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发电机转子接地故障及查找预防

逊克县库尔滨河流域水电公司

高华刚孙勇王鸿志

发电机励磁回路，绝缘最薄弱的环节是转子部分。转

子在运行是不停地旋转，使线圈受到较大的离心力和高

温的作用。在长期的离心力作用下，会使转子绕组产生

严重的晃动而使绝缘擦伤，在长期高温作用下，会使转

子绕组绝缘老化变质，会将灰尘，电刷粉末堆积在转子

里面等等。这些因素极易造成转子绝缘遭受破坏而发生

接地故障，危及发电机安全运行。

发电机转子绕组一点接地时，因为对地尚未形成回

路，所以其接地点并无接地电流通过励磁回路仍可维持

正常状态，发电机可继续运行。但若未能及时处理，一

旦发生另一点接地便形成两点接地故障，这是十分危险

的短路事故。发电机转子绕组发生两点接地，使部分转

子绕组被短路，转子绕组的直流电阻变小，励磁电流增

大。若被短路的转子匝数较多，将会造成发电机气隙中

的主磁通大量减少，使发电机向电网输送的无功功率显

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著减少，励磁电压及发电机端电压下降，而定子电流却

可能增大。此外，转子部分被短路后，使发电机的磁路

平衡遭到严重的破坏，导致发电机产生强烈的振动，甚

至还可能引起共振，这将给发电机带来极严重的损伤，

甚至还会因共振的作用而危及厂房的安全。

由于转子绕组两点接地，造成励磁电流剧增而大大

超出额定值，如果不及时进行停机处理，必将造成转子

绕组绝缘因严重过流而毁坏，甚至连转子绕组铜线也有

被烧坏的可能。因此，一旦发现控制盘上励磁电流表，

定子电流表读数突然大增，励磁电压表，定子电压表读

数突然下降，功率因数表读数升高甚至进相，发电机产

生强烈振动，可基本确定转子已发生了两点接地故障。

此时必须立即进行紧急停机，跳开灭磁开关，将磁场变

阻器打倒最大位置，待机组停稳后，立即对转子和励磁

回路进行认真细致检查，找出故障进行妥善处理。

转子绕组发生接地故障的根本原因是其绝缘遭到

损坏而造成的。所以，要预防发电机转子绕组接地故障

的发生，在运行管理方面必须随时掌握转子绕组绝缘状

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况，并根据其绝缘状况进行针对性的维护、保养及检修

处理。

发电机转子绕组发生两点接地故障，绝大部分情况

都是在发生一点接地后，未能得到及时处理而扩大成两

点甚至多点接地故障的。所以必须认真做好转子绕组的

绝缘监视工作，定期检查、正确判断、及时处理。若发

生了转子绕组一点接地故障，应在未发展成两点接地之

前尽快得到妥善处理，预防发展为两点接地故障。

一、转子绕组的绝缘检查采用兆欧摇表，测量转子

绕组的热态绝缘电阻值（即常温下测得的数值应换算成

75℃的数值）要求必须大于0.5MΩ，如果小于0.01MΩ

可视为转子一点接地。应检查集电环与磁极线圈间引线

电缆有无破损。立式发电机的励磁引线电缆一端与集电

环连接，穿过发电机大轴中心，然后用铁皮线夹径向固

定在转子端面上。集电环、碳刷之间经常有冒火的情况

发生，产生的热量总是影响电缆，由于电缆长时间工作

在较高温环境中，有时甚至局部沾上一些油污，时间长

了电缆老化产生裂缝，转子一旦旋转，由于离心力的作

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用，电缆的裂缝有可能正好与大轴出口处的螺纹接触瞬

间接地。如果小于0.5MΩ却大于0.01MΩ，可清除一下

集电环碳刷、励磁引线及励磁回路的各部的灰尘和积碳。

在重新测量，绝缘值就会好些。

二、发电机转子绝缘可能确实存在薄弱环节，有热

击穿故障。当发电机空转时，没有励磁电流，转子线圈

回路不发热，故障点呈高阻状态。一旦转子有电流通过，

导线会发热，使绝缘材料的温度相应升高，故障点就呈

低阻状态。检查此类故障点，可通入低压交流电进行检

测。

三、当前两种方法都不能找到接地点时，应吊出转

子，对每个磁极的绝缘电阻，用双臂电桥测量其直流电

阻值，并用大电流检查各磁极的直流压降，进行对比，

必要时更换滑环与磁极连接的二根引线电缆。

为了能够更及时掌握励磁回路运行中的绝缘情况，

电站应根据具体情况，增加励磁回路绝缘监视装置，其

接线如图所示：