（大唐国际发电股份有限公司陡河发电厂河北唐山063028）
摘要：在科技水平提升速度极快的当今社会，电厂在能源供给方面起着不可或缺的作用，但是在发展电力工业的同时，发电机在电厂出现的很多故障是人们不可忽视的问题，也往往会造成难以估计的后果，本文论发电机绝缘损坏的原因及预防措施。
关键词：电厂发电机；绝缘损坏；故障原因；预防措施
引言
发电机的运行质量影响着电厂的安全运行，设备的绝缘强度是保证安全运行的重要条件，本文就发电机绝缘损坏的几个因素、绝缘损坏的过程等方面进行具体论述，并有针对性的提出了相应预防的措施。
1绝缘损坏的因素
1.1温度
绝缘材料在高温条件下会加速老化且损坏。不同的绝缘材料有不同的耐热性能，所以使用不同绝缘材料的电气设备，它的耐高温能力就有不同，因而不同的电气设备都有其不同的工作最高温度。发电机各部分的发热温度,对发电机的绝缘材料有很大影响,温度过高会导致绝缘层挥发、枯缩、化学变质、机械强度变低及散热性能变差从而缩短发电机寿命。为使绝缘不致加速老化和破坏,需要对发电机各部分温度作一定的限制,这个限制温度就是发电机的允许温度，在工作中应防止设备超过其允许温度。其次，发电机的各部温度的高低还与外部环境有关,而温升是发电机各部位温度比其周围环境温度高出的数值。若绝缘材料温升变化比较巨大或冷热循环，则可能会使绝缘层产生离层、龟裂和变形。因此，日常运行中必须时刻关注发电机各个部位的温度和温升，防止温度变化对绝缘产生损害。
1.2环境
根据调查，现在很多中小型水电站仍处于较恶劣的运行环境中，恶劣的环境会对绝缘造成不同程度的损坏。其中潮湿的环境是很多水电站最为常见也很难解决一个问题。当绝缘材料受潮后，其绝缘性能会明显降低。受潮的设备在运行时，会造成泄漏电流增大、形成表面漏电通道和局部放电，从而损坏绝缘，情况严重会导致绝缘击穿。此外潮湿而温和的环境，对霉菌的生长非常有利，会对绝缘材料的结构产生破坏，导致绝缘强度变低和永久性损坏。很多中小型水电站会疏于打理，绝缘层被污物杂质污染，如一些事故发电机，因定子端部绕组加固用的涤玻绳表面污脏，在受潮后，对相间线棒短路起了搭桥作用，造成了发电机的短路故障，而且污物杂质也易招引小动物，会对绝缘层撕咬、破坏，引起短路事故等。另外油、药品的污损也会对绝缘造成侵蚀和化学变质，引起绝缘老化变质。
1.3电气
电气对绝缘的损害主要来自局部放电和冲击电压。局部放电是指发生在绝缘系统部分区域的但并未贯穿的放电，它可能是由于绝缘材料本身或制造工艺的缺陷，还有设备在运行过程中因各种因素造成的某一局部绝缘水平下降，在高场强作用下超过了该处的绝缘承受能力，造成该局部区域的放电。它是因为绝缘材料内混入的气泡、杂质的击穿、固体或液体介质的局部击穿、金属表面尖角部位的尖端放电。这些局部放电的能量较小，所以它的短时并不会损坏到电气设备的绝缘强度,但若电气设备绝缘在这种情况下不断出现局部放电，随着时间的积累会使绝缘性能逐渐恶化，最后导致绝缘击穿。我们在观察局部放电现象时，可以发现其形态呈树枝状，这是因为电极电子注入介质，在高电压或高电场强度的作用，使介质气化爆裂而形成的，这种放电现象会引起绝缘材料的碳化，这也是最普遍的电老化过程。而冲击电压则容易造成绝缘击穿，中小型水力发电站多建于山区，雷击过电压是造成事故的主要原因。因为雷电单次放电时间极短，约数十微秒，最大电流幅值达到200KA以上，会产生数百万伏以上的极高过电压，并且一次雷电放电经常会有多次重复的冲击放电，当设备承受过电压时，若本身绝缘强度不够或绝缘已存在缺陷，则会直接导致绝缘击穿，对电气设备造成巨大损坏。
1.4机械力
