水轮发电机定子绝缘问题分析及处理
水轮发电机定子转子绝缘故障原因及预防
水轮发电机定子转子绝缘故障原因及预防摘要：在电力系统中，发电机是非常重要的组成部分，发挥着非常大的作用，电力系统供电的可靠性在很大程度上由发电机的运行决定，在发电机中，定子和转子是非常重要的组成部分，定子转子的绝缘性能保证发电机的安全运行。
水轮发电机在使用的过程中会受周围环境的影响，会使材料绝缘性能降低，本文针对这一问题做出简要分析。
关键词：水轮发电机，定子，转子，故障分析，预防一、水轮发电机定子转子的绝缘故障分析1.1定子产生绝缘故障的原因1.1.1非工作状态下的问题水轮发电机不仅存在工作状态下产生的问题，其中在没有工作的状态下就有可能产生很多问题，水轮发电机被设计出来之后，会经过制造，这个过程就有可能产生问题，由于工人制造的问题，使制造工艺非常差，很多部位绝缘性很差，有时还会出现定子绕组不牢固不合理的现象，这些被制造出来的产品，在高温高压的环境下，很容易产生局部老化的现象，而且还经常产生定子的开裂、松动等现象，随着使用时间的增加，绝缘问题会越来越明显，较严重的会产生恶性事故，并且引发火灾。
除此之外，在投入到使用的过程中，水轮发电机会由制造厂运输到发电厂，在运输的过程中，有些由于道路崎岖，也会对水轮发电机造成一定的损伤。
在安装的过程中由于工作人员的操作问题，也会给水轮发电机造成一定的质量问题。
而且当水轮发电机出现较小的损伤时，在试验和验收的过程中，并不会出现异常情况，但是在日后的使用过程中，随着使用时间的增加，这些部位就会越来越明显，很容易引发绝缘击穿的事故。
1.1.2铁芯硅钢片局部短路在水轮发电机的定子中，有一部分是铁芯硅钢片，这一部位的绝缘性很容易受到损伤，在工作的过程中，很容易产生碰伤，这样一来就会造成松动，而且电腐蚀比较明显，除此以外由于工作环境常处于高温状态下，所以也会受到非常大的影响，这样一来，片间的绝缘性就会被逐渐破坏，从而造成局部短路的现象，局部短路的现象，一旦出现就会在很大程度上增强铁损耗，造成局部发热比较明显，从而就会加速绝缘部位的老化，如果在日后的使用过程中没有被发现，并没有做出合理解决，就很容易引发事故。
发电机定子线圈绝缘击穿原因及策略分析
发电机定子线圈绝缘击穿原因及策略分析摘要：电力工业的发展使大型发电机容量不断增大。
在长期使用中，由于种种因素导致定子绕组匝间、层间绝缘老化，最终造成定子线圈绝缘失效而引起事故，给电网带来巨大损失。
因此研究发电机内部故障及其产生机理具有重要意义。
本文以某电站10kV机组为例，对该型号发电机定子线圈绝缘击穿进行了深入的理论和试验研究，并提出相应的改进措施。
关键词：发电机；定子线圈；绝缘击穿；策略一、发电机定子线圈绝缘击穿机理1.1案例分析某电站机组检修做定子预防性试验直流耐压工作时，发电机定子线圈B相绕组在电压加到13kV时绕组有放电现象，仪器过流保护动作，停止加压，经过检查没有发现放电点，通过交流耐压试验检查发现B相绕组19槽线棒靠下槽口处绝缘损坏，另外还有几根线棒因定子挡风板松动将绝缘不同程度的磨损，为确保机组长期安全稳定运行特制定更换已损坏线棒及定子挡风板处理方案，执行标准：GB/T7894-2001。
1.2发电机定子线圈结构通常情况下，水轮发电机采用集中式布置方式，即所有定子绕组分别连接至一根出线柱上。
这样设计的好处在于可以减小定子绕组间的距离，从而降低了漏磁通密度，提高了电机的功率密度。
定子绕组主要分为单层、双层以及三层三种类型。
其中单层绕组最为简单，只包含一个线圈；双层绕组则在单层绕组的基础上增加了一层线圈；而多层绕组则是将两层或以上的线圈组合起来使用。
不同类型的定子绕组具有不同的特点，应根据实际情况选择合适的定子绕组类型以保证发电机运行稳定可靠[1]。
此外，发电机的定子还采用了一些特殊设计来提高其抗干扰能力。
例如，在定子绕组内部设置了一组或多组电容器，可以有效地减小谐波电压对绕组造成的影响；同时，在定子绕组外部还加装了一系列滤波装置，如进气口消音器等，进一步降低外界噪声对发电机的干扰。
1.3发电机定子线圈绕制工艺定子线圈作为水轮发电机的重要组成部分之一，也需要得到相应的关注与重视。
在定子线圈制作过程中，通常采用手工绕制方法来完成。
大型水轮发电机定子接地故障分析及处理
