CN113820598A - 一种发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，涉及发电机检测设备领域。该试验方法包括采用水冷发电机专用直流高压发生器对汇水管死接地后的发电机进行带水直流耐压试验，对发电机的定子绕组进行分组试验，每组试验时，控制水冷发电机专用直流高压发生器提供的直流高压逐渐升至所需试验电压，在升压过程中，通过串联于高压侧的电流表监测并读取回路总电流；若监测每组的回路总电流的差值未超出设定范围值时，表明通过了直流耐压试验，可进行交流耐压试验；或者，若监测每组的回路总电流的差值超出设定范围值时，停止加压，对缺陷部位进行查找。其能够有效解决汇水管固定接地后进行带水直流耐压试验，以判定发电机绝缘的好坏。

Description

一种发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法

技术领域

本发明涉及发电机检测设备领域，具体而言，涉及一种发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法。

背景技术

发电机直、交流耐压试验是判断发电机定子绕组绝缘质量的重要手段。直流耐压试验对发现发电机定子绕组端部绝缘缺陷很有效，因为直流电压加在绕组上没有电容效应，不存在电容电流，带电绕组铜线和外部绝缘表面间的电压降是相当高的。工频交流耐压试验对发现发电机定子绕组槽部绝缘缺陷很有效，因为加入50Hz工频交流电压时，由于电容效应，电场分布不均，结晶铁芯槽部的绝缘所承受的电场较强，电压就较高。故两种试验是相辅相成的，不能代替。直流耐压试验之所以比交流耐压试验先进行，是因为直流耐压更易于发现发电机的端部缺陷和间隙性缺陷，在绝缘尚未击穿前就能发现或找出缺陷，对发电机的绝缘损伤程度小于交流耐压试验。

其中，直流耐压试验，属于破坏性试验，试验过程中会对设备产生一定程度的损害，为检测设备在高压试验下承受的最大电压峰值。便于确定设备的使用范围和选择设备的量程。直流耐压试验用于考核电气设备的绝缘介质耐受直流高电压的能力，实质等效为在电容两端施加直流高电压，检查电容两极板间绝缘介质在高电压电场作用下，经过一段规定时间的考核，进行观察有无异常情况的出现，能达到耐电强度为通过测试考核，出现放电、击穿或泄漏电流异常变化者则不能通过测试考核。

水氢氢冷却方式火力发电机组，其汇水管接地分为可解开式和固定接地式两种，可解开式方便进行直流耐压试验；固定接地式普遍采用吹干汇水管后进行试验，其操作流程繁琐，且存在不能彻底吹干的现象。对于因某种原因导致可解开式汇水管死接地，且限于当时条件不能解决时，若采用吹干汇水管的方法，费时费力且有可能在吹扫不净处产生局部放电。

由于汇水管死接地，导致在发电机通水情况下，常规手段无法对其进行绝缘电阻的测试，也不能进行直流耐压的试验，仅能通过交流耐压(破坏性试验)来判定发电机的绝缘状态。直接进行交流耐压容易带来的较大风险。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其能够有效解决汇水管固定接地后进行带水直流耐压试验，以判定发电机绝缘的好坏。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其包括采用水冷发电机专用直流高压发生器对汇水管死接地后的发电机进行带水直流耐压试验；

控制所述水冷发电机专用直流高压发生器为所述直流耐压试验提供直流高压，对所述发电机的定子绕组进行分组试验，每组试验时，控制所述水冷发电机专用直流高压发生器提供的直流高压逐渐升至所需试验电压，在升压过程中，通过串联于高压侧的电流表监测并读取回路总电流；