机械力作用于绝缘材料会对绝缘造成物理损坏，发电厂中常见的机械力主要有：振动、冲击、摩擦和短路电流产生的电动力。在机械外力作用下，易损坏绝缘保护层，摩擦会使绝缘保护层产生磨损，薄弱绝缘层厚度，而降低绝缘强度。而拉伸还易造成绝缘层撕裂，破坏绝缘。在发电机短路时，短路电流通过导体，导体间会产生相吸或相斥的电动力，直接造成绝缘层的变形和破损。随着发电机单机容量的增大，定子绕组也将承受更大的电动力，特别是定子绕组端部，如果固定地不好，短期就可能使绝缘磨损到击穿的程度。
2诊断系统的整体结构
2.1数据库
数据库的组成,包括发电机的在线监测数据、运行数据、设备静态参数、离线测试及检修记录。这些数据是监测系统经数据处理后通过网络存储在该数据库中的。运行数据包括发电机负荷的变化、发电机的起停次数、短路事故次数、误同期次数等。分析这些运行数据以提高诊断的可靠性。设备静态参数为发电机的容量、额定电压、电流、定子绝缘的类型、冷却方式等铭牌参数。这些参数不同,其判别阈值也不同,因此分析中应参考发电机的一些静态参数。在线监测数据能反映绝缘劣化的某些特征,但不能取代离线试验。可靠性评估及绝缘剩余寿命估计还需离线试验和以往检修记录。
2.2用户界面
用户界面提供了人机交互的环境。正常运行时,主要显示各发电机在线监测数据的变化曲线,如最大局部放电量Q随时间的变化曲线、温度的变化曲线等。当监测系统监测到异常情况时,或运行人员想对某台发电机评价绝缘时,用户界面将显示专家系统的诊断结论和相应的解释。由于采用了客户机/服务器网络模式,可允许多个用户同时访问,便于运行和维护人员监视发电机的绝缘情况。
2.3专家系统
专家系统是绝缘诊断系统的核心,其触发有3种模式:（1）告警触发:局放达到一定幅值时由阈值告警模块触发系统;（2）人工触发:人员想了解当前发电机的绝缘状况时可由用户接口上的命令触发;（3）定期触发:每月自动触发一次,给出绝缘诊断报告。
3绝缘损坏的预防
3.1外观检查
观察设备表面附着灰尘、油污的程度；覆盖漆是否变色、脱落；端部绑绳、固定块是否松动；绝缘层是否损伤、磨损、过热变色；有没有漏电痕迹和电腐蚀的痕迹，通过“看、听、闻”来检查电气设备的绝缘状况，根据绝缘的各种状况可相应采取。例如：及时清扫固定绝缘，及时除湿散热，对掉漆的绝缘层进行上漆，控制振动，使用均压环防止尖端放电，装设避雷针和避雷器防止冲击过电压等。
3.2预防性试验
对电力设备进行电气预防性试验可及时发现缺陷，了解并评估设备绝缘在运行过程中的状态，减少事故的发生。试验可分为：非破坏性试验和破坏性试验。非破坏性试验是指在较低的电压下，或是用其他不会损伤绝缘的办法来测量绝缘的各种特性，从而判断绝缘内部的缺陷。其主要有：直流试验流-时间特性，判断潮湿、干燥的程度；从温度-绝缘电阻特性，判断其绝缘性能；从绝缘电阻-电压特性，推断直流击穿电压。）感应正切试验（从电压—tanδ及温度—tanδ特性来推断吸潮、干燥、污损、气隙状态及劣化的程度。）而破坏性试验又称耐压试验，是指在高于工作电压下所进行的试验。试验时在设备绝缘上施加规定的试验电压，考验绝缘对此电压的耐受能力。其主要有：交流电压试验、冲击电压试验、直流电压试验、低频电压试验。通过各种试验，能够分别反映绝缘的种种缺陷，所以，一般需要采用多种不同的方法来试验，根据试验得出的结论，进行科学有效的分析，并作出判断，从而为保障电气设备的安全发挥巨大作用。
结语
在科学技术发展速度极快的当今社会，电厂发电机的智能化、自动化和大型化水平逐渐提高，针对发电机绝缘展开的诊断工作，无论是在工作量还是在工作难度方面都具有明显的提升，绝缘的损坏会对电气设备产生巨大危害，我们应针对性的对电气设备的绝缘性能进行监测和预防，围绕着发电机绝缘出现故障的机理展开研究是很有必要的。
参考文献
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