张荣荣　张双双

摘要：近年来，随着电力行业的不断发展，越来越多的大型化工企业选择投用发电机。发电机是高压电力设备中结构、运行条件最为复杂的设备，运行中的发电机受环境、磨损、电磁、机械应力及热应力等的联合作用，为保证发电机正常可靠运行，发电机的预防性试验是电力设备运行与维护的一个重要环节，是保证电力系统安全运行的有效手段之一。发电机的预防性试验主要从以下5个项目进行预防性试验，现就有关试验分享经验。

关键字：绝缘电阻;吸收比;阻抗;泄露电流;发电机定子绕组;介质损耗

1. 测量发电机的绝缘电阻

1.1 试验前后，对定子绕组一定要充分放电。否则，由于放电不充分，会使介质极化和积累电荷不能完全恢复，将会影响到测量结果。

1.2 当绝缘电阻很低时，主要问题大多是出线盒内的套管受潮。

1.3 吸收比与极化指数的问题。吸收比是必做项目，但极化指数则应根据需要来确定。吸收比：AI=R60s/R15S，极化指数：PI=R10min/R1min，它是针对吸收比不合格，而对绝缘又一时难以下结论时，可以补充测量极化指数作为综合判断论据。

2. 测量电机的直流电阻

测直流电阻时，一般使用直流电桥进行测量。直流电桥有单臂电桥和双臂电桥两种。单臂电桥又叫惠斯登电桥，一般用来测量1Ω以上的直流电阻，双臂电桥又叫凯尔文电桥，一般用来测量1Ω以下的直流电阻。由于发电机的定子或转子绕组的直流电阻都很小，（定子：1MΩ左右，转子：约几十MΩ），而且双臂电桥具有很好的分辨力（μΩ级），因此，发电机定子和转子绕组的直流电阻测量通常都是用双臂电桥，使用双臂电桥测直阻时，要注意以下几点：

2.1 连接的引线长短须一致，以消除引线带来的误差。

2.2 测量时尽量不要使用夹子。但可以用夹子夹紧导线与连接处的接触部位。有人喜欢将导线缠绕在夹子上，然后再将夹子夹住导电杆来测量，这样由于导线缠绕夹子，很可能由于缠绕处存在着不同的接触电阻，使测量数据不准确。

3. 测量转子绕组交流阻抗及损耗

转子交流阻抗及损耗测量的作用是用来检查转子绕组是否存在匝间短路问题。如果转子有匝间短路故障，那么交流阻抗会有明显的下降，损耗会大大增加。但是，如果只是交流阻抗有明显的下降，损耗却没有明显的增加，此时不能判断转子存在匝间短路故障。这时，为稳妥起见，可以采用开口变压器法对转子各槽线圈进行检测，确保无电压突变点。另外，还可以用两极电压平衡法即测量中点电压法，来检查上下两极之间的对称性。在测量中点电压时，首先是要找到中点的具体位置，不同型号发电机的转子其中点位置可能不一样，测量中点电压时，可能会出现中点电压偏差较大的情况，这时要采取一些简单的方法来进行多次复测。如果交流阻抗明显下降，而损耗明显增大，且中点电压发生明显的偏移，就可以判断转子绕组存在匝间短路故障。

4. 直流耐压试验及泄露电流试验

4.1 直流耐压试验与交流耐压试验的差异

很多人不理解发电机为什么既要做直流耐压试验，还要做交流耐压试验，两者对发电机的作用到底有什么不同，可否只做交流耐压试验就行。或者说交流耐压试验合格后直流耐压试验就可以不做？为了澄清这些模糊认识，这里首先有必要重点说明一下直流耐压试验与交流耐压试验两者对发电机作用的差异。

直流耐压试验，易于发现发电机端部绝缘缺陷，其原因是交、直流电压沿绝缘的分布是不一样的。交流电压沿绝缘的分布与体积电容成反比，而直流电压分布则与表面绝缘电阻有密切关系。定子端部绕组绝缘对应的等值电路如下图一所示：

在图一中，由于R是绝缘电阻，其数值很大，可以近似看成开路，所以r的电流就近似相等，因此，槽口和端部的电压基本相等。当端部承受了较高的电压，且端部有缺陷时，进行直流耐压就容易被发现。当交流电流过电容时，r上的电流就就不再相等，显然靠近槽口处r的电流大，故其电压升高。因此大部分电压降落在槽部和槽口，而端部所承受电压很小，故在进行交流耐压试验时，易发现槽部和槽口的缺陷。

实际上，沿着绝缘表面各点的电压分布可应用无穷长导线的电压分布公式计算出，即：

式中， ：绝缘表面各点的电压， ：导体对铁芯的电压， ：计算点与铁芯间的距离， ：衰减常数，在交流和直流电压下分别等于 和 ，其中， 为单位长度绝缘的表面电阻， 为单位长度绝缘的体积电阻， 为单位长度绝缘在50Hz时的容抗。

4.2 由于直流耐压试验时所加电压较高，在直流耐压的同时测量泄漏电流，比兆欧表更有效地发现发电机定子绕组端部一些尚未完全贯通的集中性缺陷，而这些局部缺陷在交流耐压试验中是不能被发现的。

4.3 在直流耐压试验下，发电机绝缘无介质极化损失，不会使绝缘发热，从而避免因热击穿而损伤绝缘。而进行交流耐压试验时，既有介质损耗，还有局部放电，致使绝缘发热，对绝缘的损伤也比较严重。

5. 交流耐压试验

5.1 交流耐压试验的优点

交流耐压试验是鉴定绝缘强度最严格、最有效、最直接的试验方法，它是保证发电机的绝缘水平、避免发生绝缘事故的重要手段。是一种破坏性试验。

工频交流耐压试验的主要优点是试验电压和工作电压波形、频率一致，使绝缘内部的电压分布及击穿性能符合发电机的工作状态，所以从劣化或热击穿来看，工频交流耐压试验对发电机主绝缘是比较可靠的检查方法。经验表明，按试验标准通过交、直流耐压试验的发电机，定子绝缘一般能维持一个大修周期的安全运行。

（1） 电抗器补偿原理

調节电抗器，使 ，即：

（2） 试验电压等级

（i） 交接时：（1000+2Un）×0.8，（24kV以及以上，与厂家协商）。

（ii） 大修前：1.5Un（运行20年及以下者）。

（iii） 大修前：（1.3～1.5）Un（运行20年以上且不与架空线路直接连接者）。

总结

通过预防性试验发现发电机的隐患是保证电力系统稳定运行的重要手段，但现场实际试验时往往因为试验方法不合理导致无法判别发电机的缺陷。上述实践经验可清晰说明不同试验方法所诊断的具体缺陷，能够快速、准确地查找隐患，确保设备运行安全。

参考文献：

[1]王晓源.发电机进相运行时失磁保护动作特性分析[J].智能城市，2018，4（05）：164.

[2]尹宝平.发电机进相运行对发电机变压器保护的影响[J].内燃机与配件，2017（15）：115-116.