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浅谈端部电位测量法检测在发电机绝缘隐患的应用摘要：本文主要介绍了端部电位测量法在发电机绝缘隐患原理、方法、注意事项及测试标准，并列举了实例。
关键词：端部电位测量法；发电机；绝缘电力设备在运行中，绝缘材料长期受到电场、温度和机械振动的作用，逐渐发生性能劣化（整体劣化和部分劣化），以至形成缺陷。
在各种电气预防性试验中，直流和工频交流耐压试验是鉴定电力设备绝缘强度的有效和直接的方法。
直流和交流在复合绝缘各介质上的电压分布以及发电机端部表面的电位分布各具特点，工频交流耐压试验易于发现定子线圈槽内部分及槽口附近的绝缘缺陷；而直流耐压试验对发现定子线圈端部及出线的绝缘缺陷更为有效。
直流耐压试验虽然在发电机定子端部上分布电压较高，但泄漏电流是由体积绝缘和表面绝缘电阻的大小而决定的，而表面绝缘电阻又与其对铁芯的距离成正比。
因此，当定子端部某点（如端部绝缘盒）或出线部分远离铁芯处发生体积绝缘缺陷，甚至严重的导体裸露时，直流耐压和交流耐压试验均很难有效发现缺陷。
国产200MW、300MW水—氢—氢冷却方式的汽轮发电机定子绕组端部手包绝缘部位，常因包扎不良、绝缘填料不实、整体性能差等原因，在运行条件较差情况下（如机内有脏物、氢气湿度大等），该部位易出现火花放电、绝缘损坏，甚至造成发电机损坏事故。
为保证发电机的安全运行，除不断改善运行条件外，还应按照原国电公司下达的《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》（简称《二十五项反措》）要求，“防止发电机损坏事故”加强对发电机端部手包绝缘引线接头，引水管锥体绝缘和过渡引线绝缘潜伏性故障查找，即端部电位测量。
对定子绕组施加一定的直流电压，在手包绝缘处的表面测量其对地电位和该点的泄漏电流，是检查端部手包绝缘状况较为有效的测试手段，可以发现直流和交流耐压所不能发现的绝缘隐患，且现场测量简单易行。
1．测试原理绕组端部接头（包括引水管锥体绝缘）及手包绝缘引线绝缘等值电路，见图1。
R1、R2分别为手包绝缘体积和绝缘表面对铁芯距离的等效电阻，A点为测量部位。
用表面电位法寻找发电机线圈端部的缺陷摘要正规的预防性试验，一般很难发现发电机定子线圈端部绝缘的缺陷。
直接加压表面电位法试验能有效地找出定子线圈的端部绝缘缺陷。
本文从机理试验方法、注意事项等方面阐明表面电位法，并以水内冷汽轮发电机为例说明。
关键词表面电位；线圈端部；绝缘缺陷1 前言发电机线圈端部绝缘缺陷如未能及时发现而任其发展就会酿成大事故。
国产200MW和300MW 发电机多次发生定子线圈端部事故或障碍。
例如，某热电厂11号机的相间短路事故，该发电机于 1989年出厂投运后，因B相引线接头长期渗水，导致该处绝缘强度不断降低，终于在1992年3 月26日被击穿短路。
B相引线被烧熔，除5股实心导线外，其余导线均被烧断，水接头也被烧坏，A相引线的实心导线烧断17股。
又如某发电厂5号发电机，1991年投运，1992年4月16日发生相间短路事故。
原因是第37槽线棒鼻端与第28槽线棒的渐开线末端绝缘劣化破坏，表面电位不断升高，形成相间击穿。
类似上述事故端部绝缘缺陷，如能及早发现，事故是可以避免的。
这里介绍行之有效的表面电位法，它能及时发现发电机定子线圈端部绝缘存在缺陷的部位和性质，以便及时处理，消除缺陷，保证安全运行。
2 线圈端部绝缘表面电位测量法2.1 表面电位易升高的部位发电机线圈端部的联结部位、引线、过渡引线等处的手包绝缘以及与模压绝缘的搭接处的绝缘，由于制造或检修质量不良，引起绝缘不断劣化，表面电位随之升高的部位。
2.2 正加压表面电位法此法是在定子线圈的导线上施加一定的直流电压，测量线圈端部绝缘的表面电位。
根据测出数值的大小，以判断绝缘强度的现状。
正加压表面电位法的测试触头的原理接线如图1。
图1 正加压电位法测试触头的原理接线图2.3 表面电位法判别绝缘的机理图1中，静电电压表用于测量电位较高时的读数，直流微安表用于测量几十伏至几百伏之间的读数。