若监测到每组的回路总电流的差值未超出设定范围值时，表明通过了直流耐压试验，可进行交流耐压试验；或者；

若监测到每组的回路总电流的差值超出设定范围值时，停止加压，对缺陷部位进行查找。

在可选的实施方式中，所述电流表为指针式电流表。

在可选的实施方式中，所述电流表为毫安表。

在可选的实施方式中，所述设定范围值为三相之间的电流比差不超过50％。

在可选的实施方式中，所述试验电压按每级0.5Un分阶段升高，每阶段停留1min，监测电流的变化程度，然后再进行下一阶段升压，直至试验完成后降压。

在可选的实施方式中，所述试验电压最大为2.5Un。

在可选的实施方式中，在升压过程中以1-3Kv/s的升压速度升高，升压时，所述电流表的电流不超过所述水冷发电机专用直流高压发生器的最大充电电流。

在可选的实施方式中，所述水冷发电机专用直流高压发生器包括机箱、倍压筒、电流表、限流电阻、过压保护装置、放电棒和接地线组，所述发电机包括定子绕组、等效水电阻、汇水管和转子绕组，所述机箱接收电源并控制所述倍压筒产生设定高压，所述倍压筒通过测量端子将电流数值反馈至所述机箱，所述倍压筒的高压输出端与所述定子绕组中的加压相电连接，所述电流表、所述限流电阻和所述过压保护装置串联至所述倍压筒和所述定子绕组之间，所述机箱的汇水管接口端同时与所述汇水管和所述过压保护装置电连接，所述汇水管死接地，所述转子绕组接地，所述机箱的接地端、所述倍压筒的接地端、所述定子绕组中的两相非加压相以及所述放电棒均与接地线组电连接。

第二方面，本发明提供一种发电机绝缘状态的检测方法，其适用于汇水管死接地且通水的情况，先进行如前述实施方式任一项所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，所述发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法通过后，再进行交流耐压试验。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本实施例提供的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法主要是针对汇水管固定接地、无法揭开且处于通水状态，难以吹干的情况，由于此时固定接地无法对汇水管进行屏蔽，此时汇水管如果存在绝缘缺陷时，汇水管内的水电流较大，常规的低压屏蔽法用于检测定子绕组的泄露电流的电流表无法测量，而本申请采用发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法通过在高压侧设置电流表，利用该电流表监测并读取回路总电流，此时仅仅通过监测定子绕组每相之间电流表的度数，判断其差值，即可判断定子绕组的绝缘状态，通过本申请提供的直流耐压试验方法可以解决现有试验误区，增加对发电机绝缘状态判断的依据。由于绝缘电阻和直流耐压原理相同，可直接用直流耐压结果代替绝缘电阻结果。汇水管死接地的发电机，当机组小修时(不抽转子)，规程规定(DL/T-1768-2017)，测量绝缘电阻，可用本试验方法代替，机组大修时，也可按规程要求先进行直流耐压试验，通过后方可进行交流耐压试验，避免了直接进行交流耐压试验造成的不良后果。本实施例提供的发电机绝缘状态的检测方法，其适用于汇水管死接地且通水的情况，先进行上述发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法通过后，再进行交流耐压试验，此时可以确保交流耐压试验施加压力的大小，避免盲目进行交流耐压而带来风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的水冷发电机专用直流高压发生器的试验回路接线图。

图标：100-水冷发电机专用直流高压发生器；101-机箱；102-倍压筒；103-电流表；104-限流电阻；105-过压保护装置；106-定子绕组；107-等效水电阻；108-汇水管；109-转子绕组；110-放电棒；111-接地线组。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

实施例

请参考图1，本实施例提供了一种发电机汇水管108固定接地后的直流耐压试验方法，其主要针对的是发电机汇水管108固定接地后进行直流耐压试验，有效改善了现有常规情况下汇水管108固定接地无法进行直流耐压试验，且无法彻底吹干汇水管108的情况下依然能够采用本申请提供的方法进行直流耐压试验，提高了试验的安全性。

具体来说，本实施例采用水冷发电机专用直流高压发生器100对汇水管108死接地后的发电机进行带水直流耐压试验，在进行直流耐压试验之前，需要按照试验回路(如图1所示)进行接线。本申请中，水冷发电机专用直流高压发生器100包括机箱101、倍压筒102、电流表103、限流电阻104、过压保护装置105、放电棒110和接地线组111，发电机包括定子绕组106、等效水电阻107、汇水管108和转子绕组109，机箱101接收电源并控制倍压筒102产生设定高压，倍压筒102通过测量端子将电流数值反馈至机箱101，倍压筒102的高压输出端与定子绕组106中的加压相电连接，电流表103、限流电阻104和过压保护装置105串联至倍压筒102和定子绕组106之间，机箱101的汇水管108接口端同时与汇水管108和过压保护装置105电连接，汇水管108死接地，转子绕组109接地，机箱101的接地端、倍压筒102的接地端、定子绕组106中的两相非加压相以及放电棒110均与接地线组111电连接。

在进行带水直流耐压试验时，具体包括如下步骤：

S1、在进行带水直流耐压试验时，控制水冷发电机专用直流高压发生器100为直流耐压试验提供直流高压，对发电机的定子绕组106进行分组试验，每组试验时，控制水冷发电机专用直流高压发生器100提供的直流高压逐渐升至所需试验电压，在升压过程中，通过串联于高压侧的电流表103监测并读取回路总电流。