２０２０年第６期２０２０Ｎｕｍｂｅｒ６水电与新能源ＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲＡＮＤＮＥＷＥＮＥＲＧＹ第３４卷Ｖｏｌ.３４ＤＯＩ:１０.１３６２２/ｊ.ｃｎｋｉ.ｃｎ４２－１８００/ｔｖ.１６７１－３３５４.２０２０.０６.０１９收稿日期:２０２０－０２－２４作者简介:马志忠ꎬ男ꎬ工程师ꎬ从事水电站机电设备安装与调试项目管理工作ꎮ大型水轮发电机定子接地故障分析及处理马志忠１ꎬ刘凯兵２(１.三峡机电工程技术有限公司ꎬ四川成都㊀６１００４０ꎻ２.上海福伊特水电设备有限公司ꎬ上海㊀２００２４０)摘要:某大型水电站共１８台机组ꎬ其中２台机组因定子端部电晕现象比较严重ꎬ且发生了接地故障ꎮ以其中一台机组为例ꎬ经对其接地故障情况㊁故障原因以及故障处理方法进行了详细分析与探索ꎬ为如何预防或减少类似故障的发生提出了几点有益的建议ꎮ关键词:水轮发电机ꎻ接地故障ꎻ定子铁心ꎻ故障分析中图分类号:ＴＭ３１２㊀㊀㊀文献标志码:Ｂ㊀㊀㊀文章编号:１６７１－３３５４(２０２０)０６－００６７－０４ＡｎａｌｙｓｉｓａｎｄＴｒｅａｔｍｅｎｔｏｆＳｔａｔｏｒＧｒｏｕｎｄｉｎｇＦａｕｌｔｏｆＬａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅＨｙｄｒｏ￣ｔｕｒｂｉｎｅＧｅｎｅｒａｔｏｒＵｎｉｔＭＡＺｈｉｚｈｏｎｇ１ꎬＬＩＵＫａｉｂｉｎｇ２(１.ＣｈｉｎａＴｈｒｅｅＧｏｒｇｅｓＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＣｈｅｎｇｄｕ６１００４０ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＶｏｉｔｈＨｙｄｒｏＳｈａｎｇｈａｉＬｔｄ.ꎬＳｈａｎｇｈａｉ２０１１１１ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｉｎａｌａｒｇｅ￣ｓｃａｌｅｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒｓｔａｔｉｏｎꎬｓｅｒｉｏｕｓｃｏｒｏｎａｐｈｅｎｏｍｅｎｏｎｉｓｏｂｓｅｒｖｅｄｉｎｔｈｅｓｔａｔｏｒｅｎｄｓｏｆｔｗｏｇｅｎｅｒａｔｏｒｕｎｉｔｓａｎｄｇｒｏｕｎｄｉｎｇｆａｕｌｔｓａｒｅｅｎｃｏｕｎｔｅｒｅｄ.Ｔｈｅｆａｕｌｔｓｉｔｕａｔｉｏｎꎬｐｏｓｓｉｂｌｅｃａｕｓｅｓａｎｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅａｓｕｒｅｓａｒｅａｎａｌｙｚｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ.Ａｌｓｏꎬｓｅｖｅｒａｌｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄｆｏｒｔｈｅｐｒｅｖｅｎｔｉｏｎｏｒｒｅｄｕｃｔｉｏｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｆａｕｌｔｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｈｙｄｒｏ￣ｔｕｒｂｉｎｅｇｅｎｅｒａｔｏｒꎻｇｒｏｕｎｄｉｎｇｆａｕｌｔꎻｓｔａｔｏｒｃｏｒｅꎻｆａｕｌｔａｎａｌｙｓｉｓ㊀㊀在水力发电厂ꎬ发电机定子绕组接地故障时有发生[１]ꎮ某大型水电站左㊁右岸电站各装９台单机容量为７７０ＭＷ的水轮发电机组ꎬ是已建成的世界第３大水电站[２－３]ꎮ其中左岸电站某台机组于２０１７年１２月Ａ㊁Ｂ套定子接地保护动作跳闸停机ꎬ发生了定子接地故障ꎮ本文详细分析了此次故障原因及处理措施ꎮ１㊀故障点查找故障发生后ꎬ某电厂进行了初步排查ꎬ并立即向国调申请将该机组转检修ꎬ并组织技术人员对接地故障点进行排查ꎮ初步排查后决定ꎬ断开该发电机Ｂ相出口㊁中性点软连接ꎬ此时Ｂ相绕组的８个分支在出口端是相连的ꎬ在中性点处是分开的ꎮ测量发电机Ｂ相定子绕组电压ꎬ发现其不能升高ꎬ确定接地故障点在发电机Ｂ相定子绕组内ꎮ在发电机Ｂ相出口端与地之间施加小电流ꎬ该电流通过故障接地点形成回路ꎬ逐一