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发电机定子交流耐压试验绝缘击穿原因分析及处理摘要：发电机定子绕组直流泄漏电流的测量一般是在定子绕组的中性点或出口处施加直流电压，记录不同电压下的泄漏电流值，可高效判断定子绕组绝缘状态和必要时的及时处理，有效避免发电机定子绕组短路或直接接地故障。
在清江公司郁江流域某电厂发电机交接试验过程中，对发电机定子绕组进行直流耐压试验和直流泄漏电流测量试验时，通过分析直流泄漏电流值发现该电站2号发电机定子绕组上端部绝缘盒存在绝缘缺陷，并给出了处理方案，处理后试验合格。
关键词：发电机；定子交流耐压试验；绝缘击穿原因分析；处理引言高压电动机定子采用散绕组结构，可以减小电动机的尺寸、重量和成本，具有较好的性价比，但因其绕组形式不同，绝缘结构也不同。
随着时代的发展和科技的进步，人们对电动机的性能要求越来越高，高压电动机定子绝缘结构从原来的单层绕组向多层多绕组发展，结构变得更加复杂。
1定子槽部绝缘分析在定子线圈上施加电压，使绕组内的介质发生极化，在这个过程中，表面张力使表面之间互相吸引，内部之间互相排斥。
在两个绕组表面之间的绝缘层中，由于表面张力的作用，电荷转移到绝缘层中并向表面扩散。
这种现象称为“空间电荷”或“电晕”。
空间电荷是由电场的变化产生的，不是由电场本身引起的。
如果绝缘层被击穿，电晕现象将继续。
对于高压电动机定子绕组来说，绝缘层是由许多层压板制成的，材料一般是单层或多层玻璃布或纤维板等绝缘材料。
由于电压等级较高，各层压板之间以及每一层压板之间都存在着大量的空间电荷，它们分布在每一层压板上。
因此，每层压板与层压板之间必须形成电场梯度，以减少空间电荷的积聚。
2重要性发电机中性点接地方式通常包括不接地、经消弧线圈接地、经高电阻接地方式。
随着大中型水轮发电机的投运，发电机单相对地电容电流越来越大，上述三种传统接地方式已不能满足工程要求。
其中，不接地方式存在弧光接地过电压较高，消弧线圈接地方式存在位移电压过高，高电阻接地方式存在单相接地电流过大等问题。
电机定子绝缘问题及查找方法作者：王国庆来源：《中国科技博览》2016年第13期[摘要]本文结合泵站检修实际，探讨了同步电动机定子绝缘故障的检查及相应处理方法，希望对广大泵站运行检修从业者有一定的参考。
[关键词]同步电机绝缘中图分类号：303.3 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2016）13-0015-01同步电动机绕组绝缘包括股间、闸间、排间、层间等。
端部各种支撑或固定用的绝缘构件以及连接线和引出线的绝缘。
不同的绝缘材料或工艺方法组成不同的绝缘结构。
绝缘结构主要起隔离电的作用，在长期运行中，由于受点、热、机械的作用和不同环境的影响，绝缘逐渐老化，致使电机不能安全运行，因此，绝阻绝缘是决定电机说明的重要因素。
同步电动机定子绝缘问题表现在两个方面：一方面为定子绝缘破坏，表现为局部及产和线圈绝缘损坏。
线圈内对地绝缘的损害，线圈出槽槽口绝缘损坏，线圈对端箍放电及相间绝缘破坏等；另一方面表现为绝缘性能的下降，以至不能满足一定运行的基本要求，绝缘性能下降，通过测试主要表现在定子绝缘电阻和吸收比的下降，同时也表现在直流耐压时泄露电流值过高和三相不平衡及直流耐压击穿，交流耐压实验室的击穿现象等。
电机绝缘点查找的问题，在事故状态时，故障点的问题比较明显，但大多数表现为绝缘性能下降，需要查出故障点，绝缘问题严重影响机组运行，如果处理不当，常常是产生事故的条件。
