（湖南省水电公司检修中心湖南安化413500）
摘要：本案例针对某水电厂发电机定子绕组端部绝缘盒缺陷问题，介绍了一种外部施加直流电压测量的方法，以此来检查线棒端部绝缘盒，并对产生绝缘盒缺陷的原因进行分析，给出缺陷处理方法。
关键词：发电机；定子线棒；绝缘盒；缺陷；处理
关键词：绝缘盒端部缺陷分析处理
一、背景描述
发电机定子绕组进行直流及交流耐压试验，能有效的检查出定子绕组槽部、槽口处及距槽口较近的绕组绝缘缺陷，但对远离铁芯的绕组端部接头及引线接头绝缘盒的绝缘缺陷极不灵敏，因为其电压值很小，几乎接近于零。这些部位如果绝缘存在缺陷，就不能有效检出。采用在被测端部绝缘盒、引线接头及过流引线并联块等部位包裹一层厚度为0.01mm～0.02mm的导电金属箔纸或导电布作为一个电极，其导体作为另外一个电极，就可以直接测量绝缘的质量。
2015年11月26日，某厂在13.8kV5号发电机A级检修中，对发电机定子绕组三相短接并施加1.0Un直流电压，测试杆一端接触包裹金属锡箔纸或导电布的部位，另外一端可经带有高压微安表的高阻绝缘检测杆接地。对每槽上、下端部绝缘盒表面泄漏电流进行了测量，发现下部槽号17、67、72、94、98、105、157共7槽绝缘盒泄漏电流超过20μＡ，且数值趋于稳定，测试过程中伴有持续性的放电声响。
后用高压绝缘检测杆测试对下端部绝缘盒表面进行检查、擦拭，对金属锡箔纸重新包裹，发现极少部分绝缘盒表面局部存在轻微裂纹，复测数据有所改善，但仍伴有持续性放电声和拉弧现象。其中157槽复测数据达到113μＡ。
综合以上测试情况，建议对数据偏大的11个下部端头绝缘盒拆除检查。2015年11月27日，对绝缘盒进行了拆除，发现内部内部填充环氧树脂存在发空、气泡、局部放电痕迹等现象。
拆除绝缘盒后，外观检查并头套接头并未发现脱焊，填充胶未变色，排除并头银铜焊接不良而引起的过热现象。各槽下部普通并头套接头接触电阻测量，均小于厂家规定值3.32μΩ。
2015年11月30日，对各槽下端部绝缘盒重新做头。处理后，复测上述11槽表面泄漏电流均在20μＡ以下，试验正常。复测2.5Un定子绕组三相直流耐压试验，泄漏电流差别小于100%，泄漏电流在20μＡ及以下，耐压过程无异常，调整环氧树脂盒高度，确保线棒主绝缘搭接完整。
二、存在问题
①绝缘盒内部填充物裂纹，形成通路造成放电。②绝缘盒内填充物外溢，造成绝缘盒表面侵蚀。③绝缘盒内部气隙，使绝缘表面电位升高。④绝缘盒表面开裂或砂眼。⑤绝缘盒表面吸附油渍、碳粉等污秽严重。
三、问题分析
3.1绝缘盒的制造质量问题
机组运行中，在定子绕组端部会产生剧烈振动、盒内填充物受热膨胀、外部应力作用等因素影响下，如果绝缘盒质量存的缺陷，就极易造成局部裂纹。裂纹长度和深度不同，严重者贯穿整个绝缘盒人表面，甚至透入盒内的绝缘胶体，外部灰渍、粉尘、潮气等杂质容易进入盒内。这类型绝缘盒大多采用绝缘粉加补强材料压塑而成，表面呈现蜂窝状，电绝缘强度弱，硬度较低抗老化能力差。
3.2安装工艺或施工工序不当
3.2.1灌注环氧盒使用的材料和配方配置比例不符合厂家设备规程，容易造成绝缘胶内部裂纹，形成通路造成放电，最终导致绝缘盒局部产生细微裂纹或小孔。
3.2.2绝缘盒填充胶未完全固化或固化时间不够，造成绝缘盒溢漏出绝缘胶，局部少胶或无胶，产生内部气隙，使绝缘表面电位升高。
3.2.3绝缘盒安装前未对线棒鼻端头进行打磨处理，以消处各种毛刺或尖端放电可能。检查并头套接头的接触电阻是否符合制造厂的规定要求，避免在大电流、强振动、长时间工况下，接头脱焊或焊接工艺不良导致局部过温，造成绝缘盒的绝缘缺陷。
3.3发电机定子绕组上下层线棒接头错位严重
发电机定子线棒的嵌线时端部错位，使端部接头与绝缘盒前、后、左、右间隙无法均匀调节。线棒存在偏芯情况，绝缘盒放置不正，造成绝缘层灌注厚度不均。尤其在间隙较小部位填充物厚度不足或无填充物，在机组振动挤压，冷热变化等因素影响下极易损坏或开裂。
3.4机组运行环境与工况影响
发电机在停机和开机状态下，坑内外的空气湿度差别较大，温差波动比较明显。机组轴承密封等部位常伴有漏油或甩油现象，油水混合加上高温形成雾气，特别容易附着在定子绕组下端部绝缘盒上，加速绝缘老化和损坏。
3.5试验测试差误
定子绕组端部绝缘盒施加直流电压试验过程中，所用金属箔纸或导电布厚度应均匀，每个手包绝缘包裹的导电金属箔纸或导电布之间有足够的距离。为提高测试灵敏度，锡箔纸与端部绝缘盒贴合度应足够够，否则容易造成空隙，在测试过程中，积聚电荷造成放电通道，影响数据测试及判断偏差，必要时，可采取绑扎或涂抹凡士林的方法，做其均匀覆盖。
四、改进措施和方法
4.1提高安装工艺质量，并头块焊接应水平，绝缘盒应放正、并头块与绝缘盒之间的填充胶灌注应均匀，消除内部气隙，降低表面电位。
4.2在发电机例行试验中，加强对定子绕组端部绝缘盒检查力度，特别是对绝缘盒的清理工作，避免累积效应导致积碳严重，降低绝缘性能。在条件允许的情况下，采用轻敲绝缘盒表面有无空洞的回声或者测量端部绝缘盒表面电位，及时发现此类缺陷。
4.3提高检修工艺，特别是绝缘盒灌注质量的关键工序流程，严格监督。浇灌过程中要排尽绝缘盒内的空气，确保灌注饱满，盒内无贯穿性气孔和裂纹。盒内填充物采用分段浇灌，每次浇灌前要确认盒内已干燥凝固。全部浇灌完成后，填充物若有收缩下沉，要及时补灌。
4.4在大修过程中，结合紫外成像仪，对端部电晕情况进行检查，发现用肉眼无法观察到的端部微小放电。对流胶、空鼓、放电等缺陷类绝缘盒进行更时更换。
五、结果
发电机应建立完善的事故预防措施和机组检修工艺规程，加强对机组日常管理与监护，从而确保发电机安全可靠运行。
参考文献:
[1]李效仁.水轮发电机定子端部绝缘问题处理[J].水电站机电技术,2001(3):8-9.