水轮发电机组转子绝缘降低原因分析及优化

水轮发电机组转子绝缘降低原因分析及优化

李林

（浙江富春江水电设备有限公司311500）

摘要：本文先分析了水轮发电机组转子绝缘降低研究意义以及水轮发电机组转子绝缘材料概述，然后分析了水轮发电机组转子绝缘降低原因，并从水轮发电机组转子绝缘降低的预防措施和优化方法以及水轮发电机组转子绝缘阻值降低的优化方法这两个方面分析了水轮发电机组转子绝缘降低的优化。

关键词：水轮发电机组；转子；绝缘；降低；优化

1水轮发电机组转子绝缘降低研究意义

事实上在我国的中、小型水电站中，我们会发现经常出现发电机转子绝缘阻值降低的这样一种状况，而这样的情况很容易导致机组多次被迫停止运转，进而就会严重影响了水电站的经济效益而且还严重影响了安全生产。所以说我们就要切实做好发电机转子绝缘降低的防护工作，与此同时还要把优化改造工作当做是水电站的一项重要工作，换句话说也就是必须要引起一定的重视。我们知道水轮发电机组作为水电站中最重要的设备，那么就导致了其正常运转对水电站具有重要意义，所以本文就主要研究水轮发电机组转子绝缘降低原因分析及优化。

2水轮发电机组转子绝缘材料概述

一般水轮发电机组主要包括发电机、水轮机以及调速器这三个重要的组成部分。那么在以前的时候，水轮发电机转子采用的绝缘漆实际上大多是环氧型无溶剂绝缘漆的这种材料，这主要就是因为这种材料的变形温度值通常较低，而且不仅如此随着水轮发电机组容量的不断增加的情况下，现在来说其绝缘性能已经不能满足发电机转子对于绝缘的较高的要求。所以就导致我们现在广泛使用的绝缘材料多是不饱和聚酯绝缘漆，那么这种材料的特点就是其热变形温度可以很高，耐热性也是较好，所以说这样一来的话不容易发生变形和脱落，那么也就进而极大的增强了发电机转子的绝缘性能。

3水轮发电机组转子绝缘降低原因

一般情况下由于发电机连续工作时间较长，那么这样一来的话就会导致其转子长期高速转动产生大量的转动热量。然后长此以往长时间的热量积累达到绝缘材料的变形温度值，最终就非常容易使得转子的绝缘漆加速老化，不仅如此还很有可能会出现局部脱落现象，进而也就是导致绝缘电阻降低。水轮发电机组所处的环境中空气湿度较大的这样一种特定，也就决定了其发电机的转子绝缘受到湿热空气的侵蚀，那么一旦说是在停机备用时间超过一定时间的话，那么也就有可能出现绝缘降低的现象，甚至严重的情况就是绝缘为零的现象；发电机在运行过程中实际上也会受到通风不良以及热膨胀的影响，那么最终的结果就是其转子槽口处的槽衬保护层老化、断裂甚至脱落，进而也就很有可能使槽口处槽衬的云母逐渐剥落，最终会导致发电机转子的绝缘性能大幅度降低。

一般情况下发电机上导油槽内的热油随转子旋转而翻腾就会产生油雾。那么这样一来的话油雾与转子旋转时碳刷产生的碳粉形成具有一定导电能力的一种特殊的油污堆积混合物，这种混合物就会使带电部分与大地发生间接的电气联系，从而就很有可能造成绝缘下降。除此之在转子运转的过程中，还很有可能出现转子的槽内绝缘断裂的现象，进而就会造成转子绝缘电阻过低或者说是金属性接地。发电机长时间运转可是却未进行及时清理的情况下，也都会影响到转子端部以及槽楔存在大量的杂质，那么伴随着转子的转动就会将其中一部分的金属性杂质进而送入到通风孔中去，再加上在转子两侧的隔离绝缘圈上堆积着落的情况，那么假如说是通过长时间的积聚以后就会使得爬电距离减小。

4水轮发电机组转子绝缘降低的优化

综上所述我们就会发现水轮发电机组转子具有良好的绝缘性能这一点至关重要。那么假如说是在转子绝缘性能大幅度降低或者说是绝缘阻值接近零时继续运行的情况下，那么这样一来的话机会导致在高电压的冲击下，使得绕组的绝缘薄弱环节被击穿进而发生短路的现象，然后就有可能会产生打火或者说是放电现象，严重的情况下甚至可能发生发电机着火这样一种现象。