常规试验方法有用兆欧表测量定子绝缘电阻和吸收比，这是常用最直接的检查方法。
而直流耐压泄露试验能进一步检查发现绝缘缺陷，在大多数情况下可以在绝缘尚未击穿前就发现或找出缺陷。
由于直流泄露试验是按电阻分压的，因而能更有效地发现端部缺陷和间隙性缺陷，同时击穿时绝缘损害较小，试验设备容量小，因而直流耐压试验是比较完全的，有效的办法。
在经过上述查找没有发现问题或经过大修理重新安装后，在预防性试验中采用交流耐压试验，它的试验电压与工作电压波形频率一致，是检查考验电机绝缘的可靠方法。
水轮发电机定子转子绝缘故障原因及预防摘要：在电力系统中，发电机是非常重要的组成部分，发挥着非常大的作用，电力系统供电的可靠性在很大程度上由发电机的运行决定，在发电机中，定子和转子是非常重要的组成部分，定子转子的绝缘性能保证发电机的安全运行。
水轮发电机在使用的过程中会受周围环境的影响，会使材料绝缘性能降低，本文针对这一问题做出简要分析。
关键词：水轮发电机，定子，转子，故障分析，预防一、水轮发电机定子转子的绝缘故障分析1.1定子产生绝缘故障的原因1.1.1非工作状态下的问题水轮发电机不仅存在工作状态下产生的问题，其中在没有工作的状态下就有可能产生很多问题，水轮发电机被设计出来之后，会经过制造，这个过程就有可能产生问题，由于工人制造的问题，使制造工艺非常差，很多部位绝缘性很差，有时还会出现定子绕组不牢固不合理的现象，这些被制造出来的产品，在高温高压的环境下，很容易产生局部老化的现象，而且还经常产生定子的开裂、松动等现象，随着使用时间的增加，绝缘问题会越来越明显，较严重的会产生恶性事故，并且引发火灾。
除此之外，在投入到使用的过程中，水轮发电机会由制造厂运输到发电厂，在运输的过程中，有些由于道路崎岖，也会对水轮发电机造成一定的损伤。
在安装的过程中由于工作人员的操作问题，也会给水轮发电机造成一定的质量问题。
而且当水轮发电机出现较小的损伤时，在试验和验收的过程中，并不会出现异常情况，但是在日后的使用过程中，随着使用时间的增加，这些部位就会越来越明显，很容易引发绝缘击穿的事故。
1.1.2铁芯硅钢片局部短路在水轮发电机的定子中，有一部分是铁芯硅钢片，这一部位的绝缘性很容易受到损伤，在工作的过程中，很容易产生碰伤，这样一来就会造成松动，而且电腐蚀比较明显，除此以外由于工作环境常处于高温状态下，所以也会受到非常大的影响，这样一来，片间的绝缘性就会被逐渐破坏，从而造成局部短路的现象，局部短路的现象，一旦出现就会在很大程度上增强铁损耗，造成局部发热比较明显，从而就会加速绝缘部位的老化，如果在日后的使用过程中没有被发现，并没有做出合理解决，就很容易引发事故。
汽轮发电机组定子绝缘问题的分析和讨论摘要就汽轮发电机组定子绝缘问题进行讨论,主要分析影响发电机定子在起机前绝缘性能不良的因素,针对发现的因素提出具体的处理措施以使电机定子绝缘性能达到合格标准。
关键词发电机;定子;绝缘电阻我国普遍采用水-氢-氢冷却方式对大型发电机组进行冷却,定子采用水内冷的方式;转子采用氢内冷;钉子铁心采用氢冷的方式。
为了防止发电机内漏出或外界空气进入发电机内部而采用密封油系统。
定子冷却水系统用于冷却发电机定子绕组;氢系统用于冷却发电机转子绕组及定子铁心。
然而,对于定子出水汇流管直接接地型发电机,在通水后测量定子绕组绝缘电阻存在一定困难。