测量各分支的电流ꎬ结果发现Ｂ相第７分支有电流通过ꎬ而其他分支无电流通过ꎬ因此确定故障接地点在第７分支ꎮ然后逐一测量第７分支的各线棒电流ꎬ发现第４９９槽上层线棒下端有电流而上端无电流ꎬ因此确定故障点在第４９９槽上层线棒槽内ꎮ将定子第４９９槽线棒周围的上机架盖板㊁转子上下挡风板㊁定子围屏拆除ꎬ拔出３个磁极ꎬ检查第４９９槽上层线棒ꎮ在退第第４９９槽槽楔过程中发现定子铁心窜片ꎬ并损伤第４９９槽上层线棒ꎬ该部位的铁心断片长度为２０~３０ｍｍꎬ如图１所示ꎮ第４９９槽上层线棒拔出后发现直线段下端存在一处明显划伤ꎬ如图２所示ꎮ查阅了相关岁修记录后ꎬ发现该处线棒附近对应的定子铁心拉紧螺杆自安装以来从未进行过处理ꎮ７６水电与新能源２０２０年第６期图１㊀故障点铁心窜片图图２㊀线棒划伤部位图检查还发现ꎬ定子铁心下端阶梯状铁心松动ꎬ主要表现为第２㊁３㊁４阶梯段超出１阶梯段部位ꎮ现场使用了０.１０ｍｍ塞尺检查松动深度ꎬ发现约７５％的阶梯片没有松动的迹象ꎬ１０％的阶梯片略微松动ꎬ１５％的阶梯片松动情况较严重ꎮ而且发现松动部位的端部粘胶片均存在散开的现象ꎮ松动的阶梯片如图３所示ꎮ图３㊀松动的阶梯片图２㊀故障原因分析根据以上分析发现ꎬ定子端部铁心发生松动ꎬ硅钢片在定转子之间磁拉力作用下进入定子线槽切割定子线棒是引起定子接地故障的直接原因ꎮ而引起定子端部铁心松动的原因有以下几个方面[４－５]ꎮ１)设计的原因ꎮ一是定子端部第２段至第４段阶梯片过长ꎬ压紧效果不好ꎬ容易造成铁心松动ꎬ定子端部阶梯片设计如图４所示ꎮ二是由于压指约只有一半长度位于机座上ꎬ另一半为悬臂梁结构ꎮ在拧紧压紧螺栓使铁心压紧时ꎬ必然是轭部受力较大ꎬ齿部受力较小ꎮ对于硅钢片的任一齿而言ꎬ在齿端散张力的作用下越靠近齿根压力越大ꎬ越靠近齿端压力越小ꎮ因此定子端部铁心在结构上看不易压紧㊁易松动ꎬ定子端部铁心结构如图５所示ꎮ图４㊀定子端部阶梯片设计图图５㊀定子端部铁心的结构图２)制造的原因ꎮ铁心端部阶梯冲片胶粘不合格ꎬ是本机组铁心松动的主要原因ꎮ铁心端部阶梯片在粘接过程中有以下不足:一是所使用的粘接剂不足ꎬ且操作者培训不到位ꎬ缺乏粘胶的经验ꎻ二是没有严格按照规定程序操作ꎬ固化过程中压紧不足ꎻ三是没有按照程序检查ꎬ检验不严格ꎬ仅通过目视检查ꎬ未能及时发现问题ꎻ四是没有充分考虑粘接环境对粘度和固化时间的影响ꎮ３)安装的原因ꎮ安装过程中存在以下不足:一是鸽尾筋直线度㊁半径㊁扭斜及弦距的偏差存在不满足图纸要求的情况ꎬ不利于铁心压紧ꎻ二是在叠装阶梯片的时候ꎬ有的阶梯片被弯折ꎬ使得粘接层可能有松动ꎻ三是铁心叠片压紧时预紧力可能不足ꎬ导致铁心没有压实ꎮ此外ꎬ整个机座高度不可能完全一致ꎬ再加上每一８６马志忠ꎬ等:大型水轮发电机定子接地故障分析及处理２０２０年６月个压指的高度也不可能完全一致ꎬ造成相邻压指之间高差㊁压指整圆高差㊁压指内外侧高差等存在不满足图纸要求的情况ꎬ最终导致较高的压指受力较大ꎬ较低的压指受力较小ꎮ这样容易造成压指上的硅钢片受力不均ꎬ不易完全压紧ꎬ造成铁心松动ꎮ４)运行的原因ꎮ机组运行时在气隙中存在旋转磁场ꎬ该磁场对定子铁心产生强大的径向旋转交变磁拉力[６]ꎮ在机组长期大容量运行时ꎬ铁心端部温度长期偏高ꎬ片间绝缘层会干缩ꎬ再加上阶梯片粘胶不足ꎬ会使铁心压紧度不够㊁齿部振动幅度加大ꎬ铁心齿根部机械疲劳ꎬ造成定子铁心松动ꎬ再加上硅钢片处在径向磁拉力的作用下ꎬ因此硅钢片将沿径向产生移动ꎬ进入定子线槽ꎬ慢慢向外伸长ꎬ划伤线棒绝缘ꎬ使线棒的绝缘性能越来越差ꎬ最终使４９９号定子上层线棒绝缘层击穿ꎬ造成定子接地故障ꎮ３㊀故障处理对于此次故障ꎬ电厂先后进行了临时处理和永久处理ꎮ３.１㊀临时处理根据以上分析ꎬ结合现场工作条件ꎬ临时处理方案如下ꎮ１)设备拆除ꎮ拆除基坑盖板及与之对应的上机架盖板ꎮ拆除周向对称的两个位置的８个磁极ꎮ２)清除ꎮ定子铁心和转子各部位在防护的情况下ꎬ切除长压指内径侧挡风板围屏固定块ꎬ清除压指上残留的焊缝ꎬ并保持表面平整ꎻ去除定子铁心上下端部阶梯片表面的绝缘漆ꎻ去除长短压指内径侧及底部绝缘漆ꎬ不得损伤定子冲片ꎻ将硅钢片的突出部分进行磨平和锉平ꎮ３)清扫ꎮ使用特定的工具㊁清洁剂对端部阶梯片进行清扫ꎮ４)定子端部阶梯片粘胶ꎮ现场使用的是粘度较低的胶水ＥＧ８８２环氧树脂ꎬ按照一定比例配胶后ꎬ进行涂刷㊁填充㊁装压㊁加温固化等工序ꎬ最后检查并进行铁损试验ꎮ５)安装定子端部阶梯片及压指支撑ꎬ并将定子铁心的压紧螺栓进行重新紧固ꎮ６)更换故障线棒ꎮ按定子线棒专用下线工艺嵌线ꎮ７)回装并进行调试ꎮ机组故障处理后ꎬ经过了２４ｈ的运行ꎮ经检查ꎬ发电机各项指标良好ꎮ这种处理方法ꎬ不仅使得机组可以继续发电产生效益ꎬ同时为永久处理方案的细节研究提供了充足的准备时间ꎮ３.