本实施例中的电流表103为指针式电流表103，指针式电流表103能够更好的反应电流的变化程度，而读数式电流表103需要一定的反应时间，灵敏度欠佳。具体来说，本申请中的电流表103包括毫安表，电流表103连接至倍压筒102的高压侧可以实现对定子绕组106的泄漏电流以及汇水管108中的水电流之和的变化进行监测，由于汇水管108中的水电流基本保持不变，如果电流表103存在大幅的增长或摆动，即证明定子绕组106的泄露电流增加，可以判断定子绕组106的特定相绝缘效果不佳，因此，本申请可以依据电流表103的增长幅度或摆动幅度来判断是否需要继续升压检测还是停止检测，排查缺陷部位。

本实施例中对发电机进行带水直流耐压试验包括：对发电机的定子绕组106进行分组直流耐压试验，通常情况下，发电机的定子绕组106分为三组，即为A、B和C组，分相进行耐压试验，倍压筒102的高压输出端与定子绕组106中的加压相电连接，定子绕组106中的两相非加压相与接地线组111电连接进行接地。本申请中通过分别对发电机的定子绕组106进行分组试验，每组试验分别监测并读取回路总电流，当切换另一组作为加压相时，若总电流发生明显的增长或摆动，证明这一组的定子绕组106可能存在绝缘效果不佳的情况。

通常情况下，将试验电压分为2-5段，每段幅度尽可能相等，本申请中，试验电压按每级0.5Un分阶段升高，在试验设备容量足够的情况下，试验电压最大为2.5Un，每阶段停留1min，监测电流的变化程度，然后再进行下一阶段升压，直至试验完成后降压。

升压过程的速度要均匀，本申请中，在升压过程中以1-3Kv/s的升压速度升高，如果被试品容量大，升压的速度要适当放慢，让被试品上的电荷慢慢积累。升压时，电流表103的电流不超过水冷发电机专用直流高压发生器100的最大充电电流，随时监视电压表和电流表103的情况进行升压。

S2、若监测每组的回路总电流的差值未超出设定范围值时(也可以称之为电流无明显增长时)，表明通过了直流耐压试验，可进行交流耐压试验；具体来说，对三组的回路总电流进行横向比较，差值低于设置范围值(三相之间的电流比差不超过50％。)时，判定其差值不明显，判定发电机绝缘较佳。换而言之，将试验电压值保持规定的时间后，如试品无破坏性放电，电流表103指针没有向增大方向突然摆动，则认为直流耐压试验通过。

或者，若监测每组的回路总电流的差值超出设定范围值时(也可以称之为电流明显剧烈增长时)，停止加压，并采用表面电位外移法对缺陷部位进行查找。换而言之，试验过程中若有击穿、闪络、电流表103大幅度摆动或电流突变等异常情况。立即降压断开电源，查明原因后，处理完毕再做试验。

需要注意的是，目前水氢冷发电机直流耐压方法有两种：高压屏蔽法和低压屏蔽法。高压屏蔽法是微安表接在高压端，它能消除杂散电流的影响，测量较精准，当微安表的操作及读数均在高压侧，汇水管108也要承受高压，一般汇水管108的绝缘达不到要求。而低压屏蔽法是将微安表的一端接地，另一端接试验变压器低压侧，其对汇水管108绝缘电阻要求较低。

但是本申请提供的发电机汇水管108固定接地后的直流耐压试验方法区别于常规的高压屏蔽法和低压屏蔽法，具体差别如下：

高压屏蔽法只适用于汇水管108全绝缘的电机，由于现阶段的发电机汇水管108是低绝缘的，只能使用低压屏蔽法，而本申请中汇水管108固定接地且无法拆卸，此时汇水管108的绝缘为零，无法实现对汇水管108进行屏蔽，因此现有的高压屏蔽法并不适用于本申请特定的情况。本申请提供的水冷发电机专用直流高压发生器100只起到提供高压直流源的作用。

尤其关键的是，现有技术中的高压屏蔽法和低压屏蔽法均是在汇水管108不接地的情况下(也即是对汇水管108进行屏蔽的情况下)进行的，而本申请提供的发电机汇水管108固定接地后的直流耐压试验方法是针对发电机汇水管108固定接地且无法分离的情况下进行的。