国内测量水冷绕组的绝缘电阻一般采用专用摇表测量或吹干水测量,但该专用摇表仅适用于定子水路不直接接地系统,而定子绕组通水,将很难将水吹干净。
本文就汽轮发电机组定子绝缘问题进行分析。
1发电机定子线圈结构以东方电机股份有限公司生产的QSFN-600-2-22A型发电机为例。
600MW 汽轮发电机额定电压22kV,定子绕组由84根条式线圈组合而成,上下层各42根。
发电机定子线圈空实心绕组共56根。
分成4排组成半匝式条式定子线圈。
4排空实心绕组线分为两组,每组由两排绕组线编合而成。
每排绕组线由7根空心铜线和7根实心铜线搭配组成。
定子线圈主绝缘用特制的F级粉云母带5440-1连续绕包后模压固化成型。
槽部单边绝缘厚度为6.19mm(包括防晕层),端部单边绝缘厚度为4.75mm。
采用一次成型防晕处理结构。
水接头采用新型的水盒式结构形式,定子线圈4排绕组线全部焊接在水接头的盒体内。
该型号的发电机定子水路采用焊接密闭结构。
线圈水路的组成:水电盒水接头、连接铜管、铜三通、绝缘引水a管、汇流管。
氢气控制系统是对机内氢气的压力和纯度进行测量、监视和控制的作用。
其作用包括:保持机内氢气压力,进行气体置换,显示机内氢气压力、机内氢气纯度和机内是否漏油漏水,保持氢气干燥等。
其中循环风机主要用于氢冷发电机冷凝式氢气去湿装置的除湿系统。
发电机定子线棒绝缘烧损原因及对策发电机定子线棒绝缘烧损原因及对策摘要：分析了尼那水电站灯泡贯流式机组定子线棒绝缘劣化导致接地事故的原因，提出了发电机绝缘劣化问题的解决和处理办法。
关键词：水轮发电机；定子绝缘；事故处理；设备维修1前言青海省贵德县境内尼那水电站机组是20世纪90年代末从天津阿尔斯通公司引进的灯泡贯流式机组，装机4台，单机容量为40MW。
发电机定子为F级绝缘，定子绕组为分数槽双层波绕组；定子线棒主绝缘采用粉氧云母为基础、环氧树脂为胶粘剂、玻璃纤维补强的热固性复合绝缘材料，线棒与槽壁、槽底、槽楔板、层间半导体隔板间空隙采用注入半导体硅橡胶填充（与国内通常用半导体垫条方式不同）。
定子采用贴壁结构，直接固定在灯泡体外壳上。
定子铁芯内部无通风道，利用灯泡体外壁作为定子散热面，直接将热量传导给灯泡体外流过的河水中。
发电机冷却方式为密闭式水循环强迫风冷。
一次冷却系统为密闭空气冷却系统，由位于灯泡头内7台4kW的轴流风机将风向水空冷却器冷却，冷却后的风经过转子轮毂上的5个（单侧）轴向通风孔到达定子下游侧，再经转子极靴间间隙和气隙到达定子上游侧，再后回到风机。
二次冷却系统为水空冷却器，采用密闭循环，由灯泡头外河水经灯泡头内冷却套冷却水空冷却器产生的热水。
2定子烧损情况2.1定子线棒绝缘击穿2012年08月15日，尼那水电站机组发生了1次定子线棒绝缘击穿的定子接地故障，3号机组在并网并带满负荷时，突然发生定子接地保护动作，保护出口动作，机组出口开关和灭磁开关跳闸，机组突然甩负荷导致140%Ne转速保护动作停机，泡体竖井内有浓烟且刺鼻。
后经检查发现，泡头内面向上游侧+Y方向第131#—136#定子线棒绝缘盒处有明显灼伤痕迹，绝缘已破损，134#线棒下端部绝缘包头爆裂,其他部分线棒的端部绝缘膨胀。
端部并头套均被烧熔一角(对导电截面影响不大),故障点周围大面积电弧灼。
在处理过程中，发现事故线棒靠近击穿位置约4/5线棒全长处已呈白色，防晕层完全破坏，主绝缘电腐蚀现象严重，而下游侧段线棒从槽口处起有30～40cm长的线棒直线段防晕层没有受损且未发生电腐蚀。