２㊀永久处理为了避免接地故障再次发生ꎬ永久消除隐患ꎬ决定对机组进行更换铁心和线棒ꎮ简单讲就是拆除原有线棒和铁心ꎬ并按照制造厂家的最新技术文件重新装焊下压指㊁叠装定子铁心㊁安装绕组ꎮ永久处理方案关键流程如图６所示ꎮ图６㊀更换定子铁心和线棒关键流程图此次更换铁心和线棒ꎬ在机组的设计㊁制造和安装方面ꎬ做了以下改进ꎮ１)对端部阶梯片设计进行了修改ꎬ台阶进行了优化ꎮ如图７所示ꎬ阶梯数由７段增加至８段ꎬ阶梯的轴向总高度由４６ｍｍ减至４５ｍｍꎮ所有的阶梯的轴向和径向的尺寸都是５ｍｍꎮ每个阶梯段所需要粘接的铁心冲片数量由原先的６片增加为１０片(即所有冲片都需粘接)ꎮ阶梯片粘结采用了厂家提供的改进的粘接工艺和检查试验程序ꎬ确保了粘接效果ꎮ图７㊀端部阶梯片前后对比图９６水电与新能源２０２０年第６期２)压指尺寸进行了重新设计ꎮ定子铁心端部阶梯径向长度缩短ꎬ短压指长度相应增加１４ｍｍꎬ长压指尺寸不变ꎬ以保证铁心压紧效果不变ꎮ下压指共５７６根ꎬ其中３８４根短压指由之前的５２６ｍｍ改为５４０ｍｍꎬ压指到气隙的距离由５４ｍｍ减少至４０ｍｍꎮ３)下压指采用预安装调平方法ꎮ把不合格的下压指进行再加工处理ꎬ尽量避免用垫片调平的方法ꎮ压指和阶梯片安装效果如图８所示ꎮ图８㊀压指和阶梯片安装效果图４)为了以后检修时ꎬ方便铁心压紧系统的拆装ꎬ上下端所有螺母均采用非金属锁紧螺母ꎮ５)由于之前发现铁心拉紧螺杆绝缘套管内有积水现象ꎬ导致铁心拉紧螺杆绝缘螺杆的绝缘电阻下降ꎬ因此优化了下部绝缘垫圈的结构ꎬ增加了排水槽ꎮ６)定子铁心端部阶梯径向长度缩短ꎬ定子围屏从设计和材料上也做了相应的更改ꎮ７)定子线棒绝缘进行了改善ꎬ采用防晕结构与主绝缘一次成型技术ꎮ同时要求新线棒必须经过型式试验验证ꎮ８)在处理中ꎬ将原来材质为低合金钢Ｑ３４５的上压板更换为不锈钢０６Ｃｒ１９Ｎｉ１０材质ꎬ但其屈服强度相同ꎬ但更耐腐蚀㊁耐温升㊁抗磁拉力ꎮ９)在冲片制作的过程中严格控制原料㊁操作人员水平㊁制作工艺㊁测试要求以及过程监控等环节ꎮ机组更换铁心和线棒后ꎬ经过了一个汛期的运行ꎬ发现无论是制造㊁安装和运行ꎬ各方面数据均达到了优质机组 的要求ꎬ故障处理比较成功ꎮ４㊀结语与建议故障处理后机组的运行状况良好ꎬ充分验证了此次故障处理的方案是可行的㊁有效的ꎬ故决定在２０１９~２０２０岁修期对电厂另１台机组(与故障机组出自同一生产厂家)进行定子线棒和铁心更换ꎬ彻底消除定子接地的安全隐患ꎮ因定子铁心发生松动而引发的定子接地故障是发电机的一种常见的接地故障ꎬ也是后果极为严重的故障ꎮ因此如何预防或减少类似故障的发生显得尤为重要ꎬ为此提出以下几点建议ꎮ１)端部阶梯设计要充分考虑机组安装和运行情况ꎬ做到设计合理且端部阶梯片所有冲片都应该进行粘接ꎬ以提高其整体性和刚度ꎮ端部阶梯片粘接要采用改进的定子铁心端部阶梯片粘接工艺和完善的质量检查流程ꎮ２)在下压指安装时ꎬ下压指整圆高程差㊁相邻两块高程差㊁内圆与外圆的高度差㊁下压指中心与冲片齿中心的相对位置和压指齿端与冲片齿端径向距离都要符合设计要求ꎮ３)为了避免阶梯片粘接层松动ꎬ在叠装阶梯片的时候ꎬ每６人一组ꎬ分上中下ꎬ保保证阶梯片处于水平状态从上到下安装ꎬ不得弯折和 暴力 安装ꎮ此外ꎬ定子铁心应分段压紧叠装ꎬ铁心叠至设计高度时各预压一次ꎬ预压紧力要符合设计要求ꎮ４)每次机组检修时应全面检查定子铁心是否有异常情况ꎬ特别应检查铁心压紧螺栓是否松动ꎬ是否有积水ꎬ各螺栓压紧力矩是否恒定ꎮ５)定子铁心试验是检查定子铁心故障的重要手段ꎮ建议将定子铁心试验作为大修的必做试验项目ꎮ此外ꎬ在机组小修时建议用工业内窥镜检查定子铁心特别是端部铁心ꎬ以便尽早发现异常情况ꎮ参考文献:[１]孙彬ꎬ邱小耕ꎬ李佳佳.锦屏二级水电站７号机组发电机定子绕组一点接地故障分析及处理[Ｊ].四川水力发电ꎬ２０１５ꎬ３４(ｚ２):６９－７０ꎬ９０[２]姬升阳ꎬ欧阳宁东ꎬ杨仕福ꎬ等.溪洛渡水轮发电机组推力负荷测试研究[Ｊ].水电与新能源ꎬ２０１８ꎬ３２(６):５－９[３]喻文球ꎬ吴穹ꎬ靳坤.溪洛渡水电站５５０ｋＶＧＩＬ关键技术研究与应用[Ｊ].水电与新能源ꎬ２０１７(２):２０－２１ꎬ２５[４]周柯岩.浅谈大型水轮发电机定子铁芯松动和断齿成因及预处理措施[Ｊ].中国新技术新产品ꎬ２０１３(１０):１６３－１６３[５]成德明.水轮发电机定子铁心松动和断齿原因分析及预防[Ｊ].华电技术ꎬ２００９ꎬ３１(１):７－１０[６]舒均盛.水轮发电机铁心松动引发定子接地故障的分析及处理[Ｊ].大电机技术ꎬ２００６(５):６－８０７。
