套蛇皮管，在出入口處容易發生絕緣皮破損接地故障，經逐一排查，發現一根測溫線在進入蛇皮管1CM處，測溫線金屬絲直接接觸到蛇皮管金屬內層，導致匯水管接地。

對該位置測溫線逐一處理后，測量汽側匯水管絕緣電阻，為300 KΩ，此次故障點最終定性為測溫線經蛇皮管金屬內套接地。在此故障處理完后，對汽側其他有此蛇皮管位置的測溫線全部重新加裝二次絕緣，以防止長期振動磨損破壞絕緣。此位置故障說明，在材料選型上存在問題，該位置應該選用全絕緣材質保護套，便可杜絕該故障發生。

2.4 案例4

2012年4月，遼寧某電廠發生匯水管絕緣低故障，常見故障點全部排查完畢，仍未發現故障所在，在排查內冷水管路時發現，內冷水管路進出發電機部位，法蘭與發電機外殼之間絕緣墊有破損情況，該位置較隱蔽，不易被發覺，更換絕緣件后，絕緣恢復正常。

另外，絕緣引水管四周的固定架全部連接本體的金屬支架上，如果螺栓固定位置不善，極易短接到金屬支架上，造成匯水管接地，而且更加不易被發現，一旦發生非常規 絕緣故障，該位置作為重點排查對象。

2.5 其他故障

除了上述分析總結的幾個常見故障點外，發電機內部結露、進油也有可能造成匯流管對地絕緣電阻低。發電機停止運行后，如冷卻系統繼續投入，管路上的結露水沿管路落到發電機下部，積聚到內冷水管與發電機外殼連接的絕緣密封盤的低洼處，結露水中包含著雜質，聚到一定量的時候，絕緣被破壞，造成匯流管對地絕緣電阻低。在停機檢修時，及時清理底部汲水汲油。

3 結論

發電機匯流管對地絕緣電阻低，究其原因有設備設計、制造和現場施工、運行、檢修等方面的問題，在多次檢修及故障處理過程中，按照上述方法進行梳理檢查，能夠快速準確排除故障點，極大提高了檢修效率

[1]劉慶河.OFSN-300-2型汽輪發電機產品說明書.哈爾濱電機廠，2001：3-6.