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发电机定子绝缘电位外移新测试方法浅析

本文针对水内冷发电机定子绕组手包绝缘常见故障查找方法——电位外移

法，对采用正、反电位外移加压的方法，进行原理、优、缺点比较以及引起发电

机手包绝缘故障原因进行探析，着重介绍电位外移新方法测量棒的应用与推广。

标签：发电机电位外移新测试法浅析

一、据统计国内200至300MW的大型汽轮发电机组投产运行以来，由于运

行周期的递增以及现在高电压，大参数、大容量机组的不断发展投产；特别是发

电机定子绕组端部手包绝缘、出线、中性点手包绝缘、出线瓷套与手包绝缘缝隙

处；绝缘引水管水电接头处渗漏绝缘故障时有发生，严重地影响了机组的安全运

行，给发电企业造成了极大的经济损失；这些绝缘故障暴露出有厂家设计不合理

（如水电接头延伸到绝缘盒的部分过短）制造工艺不细（如手包绝缘泥锥部包裹

不均匀，内部有气泡）有检修、维护管理不到位（如出线，中心点与瓷套连接处

绝缘泥填存少，有缝隙运行时有油污浸入）；定子绕组端部大都是悬空的，没有

过多的支撑，虽然有加固，但是远不如绕组的槽内部分坚固。在长期运行中，绕

组端部受到温度、电动力、机械振动的作用就会暴露出绝缘邦绳磨损松动、裂纹、

锥部接头螺母松动、水电接头焊接工艺不良、对于水内冷定子绕组的水电接头焊

接部分，引水管与端部绝缘定型盒部分内的铜螺母接口紫铜垫片不到位压偏，螺

母松动处即使通过水压试验的绕组，在运行中也会因机械振动等多方面的原因产

生渗漏水缺陷，对于漏水缺陷，一般比较容易发现，可是对于渗水缺陷眼睛观查

是非常难发现的，这样发电机带缺陷运行就非常危险，如何采用创新、科学、快

速、准确测试方法查找发电机绝缘缺陷是至关重要的。

二、发电机定子绕组表面电位外移试验原理

在定子绕组的某一相或某分支的手包绝缘部位加上直流试验电压时，定子绕

组绝缘某点的体积电阻RV和表面电阻RS相串联承受全部试验电压，当绕组绝

缘正常时，那么绕组绝缘的任何部位绝缘体积电阻RV将远大于其表面电阻RS，

体积电阻RS则承受绝大部分直流试验电压。所以，正常的绝缘绕组表面对地电

位较低甚至为零。

倘若绕组绝缘有缺陷时，缺陷部分的体积电阻RV将变的很小，那么表面电

阻RS承受的试验电压，就会升高很多，所以，用测量绕组端部表面对地电位，

就会快速查找到手包绝缘裂缝浸油、工艺不良的汽泡、绝缘泥填充不实、使用配

比绝缘材料不良的材料、两种绝缘材料的结合部位绝缘泥填充不足等缺陷。

对于充水的水内冷发电机定子绕组，渗水处的绝缘由于受潮，其体积电阻

RV将大幅度降低而形成绝缘缺陷，渗水点的表面电阻RS将承受很高的试验电

压（对地电压）；没有渗水的部位其体积电阻RV不受影响，承受试验电压很低，

所以，测量水内冷发电机定子绕组表面对地电压就能准确、快速发现渗水部位。

三、发电机定子绕组表面电位外移试验方法按照对定子绕组导体的加试验电

压位置可分为：正接线法（或称正加压法）和反接线法（或称反加压法）

1.发电机定子绕组表面电位外移正接线法（或称正加压法）

发电机定子绕组内通入合格的内冷水，即将待测的定子绕组端部引线接头，

引水管搭接处的手包绝缘椎体，相间连线并联块等表面包上厚0.1-0.3mm，长

200mm、宽120mm的铝箔纸（若干张）作为仪器测量电压的检测部位。然后将

发电机引出线三相短路，用发电机专用直流发生器对发电机定子绕组施加铭牌额

定电压的直流试验电压，在事先包扎的铝箔纸处用专用测试仪逐次测量各部位对

地电位。根据测量各部位对地电压与相关试验规程比较，判断是否合乎标准，是

否有缺陷。

1.1电位外移正接法所需试验仪器、条件

测试前定子绕组内通合格的内冷水；对绕组端部表面绝缘进行清理，消除表

面脏污对测量结果的影响，试验仪器设备容量要足够，根据现场情况可三相共同

加压或分相加压。

1.2电位外移正接法优、缺点

它能有效地发现交、直流耐压试验时所不能发现的缺陷。使用试验仪器容量

大、笨重；需合格的内冷水，需要多个车间相互配合，需要有内冷水系统正常运

行，对相关车间的检修进度有影响；对发现下层线棒及绑绳和垫块覆盖得部位无

法接触到，无法发现缺陷；对定点缺陷发现较困难。试验时需要包扎大量铝箔纸，

工作量大。

2.发电机定子绕组表面电位外移反接线法（或称反加压法）

当发电机定冷水系