发电机定子线棒绝缘击穿原因分析及处理对策作者：郑伟来源：《中国新技术新产品》2018年第14期摘要：发电机定子主要由铁芯、线圈和机座组成，定子线棒绝缘击穿将会对发电机正常运行产生直接影响，因此必须要在发现问题后及时分析问题原因，并采取针对性的处理措施，使发电机尽快恢复运行。
本文以某水电站3号水轮发电机为例，首先对故障的查找方法、引发定子线棒绝缘击穿的原因进行了概述，随后分别从修复线棒、拉紧螺杆、清理铁芯等方面，就故障定子的处理对策展开了简单分析。
关键词：发电机定子；绝缘击穿；故障原因；处理对策中图分类号：TM31 文献标志码：A1 发电机机组概况某水电站装机容量为860MW，年设计发电量为2.27TWh，共有4台密闭自循环空气冷却的半伞式凸极水轮发电机，设备型号为SF180-60-12800，额定功率180MW。
发电机定子绕组采用双层条形波绕组，定子槽数540，极数2P=60，每极每相槽数为3，支路数为3Y，绕组节距1-9-19，铁心内径1230mm，铁心长度1850mm。
定子绕组为F级桐马环氧粉云母多胶带主绝缘，全模压一次成形。
定子线棒端头采用连接板银焊结构，端部绝缘结构为绝缘盒封口后灌注胶填充。
定子绕组分9个分支，共1080根线棒。
2 发电机定子线棒绝缘击穿分析2.1 故障点的判断发电机发生故障时，未在机坑内发现异常响动或冒烟情况，据此初步判定为发电机内部小范围故障。
关停发电机后，由于上机架没有拆除，转子仍然留在机坑，需要现场技术人员做好安全防护工作。
制定初步的故障检查方案后，技术人员先进入风洞，主要检查定子绕组的上下端，线棒两端均没有发现故障问题。
此时可以确定故障源在槽内。
技术人员撤出后，拆解上机架，利用起吊设备将转子调出，技术人员对绕组的U相、W相、V相进行绝缘电阻测量，测量结果为：U相、W相以及V相的1、2支路绝缘合格，而V相3支路绝缘电阻为0。
综合上述检测结果，决定使用“直流降压法”和“直流高压间隙放电法”依次来判断故障源的位置。
水轮发电机定子绝缘盒开裂处理摘要：本文以国内某大型水电站，发电机定子检修过程中发现的定子端部绝缘盒开裂处理为例，阐述并分析了发电机定子端部绝缘盒开裂及其产生原因，并提出了详细的处理方法，对消除发电机安全隐患具有重大现实意义。
关键词：水轮发电机：绝缘盒；裂纹1、故障介绍某大型水电站水轮发电机型号为SF600-60/15940,定子线圈绝缘等级为F级。
在进行发电机定子检修过程中，发现其定子下端部线棒绝缘盒与灌注胶之间、灌注胶与线棒之间存在裂纹悄况［1］。
图1:绝缘盒灌注胶开裂照片2、现场检查现场检查有404个绝缘盒在绝缘盒与灌注胶连接处有裂纹，其中下端部绝缘盒355个，裂纹普遍深度约90mm,个别裂纹深度130mm；上端部绝缘盒49个, 裂纹深度约50mm,最深深度lOOmmo检查发现有15个绝缘盒，其灌注胶与线棒间存在裂纹，其中14个为上层线棒下端部，普遍深度约3mm,最深为25mm； 1个为下层线棒下端部，深度约2mm。
3、原因分析根据现场检查情况并结合发电机定子线棒安装工艺及2015年检修后设备运行情况，综合分析，初步判断造成本次绝缘盒灌注胶裂纹的可能原因为：（1）绝缘盒使用前清洁不彻底，导致灌注胶与绝缘盒之间粘接不好，致使灌注胶与绝缘盒之间出现裂纹。
（2）现场安装工艺以及具体操作过程质量控制不好所致。
（3）绝缘盒或绝缘灌注胶材质的原因。
4、绝缘盒裂纹处理经过厂家、电厂相关部门人员分析讨论形成了现场处理方案：（1）针对绝缘盒灌注胶与线棒间存在裂纹缺陷的绝缘盒，现场采取拆除原绝缘盒并按《水轮发电机定子并头绝缘盒灌注工艺守则》安装新绝缘盒。
