（山西漳泽电力工程有限公司山东海阳分公司 山东省海阳市）
摘要：介绍了一种检测发电机定子绝缘局部缺陷的方法——U形探测器法的原理、方法。该法在漳泽发电厂4号发电机上的应用实例表明：采用直流泄漏法测定发电机定子绕组端部的电流和电位可以准确地发现发电机定子绕组端部的绝缘缺陷，该法简单、有效、值得推广。
关键词：大型发电机定子绕组；绝缘缺陷；U形探测器法
1. 引言
大型发电机定子绕组在进行直流耐压试验时，有时会出现三相泄漏电流相差太大，且泄漏电流随电压不成比例上升或突变的情况，这些异常情况表明发电机定子绕组绝缘存在缺陷。找到缺陷所在部位并予以消除，对提高发电机的健康水平具有重要意义，但有时定子绝缘的局部缺陷是不容易查找到的。以下介绍一种简单有效地检测发电机定子绝缘局部缺陷的方法——U形探测器法。
2. U形探测器法的原理
2.1绝缘缺陷与泄漏电流变化的关系
绕组一相或一个支路的绝缘虽然能承受规程规定的直流和交流耐压试验的电压，但当其泄漏电流较其它相或支路高出许多时，说明绝缘内部存在某种缺陷。在进行直流耐压试验时，通常采用逐级升压的方法，在每一级电压处读取加压后1min时泄漏电流的数值，根据这些读数即可以分析绝缘的吸收现象。将试验结果绘成泄漏电流与外加电压的关系曲线，从曲线的变化可以分析绝缘缺陷的性质和严重程度。
2.2槽部和端部绝缘泄漏电流特性
当发电机定子绕组线棒施加直流电压时，流过绝缘的泄漏电流有2种路径：（1）槽部泄漏电流主要流过固体绝缘层；（2）端部的泄漏电流大部分流过绝缘表面，两种情况下泄漏电流与电压的关系曲线是不同的。当槽部绝缘严重分层并形成弯曲的贯穿性通道时，即有较长的泄漏路径时，泄漏电流与电压关系的特性曲线与端部绝缘某处有穿透性缺陷时，对应的特性曲线相类似，实际上这种情况比较少见。
2.3检出线棒绝缘内部存在某种缺陷的方法
（1）提高直流试验电压值，这种方法对设备及人身安全都带来一定的危险，有时提高电压值也未必能找出缺陷；（2）将泄漏电流大的相或分支按1/2、1/4…等分，逐步分解查找，这种方法要求焊开许多接头，工作量大，大修工期不好估计，且大量的拆除线棒会造成新的缺陷，有时甚至找不到故障点；（3）采用U形探测器法能简便、有效地检出端部有缺陷的线棒。
U形探测器发由一个内部装有电阻分压器的绝缘管及U形金属电极组成，探测器经过限流电阻与微安表连接。U形电极固定在绝缘管的一端。试验时，被试相（或分支）家1.5～2.0倍电压，将U形电极逐个插入被试线棒的端部，沿表面纵向移动，当电极移到靠近缺陷部位时，微安表指示值急剧增大，甚至在U形电极与缺陷部位之间出现火花，泄漏电流最大或火花出现的部位即为缺陷部位。
3检测实例
2008年4月我厂4号发电机大修前试验，发现其三相泄漏电流（直流耐压试验）严重不平衡，但通过了交流耐压试验。
B相泄漏电流在20、30、39.375kv电压下不成比例地上升，因此怀疑B相绝缘存在缺陷。为了判断是B相对地绝缘存在缺陷，还是B相对其它两相绝缘存在缺陷，又进行了B相对地和B相对A、C两相的直流试验和整体的电位外移试验，综合分析认定是B相对铁心绝缘存在缺陷，但B相绝缘缺陷的具体部位尚不确定。如何确定缺陷部位，我们根据U形探测器法的基本原理，制作了一套探测仪。具体探测方法是：对发电机有绝缘缺陷的绕组施加直流电压，用自制的探杆（绝缘杆头上包上导电铜布）与100MΩ电阻和微安表串联后接地，并在电阻两端接静电电压表，工作人员站在垫有绝缘板的发电机膛内用探杆依次测量各绝缘部位的电压值和泄漏电流值，泄漏电流大和电压值突然增大的部位即为缺陷部位。因此我们对4号发电机B相绕组施加直流电压15kv,用自制探杆在B相绕组汽、励两侧槽口进行探测，发现在励侧第18、19槽下层线棒渐开线拐点距槽口10cm处电位高达2300V，泄漏电流为47μA，远高于其它部位泄漏电流，因此可以初步断定该处绝缘存在缺陷。后经检修人员拆除18、19号槽上层线棒后发现，18、19号槽的下层线棒绝缘严重磨损，磨损深度约4mm、宽度约2mm、长度约15mm，呈刀口状缺口，若带缺陷继续运行，必将造成因发电机端部绝缘缺陷而使发电机烧损的重大事故。
4试验结果分析
4号发电机B相18、19号槽线棒经检修人员更换后，我们对更换的新线棒和4号发电机整体进行了大修后试验。
三相电流平衡，端部电位为零，大修后的其它试验全部合格。
采用直流泄漏法发现了4号发电机存在的绝缘缺陷，由此可以得出结论：
(1)直流耐压及泄漏电流测量是发现定子绕组端部缺陷的一种有效的方法，应引起重视，同时应严格按规程要求进行考核。当三相泄漏电流严重不平衡时，即使交流耐压试验通过，也要找到泄漏电流不平衡的原因。
(2)当用常规方法不能确定缺陷部位时，可以采用本文介绍的方法进行查找。
论文作者:许文科
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/3/28
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