水轮发电机转子绝缘下降原因分析及处理
水轮发电机转子绝缘下降原因分析及处理摘要：目前，水轮发电机转子由于自身原因和外界原因经常会导致其绝缘性降低，从而使得水轮发电机组频繁性的被迫停止运转，不利于水电站发电效率的提高，对于正常的发电过程产生了不必要的影响。
所以本文将主要围绕水轮发电机转子绝缘下降原因分析及处理为中心展开论述，并结合实际情况给出一些合理化的建议。
关键词：水轮发电机组；下降原因；分析；处理引言：水轮发电机转子的主要作用是将机械能转换为电能，它是由转轴、支架、磁极以及集电装置等几个部分组成的，主要工作原理是利用转轴切割磁场产生电流，继而通过集电装置将电能进行储存的模式。
水轮发电机转子的绝缘性一旦下降就会使发电机组被迫停转，从而影响发电效率。
所以对其进行处理措施的研究就显得意义重大，必须引起有关人员的注意。
一、水轮发电机转子绝缘下降的危害分析在水轮发电机转子的绝缘性下降之后，会使得部分电流通过转子，导致转子线圈绝缘损坏，损坏的位置会和转子铁芯相碰。
因为水轮发电机的转子铁芯是和大地相连接的，所以转子线圈和铁芯相碰在本质上就是和大地进行连接，即传统意义上的“转子接地”，构成了一点接地的现象。
由于目前转子线圈的正负极都和大地之间采取了绝缘的处理，所以这种现象并不会导致闭合回路的出现。
但是一旦在正极已经接通大地的前提之下，再发生线圈相应负极接地的现象，就会构成闭合回路，产生电阻极小的电路，会导致短路现象的发生，容易造成线圈产生热量过多，从而造成火灾的发生，对于发电站的安全运行产生了极大的威胁。
二、水轮发电机转子绝缘下降原因分析（一）集电环的大装修拆由于水轮发电机的集电环表面容易出现烧痕以及麻点，影响了集电环的工作效率，所以每隔一段时间就需要进行大修拆装，在拆装的过程中容易造成集电环的圆周调动量较大，从而造成碳刷磨损过快的问题出现，极易使得水轮发电机转子的绝缘性下降。
（二）隔离绝缘圈由一次冲压成型式更换为环氧树脂板加工式为了提高隔离绝缘圈的机械强度和介电性能，增强其耐油性和耐腐蚀性，通常会将原一次冲压成型的隔离绝缘圈更换为环氧树脂板加工隔离绝缘圈，但是由于环氧树脂板加工隔离绝缘圈的表面较为粗糙，容易造成碳粉的大量附着，从而使得水轮发电机转子绝缘性下降。
水轮发电机组定子穿心螺杆绝缘不合格处理
水轮发电机组定子穿心螺杆绝缘不合格处理摘要：本文介绍了水轮发电机组定子穿心螺杆绝缘不合格的危害，并对金安桥水电站3号机定子穿心螺杆绝缘不合格处理进行介绍，为水轮发电机定子穿心螺杆绝缘不合格处理提供借鉴。
关键词：定子；穿心螺杆；绝缘；铁芯1引言定子穿心螺杆位于旋转磁场中，将产生感应电流，穿心螺杆与定子铁芯绝缘电阻为零时，一方面可能引起定子铁芯片间在铁芯背部由绝缘损坏的螺杆引起短路，此短路与定位筋部位短路行成回路，引起烧熔铁芯现象；另一方面，产生的电流将与定子铁芯行成电流回路，严重时将引发穿心螺杆过热、烧坏穿心螺杆绝缘。
2概述金安桥水电站定子铁芯采用高导磁、低耗、优质硅钢片叠压而成，铁芯堆积高度为2900mm，全圆由64张冲片叠成，设计内径φ15220mm，外径φ16200mm；铁芯两端叠成阶梯形，浮动双鸽尾筋结构固定；铁芯采用256根穿心螺杆进行压紧，穿心螺杆为高强度非磁性钢42CrMo4制成，穿心螺杆上端为蝶形弹簧结构；定子上、下两段铁芯冲片为刷胶粘接方式，其压紧采用分段预压并整体压紧。
2021年金安桥水电站3号机组检修期间，发现定子穿心螺杆共计67根存在绝缘不合格现象，因此对3号机组定子67根穿心螺杆进行处理，提升其绝缘性能，确保机组能长期安全稳定运行。
3处理工序3.1对绝缘不合格的穿心螺杆进行处理，为避免定子铁芯松动时存留螺杆受力超限，采取间隔处理，即最少间隔一根，拆卸、处理及紧固完成一根后再进行下一根。