（2）针对绝缘盒内壁与灌注胶存在裂纹缺陷的绝缘盒，现场釆取补刷室温固化涂刷胶（HEC56102）来消除裂缝。
现场处理情况如下：4.1发电机定子线棒与灌注胶之间存在裂纹的绝缘盒处理4.1.1现场采用角磨机对需拆除的绝缘盒进行切割，然后再利用刨刀、手锤等将绝缘盒及绝缘盒灌注胶逐步剔除，直至灌注胶清除干净，最后用酒精、口布对线棒并头块进行清洁至干净、无灰尘［2］,处理情况见图2、图3。
试论发电机定子绝缘盒内绝缘材料的相关问题
作者：李正洪袁永生
来源：《科技创新与应用》2015年第27期
摘要：文章从发电机定子绝缘盒内绝缘材料中常见的问题入手，重点探讨了水轮发电机组的定子绕组绝缘盒内环氧胶出线问题的原因，并有针对性地提出解决建议，希望对于今后的发电机定子绝缘盒内绝缘材料发展具有一定帮助。
关键词：水轮发电机组；绝缘盒；绝缘材料；存在问题；原因分析；解决建议
引言
水轮发电机组中的绝缘系统具有很重要的位置，水轮发电机组的使用寿命和可靠性都是受到其影响。
而对于水轮发电机组中的定子绝缘来说，其端部绝缘盒内的绝缘材料所涉及到的配制、材料以及灌注工艺等，都能使得定子绕组的绝缘性能受到直接的影响，所以，应该充分重视发电机定子绝缘盒内绝缘材料的相关问题。
1 常见问题探讨
纵观我国的电力生产，对于生产定子绝缘盒过程中，其主要的填充材料则是环氧胶，这主要是考虑到其具有较高的力学性能、耐热性能、电绝缘性以及稳定性等。
对于环氧胶来说，主要涉及到多种的成分配方，如果存在不当比例的配制问题，则会导致机组安全运行的风险性大大提升。
通过研究国内的部分水电站情况，分析机组运行过程，各种各样的气泡存在于环氧胶中，还表现为其他的碳化、开裂、变质、分层、变色等情况。
如果运行人员不能及时有效地发现上述问题，轻则会导致涡流现象出现在绝缘盒内，由于定子呈现出较高的局部温度，造成继电保护动作出现停机状态；重则造成击穿定子绝缘体，这样就会导致出现相间短路、单相接地的问题，会容易产生较为严重的事故[1，2]。
以下针对上述问题所产生的原因进行重点分析，并能提出有效的解决建议。
2 原因分析
第一，产生气泡。
在进行水轮发电机组的定子绕组绝缘盒内环氧胶的现场配置过程中，应该充分考虑到背景因素，无法完全控制不同的地理位置、不同季节、不同湿度和环境温度的影响。
所以，应该从现场实际情况考虑，进行稀释剂的添加比例的确定，发电机生产厂家进行环氧胶灌注过程中，应该保证能够具有较好的流动性。
所以，这就对于安装施工单位的技术人员、厂家现场技术人员以及监理人员提出较高的技术要求。
如果他们没有较强的技术经验，不
能严格把关，不能有效控制好稀释剂添加的比例，导致其具有较差的流动性，必然会产生气泡现象。
第二，产生分层及泡沫状夹层问题。
在把环氧胶向绝缘盒进行进行灌注过程中，为更好保证环氧胶的密封性以及固化效果，在我国，分层灌注则是主要方式，一般都是进行3～4层铺设。
一般来说，环氧胶随着层数的增加，密实性越好，但需要进行配置的环氧胶次数也就相应增加。
在进行稀释剂添加比例的配置过程中，每次如果都存在一定误差，环氧胶的分层现象就是绝缘盒内出现；如果具有过量的稀释剂，进行灌注上层环氧胶过程中，则会一定程度上稀释下层已经固化好的环氧胶表面，这就会使得泡沫状夹层产生。
第三，产生开裂问题。
根据资料，对于100摄氏度的黄铜来说，其线膨胀系数为
17.62×10-6/℃，对于温度升高的情况下，黄铜则存在较为明显的变形。