现以检测水内冷定子线圈端部冷却水接头部位绝缘的表面电位为例加以说明，见图 2。
电工电气 (20 9 No.2)作者简介：张树铭(1996- )，男，助理工程师，本科，从事发电机和高压开关设备相关工作。
发电机手包绝缘表面电位测试接线原理及改进张树铭(中国大唐集团科学技术研究院有限公司华东电力试验研究院，安徽 合肥 230088)摘 要：介绍了发电机定子绕组手包绝缘施加直流电压测量方法，阐述了正接线和反接线试验方式的试验方法和实验原理，分析对比了两种接线方式的优缺点，针对传统的试验接线方式中存在的问题提出了改进措施，给出了一种新的基于传统反接线方式的手包绝缘测试方法，既能满足在定子通水状态下进行试验，又极大地缩小了试验设备容量，工程运用表现良好。
关键词：手包绝缘；表面电位；反接线方式优化中图分类号：TM303.1；TM306 文献标识码：B 文章编号：1007-3175(2019)02-0056-04Abstract: Introduction was made to the method of direct current voltage measuring imposing on the hand-making insulation of generator stator winding. This paper expounded the test method and experimental principle of positive and reverse connection test modes, and analyzed and compared two kinds of relative merits of two types of connection modes. Aiming at the problems existing in traditional test connection mode, this paper proposed the improved measures and gave a new kind of hand-making insulation test method, which not only met the re-quirements of the test under conditions of stator through-water state, but also greatly reduced the test facility capacity, with good engineering application.Key words: hand-making insulation; surface potential; reverse connection mode optimizationZHANG Shu-ming（China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co., Ltd,East China Electric Power Test Research Insitute, Hefei 2 00 , China ）Wiring Principle and Improvement of Surface Potential Test forGenerator Hand-Making Insulation0 引言国产汽轮发电机端部经常存在各种缺陷[1]，可能导致定子端部绕组绝缘变弱，容易产生表面放电、接地或相间短路等故障[2]。
![一种发电机定子绕组绝缘局部放电故障在线监测诊断方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s1/m/1aef3d4ea36925c52cc58bd63186bceb19e8edd5.png)
