有关汽轮发电机绝缘故障的处理探究

刘玉新

摘 要 在当今用电需求不断扩大的社会环境中，汽轮发电机的使用越来越普及，但是在汽轮发电机的工作中常常会出现各种故障，不仅影响正常生产，同时还会造成一定程度的财产、资产等损失，因此本文主要列举汽轮发电机几种常见的故障现象，并分析故障产生的原因，从而制定相应的解决措施。

关键词 汽轮发电机;绝缘故障;原因;解决措施

汽轮发电机绝缘故障的有效处理不仅可以提高汽轮发电机的运行质量和运行效率，同时还能保障其运行安全，最重要的是还能在一定程度上满足人们的用电需求。

1导致汽轮发电机产生绝缘故障的原因

1.1 汽轮发电机定子端部出现绕组短路故障

汽轮发电机定子端部出现的绕组短路故障是所有故障中出现频率较高的故障。而导致这一问题出现的原因主要是发电机定子端的上方拥有一个规格较薄的绝缘体，当绝缘体受到油污的腐蚀后，绝缘体的绝缘能力会退化，从而便会导致水接头与引出线之间绝缘体的短路故障。细致讲就是由于引出线绝缘体的形式是手包式的，而在对水电接口地方进行处理的时候也是在下线后进行的，并未在上线时进行，再加上处理的工艺存在著一定的漏洞或缺陷等，从而导致发电机定子端上方的绝缘体绝缘性能较差。而导致水电接头绝缘短路故障的原因很大程度应归结于涤玻绳，涤玻绳由于常年被使用没有及时的清洗与更换导致涤玻绳上面遍布油污、水分等各种杂质，促使水电接头绝缘出现短路故障。另外当绝缘体上面的油污较多时，氢气的温度会高于常规设定值，绝缘体的绝缘能力会随着氢气温度的升高而不断降低。除此之外，渐开线区域的环境也会对绝缘体的绝缘性能产生较大影响，渐开线所处的环境必须保证其干净、卫生，如果卫生指数不达标时，渐开线在工作状态下便会产生振动现象，从而对绝缘体产生一定的干扰性，加剧绝缘体短路现象的发生进程[1]。

1.2 汽轮发电机定子线圈存在漏水和断水的故障

在汽轮机的应用过程中，定子线圈的漏水以及断水故障都几乎成为常规现象。而导致这一问题出现的原因主要有3点。①在对定子线圈进行焊接的过程中，工作人员没有将定子导线处理好，促使经常在定子导线的接头处发生漏水、断水的现象;②定子线圈的材质选择的是空心铜线，而空心铜线的品质、性能等相对较差，加之定子端部的绕组处理不够牢固，便会导致定子线圈的导线不够牢固，进而会引发定子线圈的漏水、断水故障;③在设计的过程中如果将绝缘水管的长度设计超出正常标准长度，那么在发电机的工作状态中绝缘水管便会和发电机产生摩擦，进而绝缘水管便会遭受破损，当破损程度越大，电子线圈的漏水、断水故障也会越来越严重。

1.3 汽轮发电机出现转子故障

除以上问题外，转子故障问题也同样是汽轮发电机的高发问题。转子故障主要指的是转子绝缘故障，而转子绝缘故障具体又包含多种故障现象，其中出现频率最高的是转子绕组匝间短路故障。而造成转子绕组出现匝间短路故障的原因主要是结缘处理遭受到了一定程度的破坏，进而致使多匝绕组产生了短路的故障。另外转子滑环损坏也是转子绝缘故障中的一种常见现象，而造成转子滑环损坏的原因主要有4种，①发电机在工作状态中会产生振动，而振动会导致电刷损坏，进而致使转子滑环损坏。这种现象是导致转子滑环损坏的常见因素;②当发电机的运行时间过长时，通常会产生大量的碳粉堆积，堆积的碳粉如果没有及时的被清理掉便会影响发电机的通风状况，导致转子滑环出现损坏的现象;③转子轴瓦有漏油现象。当转子轴瓦漏出的油与碳粉融合在一起且融合量较大时，转子轴瓦便会产生严重的发热现象进而导致起火 ，促使转子滑环遭到损坏;④工作人员没有定期的检查与更换电刷，从而导致电刷损坏严重进而致使转子滑环损坏。除此之外，转子护环损坏也是转子绝缘故障中的主要现象之一，而导致护环损坏的主要原因是护环的材质问题，其材质对应力腐蚀较为敏感，在护环的制造加工过程中护环上有应力的集中部位，进而会产生相应的应力腐蚀，从而导致应力护环出现损坏的现象[2]。