圆周可均布2～4个工位同时进行，工位间最少需间隔两个齿压板。
3.2处理绝缘不合格的穿心螺杆时，需将保护工装安装在穿心螺杆上端，并用两颗M24螺母固定在相邻穿心螺杆上端，下端采用手动力矩扳手或电动力矩扳手进行松动穿心螺杆下端M24六角头螺母。
3.3将穿心螺杆下端M24六角头螺母松下后，使用白布蘸酒精将穿心螺杆外圆及螺纹段清理干净并晾干、使用面团对作业部位清理后使用检修气对螺栓孔吹气清理、对绝缘套管清理、更换或补充。
浅谈水轮发电机定子上端部手包绝缘接头盒电位超标
浅谈水轮发电机定子上端部手包绝缘接头盒电位超标发布时间：2022-10-18T03:31:29.001Z 来源：《科学与技术》2022年第6月第11期作者：陈健晨朱闪史浩楠[导读] 水轮发电机是水电厂重要的电力设备，他的安全运行影响着整个电力系统的可靠供电陈健晨朱闪史浩楠国网新源集团有限公司富春江水力发电厂浙江杭州 311504摘要：水轮发电机是水电厂重要的电力设备，他的安全运行影响着整个电力系统的可靠供电，本文针对水轮发电机大修时进行定子端部手包绝缘施加直流电压测量时接头盒电位超标，通过原因分析、问题排查及处理消除此次故障，为后面再出现同样的问题提供可借鉴的范例。
关键词：定子、手包绝缘、接头盒电位一、背景按照《电力预防性试验规程（DL/T 596-1996）》规定水轮发电机大修时需进行定子直流电阻、绝缘电阻、交流耐压、直流耐压等一系列预防性试验，其中直流耐压及泄漏试验对发电机端部槽口绝缘的贯穿性缺陷、老化等比较敏感，而对远离铁芯的引线、接头处手包绝缘因工艺不良或材质不佳、运行中震动及电动力作用使绝缘开裂造成的局部缺陷反应不灵敏。
因此大修时还需要进行定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量试验，可以发现水轮发电机端部手包绝缘缺陷。
此次故障为1号机定子上端部45号接头盒对地电压为8000V，超过标准值3000V。
二、原因分析1．情况梳理：梳理分析可能导致缺陷发生的各种因素：（1）由于线棒在制造过程中未进行必要的整形加上线棒安装时的偏差，造成1号机定子上端部45号槽盒与定子极间连接线距离偏小。
（2）在进行定子极间连接线手包绝缘时，安装存在包扎工艺质量问题，在运行中，绕组端部受到温度、电磁力、机械振动的作用，手包绝缘出现松动。
2．问题排查：1号机45号接头盒上部极间连接线处手包绝缘与接头盒紧密接触，且该跨线处手包绝缘绑扎有松散现象。
对该极间连接线包扎绝缘层拆除清理，与45号绝缘盒保证一定的安全距离，进行1号机45号接头盒电位测量，电压为0V，确认45号接头盒绝缘正常，判定该缺陷是由45号接头盒上部极间连接线绝缘包扎不良引起。
水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施李卓
水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施李卓发布时间：2021-10-29T08:13:26.332Z 来源：《中国科技人才》2021年第20期作者：李卓[导读] 在电力系统中发电机具有重要作用，所以，确保发电机的稳定可靠运行具有重要价值。
从发电机的角度看来，其安全性与定子、转子的绝缘性能具有明显的联系。
所以，本文就对水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施进行深入探讨。
浙江仙居抽水蓄能有限公司浙江杭州 310000摘要：在电力系统中发电机具有重要作用，所以，确保发电机的稳定可靠运行具有重要价值。
从发电机的角度看来，其安全性与定子、转子的绝缘性能具有明显的联系。
所以，本文就对水轮发电机转子绝缘故障原因与解决措施进行深入探讨。
关键词：水轮；发电机；转子；绝缘故障；措施正是因为在水轮发电机组的实际运行过程中，极易出现发电机转子绝缘降低故障，给整个发电机组的安全稳定运行造成巨大的影响，所以基于此种情况本文结合个人实践工作经验，对导致水轮发电机转子绝缘降低的原因及其处理措施加以总结，并且结合某水电站水轮发电机组的实际运行情况，对这一现象展开深入的剖析与研究，以期通过笔者的相关阐述能够为进一步防止水轮发电机转子出现绝缘降低现象奠定良好的基础，以保证水轮发电机组的安全稳定运行。
