QFSN-300-2型发电机汇流管绝缘电阻低原因分析及处理

孙君建，范圣业，张 滨

大连发电有限责任公司，辽宁大连 116000

0 引言

QFSN-300-2型发电机为三相隐极式同步发电机，采用“水氢轻”冷却方式，整体为全封闭气密结构由装在转子两端的浆式风扇强制循环。定子引线固定在端部支架上，引线由空心铜管冷弯成形，并包有绝缘，冷却方式为水冷。通过柔软连接片与出线盒中的住引线连接。定子绕组总进出水管分别装在基座的励端和汽端，由汇流管经绝缘引水管构成向定子绕组、主引线、出线磁套管端子供水通路。总进出水管及出线盒内汇流管对地绝缘，并设有接线柱，以监测其绝缘电阻。

进行设备定检时，按要求对发电机绝缘进行测试，但是由于汇水管绝缘不良（要求汇水管对基座绝缘电阻大于等于3KΩ，汇水管对绕组绝缘电阻大于等于80KΩ），甚至经常发生金属性接地，造成测量误差较大，无法准确判断出设备实际绝缘值，为测试工作带来极大不便。通过实际缺陷处理过程，总结出如下汇流管对地绝缘电阻低的常见原因。发电机定子水内冷系统结构见图1。

图1 定子内冷水系统示意图

1 事件介绍

辽宁某电厂，自2009年投产以来，每次检修时，对发电机进行直流耐压和泄漏电流测量过程中，均遇到汇水管接地或绝缘电阻低等故障，严重影响了检修工作进展，在处理故障过程中发现，每次故障点都不相同，说明了发电机汇水管接地这类故障的普遍性和随机性，对几次故障处理过程做如下总结分析。

2 故障分析

2.1 案例1

2010年4月末，1号机组停机检修，工期25天，按照计划，机组停机后立即对发电机绝缘进行测量，使用测试仪为KD2677型水内冷发电机专用兆欧表，测试结果第一次绝缘电阻为1GΩ（三相），第二次测量结果为3 GΩ，由于数据偏差较大，怀疑某个环节出现问题，于是重新排查试验接线。试验仪器测试线接引正确，地线牢固，试验电源稳定，没有问题。排查外部试验线，将汇水管屏蔽线悬空，测试绝缘电阻，使用Fluck 115，结果显示，汇水管屏蔽线总绝缘电阻为0.5Ω，原来是实验引线有接地情况，导致试验数据偏差较大。进一步测量，发电机引出线汇水管绝缘电阻（汇水管对基座）为1000 KΩ，励端汇水管绝缘200 KΩ，汽端汇水管绝缘0.5 Ω，可以判断故障点在该回路上，将航空插件拆下，测量汽端汇水管外部接线绝缘0.5 Ω，测量航空插件内部绝缘电阻为85 KΩ，判断出，接地点为外部电缆受损导致系统接地，更换新电缆后，测量汇水管绝缘电阻（总计）为190 KΩ，再次测量发电机绝缘电阻值60m结果为：A相对地1.6 GΩ、B相对地1.2 GΩ、C相对地9 GΩ，显示数据正常。故障原因为施工期间，电缆受损，经过运行期间长期振动磨插，致使绝缘层彻底损坏接地。

2.2 案例2

2011年4月末，1号机组停机检修，按照计划，机组停机后立即对发电机绝缘进行测量，首先测量汇水管绝缘电阻，发现发电机引出线汇水管绝缘电阻（汇水管对基座）为980 KΩ，励端汇水管绝缘190 KΩ，汽端汇水管绝缘130 Ω，为接触性接地，初步怀疑为内部异物短接造成汇水管绝缘降低，根据现场检查情况决定，打开发电机底部汽侧检修人孔门，首先检查发电机底部汲油情况，其次从侧面检修孔，进入汇水管区域，全面排查，是否有异物搭接情况，追后检查绝缘引水管各处绝缘件及测温点绝缘状况。

