论发电机绝缘损坏的原因及预防措施

论发电机绝缘损坏的原因及预防措施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/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11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，在高场强作用卜.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

2.22用户界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一tanb及温度一tanb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窑捻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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