4.1水轮发电机组转子绝缘降低的预防措施和优化方法

首先来说水轮发电机组转子绝缘降低预防措施中最主要的就是要做好发电机转子绝缘降低的预防措施。那么这样就要求在水轮发电机组的日常运行过程中，必须要特别注意严格按照标准规范进行操作，换句话说也就是不能按照个人意愿操作使用水轮发电机组。一定要按照水轮发电机日常维护保养的规定和要求，而去进行定期发电机转子绝缘阻值的具体数值的测试。这样做的结果就是可以改善水轮发电机组的运行环境和条件，并且还可以尽可能降低外部环境对转子绝缘的影响，那么假如说是在冬季，气温较低的情况下，实际上我们可采用轮换运行的方式，而去缩短发电机的停机备用时间。这主要就是因为水轮发电机组在经过长时间的运行后，这种情况下必须要及时的对发电机的转子绝缘阻值进行测量，而且还必须要对积灰或油垢严重的部位进行彻底的清理。水轮发电机组在夏季的满发超发的这样一种特殊时期，我们也要注意要严格控制发电机的转子温度，这样做的结果就是可以使其在规范大纲要求的范围内运行，而且一定要注意严禁超温运行。

4.2水轮发电机组转子绝缘阻值降低的优化方法

我们知道水轮发电机组的转子由于周围工作环境潮湿的影响的话，很有可能会出现绝缘阻值低于国家标准的要求的现象，那么这样一来的话就会导致发电机不能正常工作，这种情况下我们可采用直流电焊机烘干法进行烘干。还要注意采用以上烘干方法进行烘干的时候，我们所用的设备器具也就要保证必须严格绝缘性能。假如说是出现转子线圈绝缘老化的现象，那么我们就可采取拔护环的方法，对于解体转子进行大修。再有就是当出现发电机转子绝缘阻值由于积灰、油垢大量堆积而降低的情况，实际上相比之下最好的解决和处理方式就是采用具有良好绝缘性能，并且还要保证合格的清洗液进行定期的清洗，还要注意在转子上部均匀涂抹一层清洁剂，这样做的结果就是可以进一步增强转子的绝缘能力。

另外要注意我们也要根据实际情况挑选适用的密封材料，这主要就是为了加强发电机上导油室的密封，而且还可以减少上导油室在发电机运转过程中所产生的油雾以及渗油的这样一种现象。我们还可以对于碳刷室碳粉排出装置进行改造。改造的目的主要就是通过改造在碳刷和集电环之间形成一个有效地封闭隔离腔体，这样一来的话就可以将碳刷磨损产生的碳粉密封其内，进而就可以防止碳粉四处飞散；我们一定要选用合适材质的碳刷。与此同时我们还可以改造发电机的滑环结构，在具体改造过程中根据发电机实际情况减小发电机滑环之间的距离，而且还要增加两个滑环与中间固定件之间的距离，这样一来的话就可以使得正负极碳刷架对地绝缘距离增加，不仅如此还可以保证滑环表面的加工工艺符合规范要求，而且还可以保证滑环与碳刷之间的良好接触，进而去减少碳刷与滑环的摩擦阻力，就可以减少碳粉的产生。针对导油槽由于受热产生油雾造成转子绝缘降低的情况而言我们采取的优化措施，就是对导油槽进行改造，我们可以设计一个具有弯接头的钢管，然后让它与延伸钢管焊接后接到导油槽的通气窗出口处，这样做的结果就是可以有效地防止产生的油雾与碳粉接触进而造成绝缘降低的现象。

5结语

水轮发电机组转子出现绝缘降低的状况实际上在很多中、小型水电站都很频繁，这样一种现象会使得机组被迫停止运转，从而就会给发电企业造成了一定的经济损失以及安全隐患。所以说在日常运行过程中我们一定要严格按照规范要求，去合理的安排水轮发电机组的运行方式，力求可以最大可能的降低水轮发电机组出现绝缘降低的故障所带来的负面影响，还要注意当水轮发电机组绝缘阻值不符合要求的情况下，我们就要及时查明原因并且尽快进行处理，值得注意的就是严禁带病继续运转。

参考文献：

[1]邓惠君.水轮发电机组转子绝缘下降的原因分析及处理[J].机电信息，2014（36）：81-82.