1、水轮发电机组转子绝缘故障的危害水轮发电机组是由三个部分所组成的，包括发电机、水轮机以及调速器。
在水轮发电机转子制作中，一般应用环氧型无溶剂绝缘漆，但是，这种材料的变形温度值比较低，如果水轮发电机组的容量不断增加，则其绝缘性能会逐渐降低，无法满足发电机组绝缘性能要求。
现如今，不饱和聚酯绝缘漆被广泛应用于发电机组转子制作中，具有较高的热变形能力，因此耐热性能良好，在发电机组运行中，不容易发生变形或者脱落问题，有利于提升发电机组绝缘性能。
在转子运行中，随着转子绝缘性能的不断降低，当期绝缘阻值降低至“0”时，如果依然保持运行状态，则在高电压影响下，就会造成发电机组绕组短路，进而出现打火或者放电的问题，甚至还会引发严重的发电机故障。
一起大型水轮发电机定子绕组接地故障的处理
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（ 稿日 ２１ ０ １ 收 期： ００ ４ ６ —— ）
第１ ２卷 （００年第 ｌ 期 ） ２１ １
电 力 安 全 技 术
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水轮发电机定子绝缘问题分析及处理
发表时间：2018-08-16T10:18:06.130Z 来源：《电力设备》2018年第15期作者：宋俊峰郑文强
[导读] 摘要：本文选择某水电厂1号发电机为典型案例，介绍了定子绝缘问题的查找和处理方法，结果表明直流漏电流试验能比较直观地反映定子绕组端部的集中性缺陷，绕组两端引线的紧固部件是产生定子绝缘缺陷的高发部位，应当给予重视，该研究结果对其他各电站类似问题有重要的借鉴价值和参考作用。
（福建仙游抽水蓄能有限公司福建莆田 351267）
摘要：本文选择某水电厂1号发电机为典型案例，介绍了定子绝缘问题的查找和处理方法，结果表明直流漏电流试验能比较直观地反映定子绕组端部的集中性缺陷，绕组两端引线的紧固部件是产生定子绝缘缺陷的高发部位，应当给予重视，该研究结果对其他各电站类似问题有重要的借鉴价值和参考作用。
关键词：发电机；定子；绝缘问题
引言
水轮发电机定子绕组由于受到制造工艺、运行环境及其附属连接部件、紧固件的影响，经常会出现绝缘水平/强度下降的问题。
一般情况下，发电机定子绝缘问题的查找比较困难。
电机制造厂常用绕组端部泄漏电流检测方法（所谓的“电位外移法”）对汽轮发电机绕组端部手包绝缘等部位进行测试，以检查绝缘弱点，消除三相泄漏电流不平衡或者某相泄漏电流偏大的问题。
1定子绝缘常见问题及发生原因
1.1定子绕组绝缘受伤
水轮发电机定子绕组在检修过程中常常因为起吊、搬运等受到挤压、刮蹭，导致定子绕组发生不同程度的损坏。
在检修过程中虽然绝缘试验为合格，但是却潜伏着安全隐患，等到发电机运行一段时间后，这些缺陷逐渐暴露出来，容易引发绝缘事故。
1.2铁心硅钢片局部短路
水轮发电机定子铁心硅钢片由于局部的碰伤、电腐蚀、松动、高温等情况的持续作用，会逐渐破坏片间绝缘，导致局部短路现象发生。
铁心硅钢片局部短路时，铁损会显著增强，局部过热明显，加速硅钢片和定子的主绝缘老化，如果没有及时发现和处理，会导致铁心严重烧损和定子绝缘击穿事故。
1.3电力系统发生短路故障
在电力系统发生短路故障且故障点距离发电机很近时，在发电机相间短路、匝间短路、短路接地、不对称运行、非全相运行等情况下，有可能造成定子主绝缘的局部受伤甚至烧毁定子。
1.4定子绕组受潮和脏污时会导致整体绝缘下降
受潮原因是发电机及其附属设备不完全密封，湿度高时，特别是冬天阴雨天气，定子绕组出口及中性点引出线处支持瓷瓶表面易结露形成水珠、水膜，使定子绕组整体绝缘降低；另外设备绝缘表面灰尘会吸湿，且灰尘、水具有导电性，造成绝缘值降低。
空冷式发电机在停运状态下绝缘极易受潮，主要表现在泄漏电流显著增加、绝缘电阻显著降低。
1.5定子绕组及其附属连接部件、紧固件绝缘材料老化和加工工艺不良
绝缘材料影响着发电机使用的安全性和可靠性，在长期的现场运行中，发电机由于受到电气故障、温度、摩擦和机械振动的共同作用以及不同外部环境条件的影响，其定子绕组以及铁心叠片之间的绝缘部分会逐渐产生老化，绝缘电阻值下降，最终丧失其应有性能。