如果环氧胶内部存在的分层发软、气泡等问题，存在机械强度不高的状态，对于连接块通电流造成线棒发热，这时的浅层发软环氧材料忧郁膨胀应力而产生拉裂，造成出现裂纹。
对于定子绕组端部“Z”型绝缘盒来说，其内部存在的环氧胶裂纹的情况则比较明显，分析其原因，主要是由于，相比于长方形绝缘盒内的并头块，热膨胀的绝对尺寸和应力比较大所致。
第四，产生变色问题，在进行配制环氧胶的过程中，如果存在不均匀的搅拌问题，则会造成环氧胶成分的不均，这样就不能保证充分实现环氧材料的化学反应。
所以，对于运行期间的机组来说，应该保证定子在80℃以上的正常温度，在此过程中，如果存在化学反应不充分的问题，则会导致变质或者二次反应的问题，这就是会出现环氧胶的变色问题。
第五，产生碳化以及变质问题。
对于环氧胶变质发黑或碳化问题进行分析，主要是在上述的气泡、开裂、泡沫状夹层等问题的基础上，如果长期运行，则会进一步造成恶化。
这样条件下，内部环境发生了一定的改变，会致使变化进一步加大。
对于绝缘材料变质、裂纹深度增加的情况下，会造成减小绕组的绝缘系数，急速增加泄漏电流，另外，再加上较为复杂的周围环境变化，空气介质湿度变化，存在一定的油污、粉尘等问题，这样使得绝缘耐压距离进一步缩小，增加爬电，容易出现一定的绝缘击穿问题。
所以，对于运行的机组来说，如果出现了环氧胶变质、开裂以及碳化的问题，应该充分重视，并及时采取必要手段。
3 建议
第一，保证施工工艺尽量简化。
针对现场的灌注和配制环氧胶的过程来说，由于现场施工人员、技术人员在工艺水平存在较大的差异性，导致复杂的工艺流程中，存在一定的人为误差概率增大的趋势，这样就难以保证现场施工工艺要求。
所以，应该尽量采用较为简化的施工工艺，尽量避免外在因素对于定子绝缘性的影响。
第二，应该保证焊接质量进一步提升。
如果存在线棒端头与并头块的焊接不好的情况，就会加大绕组接头的直流电阻，这样就造成温度升高，更容易出现环氧胶的碳化和变质的问题。
所以，应该保证各个焊接面在进行焊接之前进行打磨光滑处理，避免出现异物问题。
针对焊接
过程来说，有的厂家通过把一张银焊片放在并头块和线棒端头中间，提高焊接质量，取得不错的效果。
在焊接完成后，则应该进行焊接部位的直流电阻测量，这样就可以通过相关的实验数据来反映焊接质量。
第三，进行绝缘盒直流耐压相关试验。
针对当前电厂中的绝缘盒内环氧材料来说，进行灌注完成之后，则把直流耐压试验应用到单个绝缘盒中，这样能够有效保证对于绝缘材料直流泄露问题进行有效测量，这样可以进行类比，同样应用于水轮发电机组即可，能够保证单个绝缘盒内绝缘材料具有小于5μA为的泄漏电流。
第四，进行合理的设计方案优化。
在分析对于定子线棒的温度的影响方面，主要涉及到不断变化的机组运行工况、质量不高的现场焊接工艺以及过小的绝缘盒间距问题等，这些都会使得绝缘材料寿命受到影响。
所以，可以要求生产厂家，对于线棒端头焊接面的载流量进行适当放大，应该保证绝缘盒间的通风散热涉及到相关因素进行充分考虑，这样能够保证机组的长期稳定运行。
第五，保证绝缘盒的清洁。
根据要求，完成定子下线之后，应该彻底清除定子线棒周围的灰尘。
对于安装单位来说，应该进行仔细的地毯式清扫过程，不应该残留任何杂物，避免引发不必要的事故，这点应该引起安装单位的重视。
参考文献
[1]满宇光，徐滨伟.敞开式绝缘盒在三峡水轮发电机上的应用[J].大电机技术，2006（5）.
[2]韩波，李香华.水轮发电机定子绝缘盒开裂流胶缺陷分析及处理[J].大电机技术，2014（3）.。