2汽轮发电机绝缘故障的处理探究

2.1 针对汽轮发电机实行绝缘在线监测技术

汽轮发电机故障的出现具有一定的突发性与随机性，在故障发生之前通常是没有任何预兆的，而这样突发性的故障会严重影响机械的正常工作与生产，因此为了降低由于汽轮机绝缘故障而造成的生产、财产等损失，应在汽轮发电机的绝缘位置安装相应的监测设施，实施在线监测，从而加强监控的力度尽可能减少汽轮发电机绝缘故障的发生频率，也降低生产损失。常用的监测方法主要有2种，分别是绝缘过热监测装置以及中性点射频在线诊断装置。譬如当汽轮发电机的工作时间较长时，汽轮发电机的绝缘装置会产生过热现象，为预防意外的发生，需要采取相应的监测措施，而发电机绝缘过热监控装置的工作原理是汽轮发电机与管路之间的连接已经形成一个密封的循环系统，在汽轮发电机的绝缘装置在工作的过程中，冷却气体会流经绝缘装置的内部，而绝缘装置离子室内部的放射性物质会发出a射线，进而将冷却气体电离而形成离子，发电机绝缘过热监控装置会根据对电离产生离子进而形成的微弱电离电流进行状态检查，从而判断发电机内部的绝缘装置是否有存在过热的现象。中性点射频在线诊断装置的主要功能是对定子线棒导线断股时由间歇性电弧产生的射频信号的测量，但该装置在使用过程中存在着一个较大的弊端，即中性点射频在线诊断装置可以诊断出电磁对射频信号的干扰性，但是很难准确判断出电磁干扰是由发电机内部产生的还是由发电机外部产生的，进而给后期制定改善及预防措施增添了难度[3]。

2.2 针对汽轮发电机定子线圈实行射频监测技术

当汽轮发电机在运行时，发电机的定子绕组会发生导线断股的现象，定子绕组导线断股会导致定子绝缘装置的表面以及内部都会发生局域性的放电现象，当情况严重时定子绝缘装置会辐射出具有很强电磁能的电弧，从而导致定子绝缘装置故障。此时可以利用射频监测技术在线监测定子绝缘装置的局域放电状况以及绝缘装置的工作状态，从而有效降定子低绝缘装置发生故障的可能性。射频监测技术的工作原理主要是利用高频电流互感器获取定子绕组中心线发出的高频放电信号，从而诊断汽轮发电机内部的定子绝缘装置是否存在放电、漏电现象。另外射频监测技术还可以根据放电的具体情况进而判断出定子绝缘装置的具体放电位置，从而可以根据定向定位进而准确高效的制定出相应的解决措施。除此之外，在进行定子短路故障检修的过程中，所使用的手包绝缘材料应选择防油性能以及介电强度都相对较好的产品，保证定子绝缘装置具有连续性的绝缘性能，并按照相关要求对手包材料进行刷漆、烘焙以及固化等。针对绝缘盒，为防止有水分以及油污等进入到绝缘盒内，应选择密封性能较好的绝缘盒。针对定子绕组需要增加其稳固性，因此在定子绕组的鼻端增加了切向支撑板，而将端部压板分别增加在定子绕组的端部以及引线部位。

2.3 针对汽轮发电机进行转子电流以及轴振动的监测

当转子绕组发生短路故障时，故障附近会增加热损耗从而导致转子绕组的局部温度升高，转子产生接地故障。当转子绕组的发热膨胀范围较小时转子会变弯，另外励磁电流也会增加，双项的变异会导致振动的幅度不断被加大，当转子绕组的发热膨胀范围较大且振动较大时，转子绕组的机组便会直接遭受损坏。因此，首先，应定期检查与更换碳刷，同时还需保证碳刷的使用规格、使用型号等都尽可能的一致;其次，定时清理滑环表面的油污以及周围的碳粉，保证其整洁性;再次，通过定期检查与维护等方法保证密封瓦装置、励磁机对地以及滑环侧轴承等绝缘性能良好;最后，实时监测转子电流以及轴振动的工作状态，尽早发现问题，尽早解决[4]。

3结束语

汽轮发电机在运行状态中常会出现各种状况进而影响正常生产。因此，需要运用各种监听、监测技术对发电机装置进行故障监测，从而有效降低因故障而造成的损失，但还需进行大量的技术与科技研究，从而有效的改善汽轮发电机的运行状态，提升其运行质量以及运行效率等。

参考文献

[1] 师富见.汽轮发电机绝缘故障的处理探究[J].科技创新与应用，2017（14）：141.

[2] 张洋.有关汽轮发电机绝缘故障的处理探究[J].中国新技术新产品，2015（13）：57.

[3] 郑守文.300MW汽轮发电机定子绝缘故障原因分析及现场处理措施[J].机电信息，2019（29）：14-15，17.

[4] 裴旭兵，裴旭东.135MW汽轮发电机定子线圈绝缘故障处理[J].电工技术，2019（7）：86-87，89.