本申请提供的发电机汇水管108固定接地后的直流耐压试验方法的检测原理如下：本申请通过水冷发电机专用直流高压发生器100为直流耐压试验提供直流高压，并且倍压筒102的高压侧安装用于检测回路总电流的电流表103，由于本实施例中针对的是汇水管108固定接地且无法拆卸，此时在通水情况下无法对汇水管108进行屏蔽处理，因此无法采用现有的高压屏蔽法或低压屏蔽法进行直流耐压试验，而本实施例中，巧妙的利用回路总电流的变化作为直流耐压试验考察的依据，由于回路总电流包括了定子电阻的加压相的泄露电流和汇水管108内的水电流，而汇水管108内水电流基本保持不变，此时如果回流总电流出现大幅度变化时，证明加压相的绝缘状态不佳，需要排查缺陷位置，若切换每一组定子绕组106进行耐压试验时，回路总电流的变化不大，即证明定子绕组106绝缘状态良好，可以通过直流耐压试验。虽然本实施例提供的直流耐压试验方法无法准确的测量定子绕组106的绝缘电流，但是可以依据回路总电流的变化来判断定子绕组106的绝缘状态，从而有效解决现有试验误区，增加对发电机绝缘状态判断的依据。由于绝缘电阻和直流耐压原理相同，可直接用直流耐压结果代替绝缘电阻结果(本实施例中所述的绝缘电阻结果也不是具体数据，而是绝缘电阻绝缘状态达到了何种程度)。采用上述试验的优点在于：汇水管108死接地的发电机，当机组小修时(不抽转子)，规程规定(DL/T-1768-2017)，测量绝缘电阻，可用本试验方法代替，机组大修时，也可按规程要求先进行直流耐压试验，通过后方可进行交流耐压试验，避免了直接进行交流耐压试验造成的不良后果。

此外，本实施例还提供了一种发电机绝缘状态的检测方法，其适用于汇水管108死接地且通水的情况，先进行上述发电机汇水管108固定接地后的直流耐压试验方法，发电机汇水管108固定接地后的直流耐压试验方法通过后，再进行交流耐压试验，此时可以确保交流耐压试验施加压力的大小，避免盲目进行交流耐压而带来风险。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其特征在于，

其包括采用水冷发电机专用直流高压发生器对汇水管死接地后的发电机进行带水直流耐压试验，

控制所述水冷发电机专用直流高压发生器为所述直流耐压试验提供直流高压，对所述发电机的定子绕组进行分组试验，每组试验时，控制所述水冷发电机专用直流高压发生器提供的直流高压逐渐升至所需试验电压，在升压过程中，通过串联于高压侧的电流表监测并读取回路总电流；

若监测每组的回路总电流的差值未超出设定范围值时，表明通过了直流耐压试验，可进行交流耐压试验；或者，

若监测每组的回路总电流的差值超出设定范围值时，停止加压，对缺陷部位进行查找。

2.根据权利要求1所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其特征在于，所述电流表为指针式电流表。

3.根据权利要求1或2所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其特征在于，所述电流表为毫安表。

4.根据权利要求1所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其特征在于，所述设定范围值为三相之间的电流比差不超过50％。

5.根据权利要求1所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其特征在于，所述试验电压按每级0.5Un分阶段升高，每阶段停留1min，监测电流的变化程度，然后再进行下一阶段升压，直至试验完成后降压。

6.根据权利要求5所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其特征在于，所述试验电压最大为2.5Un。

7.根据权利要求5所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其特征在于，在升压过程中以1-3Kv/s的升压速度升高，升压时，所述电流表的电流不超过所述水冷发电机专用直流高压发生器的最大充电电流。

8.根据权利要求1所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，其特征在于，所述水冷发电机专用直流高压发生器包括机箱、倍压筒、电流表、限流电阻、过压保护装置、放电棒和接地线组，所述发电机包括定子绕组、等效水电阻、汇水管和转子绕组，所述机箱接收电源并控制所述倍压筒产生设定高压，所述倍压筒通过测量端子将电流数值反馈至所述机箱，所述倍压筒的高压输出端与所述定子绕组中的加压相电连接，所述电流表、所述限流电阻和所述过压保护装置串联至所述倍压筒和所述定子绕组之间，所述机箱的汇水管接口端同时与所述汇水管和所述过压保护装置电连接，所述汇水管死接地，所述转子绕组接地，所述机箱的接地端、所述倍压筒的接地端、所述定子绕组中的两相非加压相以及所述放电棒均与接地线组电连接。

9.一种发电机绝缘状态的检测方法，其适用于汇水管死接地且通水的情况，其特征在于，先进行如权利要求1-8任一项所述的发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法，所述发电机汇水管固定接地后的直流耐压试验方法通过后，再进行交流耐压试验。

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