2某电厂定子绝缘问题分析处理案例
2.1机组概况
国网某力发电厂1号发电机单机容量为85MW。
定子共有线圈396个，主引出线和中性引出线各3根，为双层条式波绕组，2Y型连接，额定电压13.8kV，绝缘等级F级。
三十多年来，1号机组一直运行可靠，工况良好。
但2013年开始，1号发电机的定子绝缘逐渐出现问题，主要体现在A、C两相直流泄漏电流相继出现数值偏大情况。
2.2绝缘缺陷2013年4月，在1号发电机预防性试验中发现A相直流泄漏电流数值明显偏大（定子绕组两端均断引，下同），A相直流泄漏电流数值在2.0UN电压下达到了B、C两相的5倍以上，不符合规程中“在规定试验电压下各相泄漏电流的差别不应大于最小值的100%”的要求。
考虑到机组停机时间较长，定子绕组有可能局部受潮，为了进一步确认是否存在绝缘缺陷，将机组空转干燥4h后，在热状态下进行试验，试验数据见表1。
从表1中可看出，1号机三相绝缘电阻和吸收比及直流耐压试验虽然合格，但A相直流泄漏电流数值在2.0UN电压下高达320.5μA。
经验证明，测量泄漏电流能发现电力设备绝缘贯通的集中缺陷、整体受潮或有贯通的部分受潮以及一些未完全贯通的集中性缺陷，故判定1号发电机定子存在绝缘缺陷。
表1定子绕组绝缘电阻，吸收比、泄漏电流
2.3分析查找
2.3.1初次分析查找
线棒绝缘本身存在问题的概率微乎其微，如果整体模压线棒本身存在问题，线棒多年以来的绝缘电阻和交流耐电压试验一般就能够反映出来。
泄漏电流主要由表面途径的泄漏所致，发电机泄漏电流异常增大，应该首先从绕组的受潮和污秽情况查起。
通过对试验情况分析，认为存在两方面的原因：一是因检修时间长，机组整体吸潮，致使绕组表层局部受潮；二是由于在未吊出转子的情况下，各绕组表面的污垢难以清扫干净，且各相各个支路清洁情况不一，可能出现A相绕组泄漏电流增大的情况。
于是采取了以下解决对策：（1）通过拔掉转子磁极对定子线棒端部、槽口和两端引线等重点部位进行全面清扫；（2）在试验前让发电机并网运行干燥。
2013年10月13日进行了处理
后试验，试验结果表明A相直流泄漏电流依然偏大，并没有改观。
2.3.2再次分析查找
测量泄漏电流能有效检出发电机主绝缘受潮和局部缺陷，特别是能检出绕阻端部绝缘缺陷。
分析认为，1号发电机已运行了30多年，发电机在长期的运行、检修中可能存在绝缘老化、受损情况，因此应重点检查定子线棒槽口部位、两端引线紧固部位、引线手包绝缘处和接头绝缘盒等关键部位的绝缘情况。
随即对定子线棒槽口部位、两端引线紧固部位、引线手包绝缘处和接头绝缘盒等关键部位进行了仔细检查。
经过检查发现：部分接头绝缘盒顶部环氧泥有龟裂现象，经核实A相占龟裂总槽数的60%。
根据检查结果，采取了以下解决对策：（1）用环氧胶将龟裂部位重新进行填充，并经24h固化；（2）对定子绕组端部及过桥等处绝缘表面用酒精仔细擦拭清理。
2.3.3第3次分析查找
将前几次试验结果进行了综合比较和分析，发现湿度和温度对于试验数据影响很大。
特别是最近两次试验的湿度相差较大，试验数据也相差较大。
说明定子绝缘强度随湿度和温度变化差别明显，且容易吸潮。
由此分析产生缺陷的主要原因还是在绕组表面或其紧固部件等部位。
结语
通过某电厂定子绝缘问题分析处理案例，可以得出以下四点结论仅供考：（1）进行直流泄漏电流试验能比较直观地反映出定子绕组端部的集中性缺陷。
（2）直流泄漏电流偏大，除了检查定子绕组受潮和污垢情况外，还应重点检查定子线棒槽口部位、两端引线紧固部位、引线手包绝缘处和接头绝缘盒等关键部位。
（3）定子绕组接头绝缘盒如有龟裂现象，应立即用环氧胶将龟裂部位重新进行填充。
（4）绕组两端引线的紧固部件是产生定子绝缘缺陷的高发部位，中性点处电木绝缘支撑块老化是产生定子绕组绝缘下降的重要原因之一。
中性点绝缘支撑块应有良好的绝缘材质制成，如是胶木材质制成应尽早更换为环氧绝缘材质。
参考文献：
[1]张丹.封闭母线瓷支撑绝缘子缺陷对机组定子绕组绝缘测量的影响[J].大电机技术，2009（6）：10-12.
[2]满宇光，闵广达.瑞丽江一级电站6号发电机定子绕组泄漏电流不平衡问题的处理[J].大电机技术，2010（5）：1-5.。