發電機轉子、滑環絕緣低問題的探討與解決方法

撰文/林登有

■545002 廣西柳州發電有限責任公司 廣西 柳州

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發電機轉子、滑環絕緣低問題的探討與解決方法

撰文/林登有

■545002 廣西柳州發電有限責任公司 廣西 柳州

氣輪發電機轉子的絕緣強度不夠或者是滑環出現不均勻磨損，都會嚴重影響發電企業汽輪機的安全穩定運行，同時也是發生重大事故的原因之一，其一旦出現失磁現象就會造成巨大的經濟損失。本文通過實例來對發電機發生故障的原因進行解釋，并對實際的解決過程進行分析，同時對其他發電企業的安全防范也具有一定的推廣和借鑒作用。關鍵詞：發電機轉子；滑環絕緣低；探討與解決

隨著經濟的發展，國家對電力的需求量也不斷增加，因此，在發電機質量檢測方面受到國家高度重視；其中，影響發電機工作的因素有很多，比如：發電機內各個部件絕緣性的好壞都會影響到發電機的工作效率。本文主要對發電機轉子、滑環絕緣低等問題進行探討，并研究出相應的處理方法。

對轉子絕緣性降低的原因進行分析

a發電機轉子的滑環絕緣

滑環絕緣性降低的原因主要體現在以下兩個方面：一是碳刷粉量過大。主要原因是碳刷的質量不過關，從發電機實際運行過程中可以看出，一些發電機碳刷的硬度不足，處于偏軟的狀態，導致碳刷的軟硬程度不能配合發電機轉速，進而導致摩擦過度、碳粉過多；如果此時碳粉的顆粒度過大，將會導致絕緣性更低。此外，碳刷粉過多還與滑環表面加工粗糙、發電機架在運行過程中震動過大等方面有一定的關系。當滲出的油與碳刷粉融合時，將會導致碳刷粉的進一步堆積。二是滑環的結構縫隙不能滿足發電機安全運行的要求。比如：發電機兩極的距離不足或者沒有滿足要求的尺寸。如果碳粉堆積量過大，固定件和上下滑環的有效距離就會隨之降低，進而導致轉子的接地線出現故障。

b轉子的磁極絕緣

第一，在汽輪長的發電機中轉子磁極引線的伸出部分沒有安裝過度絕緣裝置，或是在安裝絕緣裝置時操作不規范，導致在包裝完成后引線表面出現一層環氧樹脂和絕緣漆，一旦機組沒有包裝規范，就會導致絕緣性降低。

第二，如果在刷漆過程中操作不規范，會導致絕緣性降低速度加快，因為這樣會導致轉子絕緣質量不夠，一旦出現受潮的情況，絕緣性將會大大降低。

不穩定接地方法的診斷

a轉子繞組的接地只與轉子的轉速有關

對于只與轉速有關而與其他參數沒有關系的接地故障來說，可以運用汽輪機來進行速度的調整，當接地穩定時再進行速度調整，保持穩定的速度，然后運用直流壓將法來測量此時接地的電阻值，并按照直流電阻的大小來確定接地點的測試方法。

b轉子繞隨溫度變化而變化

可以在繞組內通入較大的電流，使其溫度升高，達到接地時同樣的效果，然后用直流壓將方法測量接地電阻值，然后采用穩定接地診斷法進行診斷。

c轉子繞組接地與轉速和溫度有關系

類似于這樣的故障原因有很多，診斷也相對比較復雜，比如當發電機的轉子絕緣系統出現接地信號或者是光字時，首先第一件事是對該發電機進行跟蹤檢查，在不同的停機狀態下記錄轉子的轉速以及轉子繞組的絕緣狀況。如果確定了故障點在轉子的內部，可以運用交流的方法將不穩定接地轉變為穩定接地，這也是此類故障的關鍵處理步驟。

發生發電機滑環不均勻磨損事故的原因以及后果

一是碳粉進入氣輪發電機側勵磁線圈引出線部位，從而使絕緣性降低，導致轉子的某一點接地，并在碳刷和滑環之間出現環火。

二是對碳刷的彈簧壓力進行測量。其最大值為3.8公斤，最小值為1.5公斤，導致碳刷的受力不均勻，進而使磨損程度提高，滑環表面的碳粉量也會增加。

三是用鉗行的電流表對運行過程中的碳刷進行電流測定，如果電流值差距很大，且電流的最大值大約是電流最小值的三倍，此時碳刷群會產生很大的火花，使滑環表面的溫度急劇上升。

四是當失去磁性的發電機的電磁容量在電網中占據的比例過大時，會導致電網的電壓水平急劇下降，嚴重的可能會導致電網震蕩以及電壓崩潰，最終造成大面積的停電。

五是當發電機失去磁性時，對發電機本身的影響。當發電機失去磁性后，在轉折表面和轉子繞組中會出現差頻電流，從而導致附加溫度上升，此時電流在槽楔和齒壁之間、齒與套箍的接觸面上，都可能會出現局部溫度升高的現象，從而威脅到轉子的安全運行。

滑環存在的問題以及處理方法

滑環的表面會出現很嚴重的腐蝕現象，而且上、下滑環都存在很嚴重的磨損現象，并且能清楚的看到滑環表面碳刷沒有磨到大地方有車刀的痕跡，手觸有明顯的溝痕。

數發電機的轉數都是一定的，平均一秒中有六次振動作用于碳刷上，所以，盡可能降低擺度和振動對消除滑環的接觸都是有利的。在對滑環與碳刷接觸面進行處理時，對工件的同心度必須保證，不可超過規定的尺寸。

結束語

從對大多數發電機轉子絕緣性降低的原因進行分析、處理的過程來看，設計場在進行設計高轉速、高水頭機組的過程中，需要在濕度、通風性上投入更多的人力、物力，以免影響機輪的正常運行。

參考：

［1］ 施德航，李陽.小關子水電站發電機轉子、滑環絕緣低問題的探討與解決方法［J］.四川水力發電，2015，34（3）：95-96，102.

［2］ 李橋富.發電機轉子繞組對地絕緣電阻偏低的原因分析及處理［J］.水電站機電技術，2012，35（2）：54-56.

［3］ 王長美，白志安，高進等.發電廠對汽輪發電機轉子絕緣低和滑環不均勻磨損事故的處理［J］.中國電力教育，2010，（z2）：448-449.

林登有（1971.11.09-）性別：男；籍貫：廣西壯族自治區玉林市；職稱：助理工程師；學歷：大專；研究方向：火力發電廠運行。