打开发电机底部汽侧检修人孔门和排污法兰，发现内部少量费油，稍微清理后，即可进入检查。在清理底部内冷水排污门式，发现内部有大量已经结垢的淤泥，附着在法兰绝缘垫两侧，有可能造成发电机引水管绝缘降低，对该部位清理干净后，测量汽侧汇水管绝缘电阻为160Ω，故障部位不在此处。进一步对发电机内部进行检查，从人空门位置进入到汇水管底部，对可能接触金属表面的部位逐一排查，在排查到右侧5点方向位置时，发现在引水管侧面粘连一个设备标签纸，正好粘连在金属支架上，长度大概10CM左右，而且沾满油污，对该部位简单清理后，测量汽侧汇水管绝缘电阻值为120KΩ，达到测量允许值，由于工期要求，没有继续对其他部位进行深入检查，做了一些基础清理工作后，恢复系统。该缺陷主要是由于基建期间，发电机内部飘落的细小杂物未清理干净，长时间受油污侵蚀，导致绝缘逐步下降。这类缺陷，本可以通过细致工作避免发生的，要求在检查设备时，做到前面、仔细、不留死角。

2.3 案例3

图2 测温线接地位置

2012年3月末，1号机组停机检修时，再次发生汇水管绝缘电阻低故障，按照以前处理经验，首先确认故障部位，经测量各位置电阻，引出线汇水管绝缘电阻（汇水管对基座）为1000 KΩ，励端汇水管绝缘210 KΩ，汽端汇水管绝缘1.5 Ω，为金属性接地。在发电机侧面端子排箱内，通过航空插件测量判断故障点位置，结果为故障点在发电机内部，外线良好。为彻底解决绝缘故障，决定将发电机汽侧上端盖打开，另一方面，打开发电机底部汽侧检修人孔门，对汽侧汇水管做全面排查。经过6小时排查，未发现有异物处在，于是将工作重点放在测温元件上。测温元件安装在汇水管上专用的金属固定槽内其与汇水管导通，用绝缘布带捆绑固定后用绝缘胶水固化。测温元件外引线集中固定后，通过蛇皮管保护层，沿固定座引至航空接线板处，经过专用插件引出基座外。逐个拆开测温元件，同时测量汇水管绝缘电阻，全部拆过后，绝缘电阻仍未见提升，故障点不在测温探头上，再继续排查热电阻引出线。沿汇水管周圈检查热电阻引出线是否有被金属毛刺刺穿现象，经核实，无此故障，检查测温线束通道，发现固定保护线束的蛇皮管是金属内套蛇皮管，在出入口处容易发生绝缘皮破损接地故障，经逐一排查，发现一根测温线在进入蛇皮管1CM处，测温线金属丝直接接触到蛇皮管金属内层，导致汇水管接地。

对该位置测温线逐一处理后，测量汽侧汇水管绝缘电阻，为300 KΩ，此次故障点最终定性为测温线经蛇皮管金属内套接地。在此故障处理完后，对汽侧其他有此蛇皮管位置的测温线全部重新加装二次绝缘，以防止长期振动磨损破坏绝缘。此位置故障说明，在材料选型上存在问题，该位置应该选用全绝缘材质保护套，便可杜绝该故障发生。

2.4 案例4

2012年4月，辽宁某电厂发生汇水管绝缘低故障，常见故障点全部排查完毕，仍未发现故障所在，在排查内冷水管路时发现，内冷水管路进出发电机部位，法兰与发电机外壳之间绝缘垫有破损情况，该位置较隐蔽，不易被发觉，更换绝缘件后，绝缘恢复正常。

另外，绝缘引水管四周的固定架全部连接本体的金属支架上，如果螺栓固定位置不善，极易短接到金属支架上，造成汇水管接地，而且更加不易被发现，一旦发生非常规 绝缘故障，该位置作为重点排查对象。

2.5 其他故障

除了上述分析总结的几个常见故障点外，发电机内部结露、进油也有可能造成汇流管对地绝缘电阻低。发电机停止运行后，如冷却系统继续投入，管路上的结露水沿管路落到发电机下部，积聚到内冷水管与发电机外壳连接的绝缘密封盘的低洼处，结露水中包含着杂质，聚到一定量的时候，绝缘被破坏，造成汇流管对地绝缘电阻低。在停机检修时，及时清理底部汲水汲油。

3 结论

发电机汇流管对地绝缘电阻低，究其原因有设备设计、制造和现场施工、运行、检修等方面的问题，在多次检修及故障处理过程中，按照上述方法进行梳理检查，能够快速准确排除故障点，极大提高了检修效率

[1]刘庆河.OFSN-300-2型汽轮发电机产品说明书.哈尔滨电机厂，2001：3-6.