发电机转子、滑环绝缘低问题的探讨与解决方法

撰文/林登有

■545002 广西柳州发电有限责任公司 广西 柳州



发电机转子、滑环绝缘低问题的探讨与解决方法

撰文/林登有

■545002 广西柳州发电有限责任公司 广西 柳州

气轮发电机转子的绝缘强度不够或者是滑环出现不均匀磨损，都会严重影响发电企业汽轮机的安全稳定运行，同时也是发生重大事故的原因之一，其一旦出现失磁现象就会造成巨大的经济损失。本文通过实例来对发电机发生故障的原因进行解释，并对实际的解决过程进行分析，同时对其他发电企业的安全防范也具有一定的推广和借鉴作用。关键词：发电机转子；滑环绝缘低；探讨与解决

随着经济的发展，国家对电力的需求量也不断增加，因此，在发电机质量检测方面受到国家高度重视；其中，影响发电机工作的因素有很多，比如：发电机内各个部件绝缘性的好坏都会影响到发电机的工作效率。本文主要对发电机转子、滑环绝缘低等问题进行探讨，并研究出相应的处理方法。

对转子绝缘性降低的原因进行分析

a发电机转子的滑环绝缘

滑环绝缘性降低的原因主要体现在以下两个方面：一是碳刷粉量过大。主要原因是碳刷的质量不过关，从发电机实际运行过程中可以看出，一些发电机碳刷的硬度不足，处于偏软的状态，导致碳刷的软硬程度不能配合发电机转速，进而导致摩擦过度、碳粉过多；如果此时碳粉的颗粒度过大，将会导致绝缘性更低。此外，碳刷粉过多还与滑环表面加工粗糙、发电机架在运行过程中震动过大等方面有一定的关系。当渗出的油与碳刷粉融合时，将会导致碳刷粉的进一步堆积。二是滑环的结构缝隙不能满足发电机安全运行的要求。比如：发电机两极的距离不足或者没有满足要求的尺寸。如果碳粉堆积量过大，固定件和上下滑环的有效距离就会随之降低，进而导致转子的接地线出现故障。

b转子的磁极绝缘

第一，在汽轮长的发电机中转子磁极引线的伸出部分没有安装过度绝缘装置，或是在安装绝缘装置时操作不规范，导致在包装完成后引线表面出现一层环氧树脂和绝缘漆，一旦机组没有包装规范，就会导致绝缘性降低。

第二，如果在刷漆过程中操作不规范，会导致绝缘性降低速度加快，因为这样会导致转子绝缘质量不够，一旦出现受潮的情况，绝缘性将会大大降低。

不稳定接地方法的诊断

a转子绕组的接地只与转子的转速有关

对于只与转速有关而与其他参数没有关系的接地故障来说，可以运用汽轮机来进行速度的调整，当接地稳定时再进行速度调整，保持稳定的速度，然后运用直流压将法来测量此时接地的电阻值，并按照直流电阻的大小来确定接地点的测试方法。

b转子绕随温度变化而变化

可以在绕组内通入较大的电流，使其温度升高，达到接地时同样的效果，然后用直流压将方法测量接地电阻值，然后采用稳定接地诊断法进行诊断。

c转子绕组接地与转速和温度有关系

类似于这样的故障原因有很多，诊断也相对比较复杂，比如当发电机的转子绝缘系统出现接地信号或者是光字时，首先第一件事是对该发电机进行跟踪检查，在不同的停机状态下记录转子的转速以及转子绕组的绝缘状况。如果确定了故障点在转子的内部，可以运用交流的方法将不稳定接地转变为稳定接地，这也是此类故障的关键处理步骤。

发生发电机滑环不均匀磨损事故的原因以及后果

一是碳粉进入气轮发电机侧励磁线圈引出线部位，从而使绝缘性降低，导致转子的某一点接地，并在碳刷和滑环之间出现环火。

二是对碳刷的弹簧压力进行测量。其最大值为3.8公斤，最小值为1.5公斤，导致碳刷的受力不均匀，进而使磨损程度提高，滑环表面的碳粉量也会增加。

三是用钳行的电流表对运行过程中的碳刷进行电流测定，如果电流值差距很大，且电流的最大值大约是电流最小值的三倍，此时碳刷群会产生很大的火花，使滑环表面的温度急剧上升。

四是当失去磁性的发电机的电磁容量在电网中占据的比例过大时，会导致电网的电压水平急剧下降，严重的可能会导致电网震荡以及电压崩溃，最终造成大面积的停电。

五是当发电机失去磁性时，对发电机本身的影响。当发电机失去磁性后，在转折表面和转子绕组中会出现差频电流，从而导致附加温度上升，此时电流在槽楔和齿壁之间、齿与套箍的接触面上，都可能会出现局部温度升高的现象，从而威胁到转子的安全运行。

滑环存在的问题以及处理方法

滑环的表面会出现很严重的腐蚀现象，而且上、下滑环都存在很严重的磨损现象，并且能清楚的看到滑环表面碳刷没有磨到大地方有车刀的痕迹，手触有明显的沟痕。

数发电机的转数都是一定的，平均一秒中有六次振动作用于碳刷上，所以，尽可能降低摆度和振动对消除滑环的接触都是有利的。在对滑环与碳刷接触面进行处理时，对工件的同心度必须保证，不可超过规定的尺寸。

结束语

从对大多数发电机转子绝缘性降低的原因进行分析、处理的过程来看，设计场在进行设计高转速、高水头机组的过程中，需要在湿度、通风性上投入更多的人力、物力，以免影响机轮的正常运行。

参考：

［1］ 施德航，李阳.小关子水电站发电机转子、滑环绝缘低问题的探讨与解决方法［J］.四川水力发电，2015，34（3）：95-96，102.

［2］ 李桥富.发电机转子绕组对地绝缘电阻偏低的原因分析及处理［J］.水电站机电技术，2012，35（2）：54-56.

［3］ 王长美，白志安，高进等.发电厂对汽轮发电机转子绝缘低和滑环不均匀磨损事故的处理［J］.中国电力教育，2010，（z2）：448-449.

林登有（1971.11.09-）性别：男；籍贯：广西壮族自治区玉林市；职称：助理工程师；学历：大专；研究方向：火力发电厂运行。