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011197314.7(22)申请日 2020.10.30(71)申请人 华能澜沧江水电股份有限公司地址 650214 云南省昆明市世纪城中路1号(72)发明人 杨增杰 赵志清 李坚 李培健 赵显峰 张震 李航 熊国玺 谭尚仁 曾令龙 杨建凡 温成明 吕爱军 刀亚娟 (74)专利代理机构 昆明正原专利商标代理有限公司 53100代理人 徐玲菊 亢能(51)Int.Cl.G01R 31/12(2006.01)G01R 31/72(2020.01)G06F 30/27(2020.01)G06K 9/62(2006.01)G06N 3/04(2006.01)G06N 3/08(2006.01)(54)发明名称一种发电机定子绕组绝缘局部放电故障在线监测诊断方法(57)摘要本发明公开了一种发电机定子绕组绝缘局部放电故障在线监测诊断方法，包括如下步骤：局部放电在线监测数据转换，局部放电数据图像化表示；建立绝缘局部放电特征数据库；诊断模型建模、训练；模型应用。
本发明为人工诊断提供客观的数据支撑，降低人工诊断经验要求的门槛，在目前状态检修的大环境中有较大的应用价值和推广意义。
权利要求书1页 说明书5页 附图3页CN 112305388 A 2021.02.02C N 112305388A1.一种发电机定子绕组绝缘局部放电故障在线监测诊断方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤（1）、局部放电在线监测数据转换，局部放电数据图像化表示从局部放电在线监测系统导出局部放电原始数据，从中逐一提取样本正局部放电幅值、正局部放电相位、正局部放电数量数据集d1，负局部放电幅值、负局部放电相位、负局部放电数量数据集d2，将数据d1、d2合并成具有正负局部放电幅值、正负局部放电相位、正负局部放电数量的局部放电样本原始数据集；将样本原始数据集转换为灰度图，在灰度图同一坐标下画出50HZ正玄波曲线，得到局部放电样本图像；步骤（2）、建立绝缘局部放电特征数据库从局部放电在线监测系统导出局部放电原始数据，从中逐一提样本取采集时间、样本号、测量状态、厂站、发电机信息构成样本信息数据，从中逐一提样本取正负放电量Qm、正负放电数量NQN数据构成样本局部放电综合数据；将发电机绝缘故障按0-9顺序标号形成样本故障代码表，将局放样本对应发电机绝缘故障编码按样本顺序逐一添加构成样本标签数据；将上述样本信息数据、样本局部放电综合数据、局部放电原始数据、样本标签数据打包构成绝缘局部放电特征数据集，后续根据发电机绝缘状态不同不断采集新的样本加入，构成绝缘局部放电特征数据库；步骤（3）、诊断模型建模、训练通过卷积神经网络建立深度学习模型A，将绝缘局部放电特征数据库中局部放电原始数据、样本标签数据输入A模型，对模型进行学习训练；模型A训练：采样多分类损失函数，自适应学习率优化算法，监控指标准确率，通过多轮、多批次学习训练得到模型参数A.h5；步骤（4）、模型应用将未知故障的样本原始数据输入学习训练好的模型A，经过模型A及参数A.h5计算后输出样本的故障类型百分比概率。
发电机手包绝缘表面电位试验的应用芦竹茂;梁基重;王天正;俞华;王志鹏【摘要】本文介绍了绝缘表面电位试验相比于直流、交流耐压试验在检测发电机定子绕组端部绝缘方面的优势,并对试验原理、试验接线及注意事项进行了阐述.通过案例验证了手包绝缘表面电位试验能够有效检测发电机大修时定子绕组端部手包绝缘处理后的绝缘质量,为电厂电气设备运行维护提供可靠的试验依据.【期刊名称】《大电机技术》【年(卷),期】2015(000)003【总页数】4页(P32-35)【关键词】手包绝缘;表面电位;定子绕组端部;绝缘检测【作者】芦竹茂;梁基重;王天正;俞华;王志鹏【作者单位】国网山西省电力公司电力科学研究院,太原030001;国网山西省电力公司电力科学研究院,太原030001;国网山西省电力公司电力科学研究院,太原030001;国网山西省电力公司电力科学研究院,太原030001;国网山西省电力公司电力科学研究院,太原030001【正文语种】中文【中图分类】TM3110 引言国产水-氢-氢冷却汽轮发电机端部经常存在各种缺陷，比如：涤玻绳紧固不良、绕组接头及引线手包绝缘存在缺陷、绝缘盒绝缘材料填充不满及定子绕组接头处空心铜线焊接不良造成渗漏等缺陷。
在此部位运行过程中受到热应力、油泥污秽及各种机械应力的作用，可能导致定子端部绕组绝缘变弱，容易产生表面放电、接地或相间短路等故障，因此发电机定子绕组端部绝缘检测显得尤为重要。
1 表面电位试验与直流、交流耐压试验的对比直流、交流耐压试验是发电机定子绕组绝缘检测的有效方法。
发电机定子绕组端部等值电路如图1所示。
假设电压沿无限长绕组分布，发电机耐压试验时，定子绕组端部电压分布可用式（1）表示：其中（直流耐压时）（交流耐压时）。
式1中，U1-定子绕组相对于定子铁心的电压；U2-定子绕组端部距离铁心L处的电压。
图1 发电机定子绕组端部等值电路图直流耐压试验时，电压按电阻分布，不存在电容电流，流经绝缘表面的泄漏电流很小，端部绝缘上承受的电压较高；当距离铁心较远时，由于绕组端部表面电阻的作用，端部绝缘上承受的电压大大降低。
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010595878.X(22)申请日 2020.06.28(71)申请人 云南电力技术有限责任公司地址 650217 云南省昆明市经济技术开发区云大西路105号(72)发明人 张意 罗扬曙 赵勇军 李秀婧 杨滔 马国华 顾跃 杨增方 周利明 夏金柱 吴钊 赵磊 徐武祥 (74)专利代理机构 北京弘权知识产权代理事务所(普通合伙) 11363代理人 逯长明 许伟群(51)Int.Cl.G01R 31/12(2006.01)G01R 31/34(2006.01)(54)发明名称一种实用发电机定子绕组端部电晕检测方法(57)摘要本发明公开了一种实用发电机定子绕组端部电晕检测方法，包括：在暗室下观测发电机定子绕组端部产生起晕时用紫外成像仪获得起晕部位稳定的电晕放电图片及起晕光子数Nc1，在规定的试验电压下用紫外成像仪观测发电机定子绕组端部每个部位电晕放电图片及放电光子数Nc，当端部某部位光子数Nc大于起晕光子数Nc1时，则该部位在本次检修中应进行防晕处理。
本申请提供的一种实用发电机定子绕组端部电晕检测方法将定性分析的暗室目测法和定量分析的紫外成像法有机的结合起来了，具备方法简易、实用性强、可操作性强等优点，适合在行业内广泛的推广。
权利要求书1页 说明书4页 附图1页CN 111596187 A 2020.08.28C N 111596187A1.一种实用发电机定子绕组端部电晕检测方法，其特征在于，在用暗室目测法对发电机定子绕组端部电晕试验时用紫外成像仪记录下起晕光子数，然后用紫外成像仪对发电机定子绕组端部进行定量检测光子数，当发现端部某部位所测光子数超过起晕光子数时判断为本次检修需对该部位进行防晕处理，具体基本步骤如下：结合发电机检修机会将发电机转子吊出堂内，采用暗室目测法在暗室内在发电机端部设置至少三个观察点对发电机端部同时进行观察，至少两观察点观察的结果一致有效，在所观测的暗光条件下应停留至少10min；试验前，所述观察点应设置在暗室，或，设置在发电机定子堂内并与发电机定子绕组及端部保持足够安全距离的位置再进行试验，试验前记录紫外成像仪与定子绕组端部的距离、角度、温湿度信息，并且调整好紫外成像仪的参数设置；试验时，采用工频谐振或其他试验设备能使发电机定子绕组上施加的工频电压达到第一阶段及第二阶段，在任意检测阶段升压过程中，当所加电压达到最高试验电压的75％时，应以最高试验电压的5％分段加压，加压过程应平缓，一旦出现严重放电现象时，立即降低电压并停止检查；在第一阶段或第二阶段过程中，当发现定子绕组端部或定子线棒周围出现亮点或火花等电晕特征时经至少两个观察点进行确认后，用紫外成像仪观测出电晕起晕光子数Nc1；最后，用紫外成像法对发电机定子端部绕组进行电晕试验，试验过程中发现某部位所测光子数超过起晕光子数时判断为本次检修需对该部位进行防晕处理。
