（江苏华电能源有限公司望亭发电分公司 江苏苏州 215155）
摘要：在对大型发电机进行交接试验或预防性试验时，常常遇到因为汇水管的原因而无法完成绝缘试验的情况。本文通过几个案例对发电机绝缘试验中汇水管的影响因素—─低阻性接地、金属性接地和对地电阻不稳定进行分析论证。
关键词：发电机；汇水管；绝缘试验；影响因素
引言
大型发电机的预防性试验都要根据相关行业标准进行包括绝缘电阻测试、直流耐压、交流耐压试验等的绝缘试验，绝缘试验的条件之一就是汇水管对地电阻合格。而发电机绝缘试验中，定子冷却水系统汇水管的低阻性接地和金属性接地又比较常见，导致无法对发电机定子主绝缘状况进行检测和判断。
1 发电机定子冷却水回路及其汇水管简介
发电机定冷水系统的主要功能是保证水质合格的冷却水不间断地流经定子线圈内部，从而将发电机定子线圈因损耗而产生的热量带走，以保证定子线圈的温升符合发电机的运行要求。定子线圈冷却水通过外部励磁机端总进水管进入发电机定子机座内的环形总进水管，其中一路通过聚四氟乙烯绝缘引水管流入定子线棒中的空心导线，然后从线圈的汽端经绝缘引水管汇入环形出水管；另一路经绝缘引水管流入定子线圈主引线，最后经外管道汇入汽端环形出水管。双路水流最后从汽端机座上部流出发电机，经总出水管返回到水箱。绝缘水管采用具有耐高压、耐高温性能的聚四氟乙烯管。为了固定测温元件，将测温元件一端的外接导线缠绕在包有绝缘材料的汇水管上，并用玻璃丝带绑扎固定。
2 水内冷发电机定子线圈绝缘试验的特点
由于水内冷发电机的绝缘不同于气冷发电机，进行绝缘试验时，要考虑其固有的特点，才能得到较准确的试验数据来进行分析判断。图1中流过绝缘的直流泄漏电流 Ix 一般为数十微安，而流过引水管的电流 Ik 主要由加电压相引水管中水的电阻Ry 和非加电压相引水管电阻及汇水管对地的等值电阻 RH 来决定，其电流值达数十或数百毫安。图1中 R1、C1为加压相对地和对其他两相的绝缘电阻及电容；Ry、Cy为加压相对汇水管的电阻和电容（包括引水管及水阻）；RH、CH为汇水管对地的电阻和电容。
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图1 定子水内冷系统示意图
3 汇水管对绝缘试验的影响因素
3.1 汇水管低阻性接地
目前国内多采用 KD-2678 型绝缘电阻测试仪测试水内冷发电机的绝缘电阻。该仪器测量电压范围为100~2500V，绝缘电阻测量范围分为0.2~10MΩ和0.2~1000MΩ两档。仪器的测试条件为汇水管对发电机机座（地）的电阻值≥30 kΩ，也就是说，汇水管对发电机机座（地）的电阻值达不到 30 kΩ，则无法测试发电机定子线圈绝缘电阻，更不能完成后续的耐压试验。
在测试发电机定子汽侧汇水管、励侧汇水管、出线盒汇水管对地电阻时，发现了问题。汽侧汇水管对地电阻用 RH1 表示，励侧汇水管对地电阻用 RH2 表示，出线盒汇水管对地电阻用 RH3 表示，实测数据如下：RH1＝1200 kΩ，RH2＝7.5 kΩ，RH3＝110 kΩ。从实测数据可以看出励侧汇水管存在低阻性接地。由于RH1、RH2 和RH3 并联后对地电阻只有6.9 kΩ，不满足 30 kΩ 的测试条件。故无法测试发电机绝缘。对励侧汇水管管路外观的检查未发现异常，最后拆下与励侧汇水管相连的发电机外部管道及连接处的绝缘件，发现拆下的汇水管绝缘垫圈绝缘电阻只有 6.5kΩ。用丙酮清洗该绝缘垫圈后，其绝缘性能恢复正常，重新组装后，励侧汇水管对地电阻达到 150 kΩ，低阻性接地故障消除。
3.2 汇水管金属性接地
某厂660MW发电机为QFSN-660-2 在启动前进行发电机耐压试验，测试绝缘电阻时发现了问题。当发电机内部定冷水回路反复冲洗后内冷水水质达到要求后，实测内冷水电导率为 1.05μS/cm。在定冷水循环状态下分别测试汽侧汇水管、励侧汇水管、出线盒汇水管对地电阻为 RH1＝280 kΩ， RH2＝0，RH3＝150 kΩ。可见励侧汇水管存在金属性接地。从实测数据结果分析发电机励侧汇水管接地故障点在机外的可能性比较大，进一步排查励侧机内汇水管回路无异常后，将连接励侧汇水管的机外水管拆下，发现发电机汇水管内外管道连接处穿螺杆的绝缘筒已严重开裂，金属螺杆已与机座导通，这是励侧汇水管金属性接地的原因。更换螺杆绝缘套筒后，励侧汇水管对地电阻恢复正常。
3.3 汇水管接地引线断线
汇水管接地引线断线表现为汇水管对地电阻无穷大。貌似汇水管绝缘很好，但是这种情况下无法测出发电机绝缘电阻值，因为引线断线的汇水管的水路未被屏蔽掉。绝缘试验中定冷水电导率为 0.93μS/cm。汽侧汇水管、励侧汇水管、出线盒汇水管对地电阻分别为：RH1＝120kΩ，RH2＝∞， RH3＝110kΩ。使用 绝缘电阻测试仪测试发电机绝缘电阻，但是表计指针始终不能趋于稳定，无法测出准确的绝缘电阻值。这种情况下，首先想到的是定子冷却水水路没有被完全屏蔽掉。再次核实励侧汇水管对地电阻，使用万能表电阻档调换表笔反复测试，汇水管对地电阻均为∞，证实了该汇水管接地引线出了问题，即引线断线或引线脱落。打开人孔门检查时，发现励侧汇水管引线从与汇水管根部连接部位脱落。重新连接后，励侧汇水管对地电阻恢复正常，进而测出准确的发电机定子绝缘电阻值。
汇水管接地引线不通，有可能是施工时引线受力而造成芯线断线，也有可能引线从汇水管的接线端子脱落。为了绝缘试验的顺利进行，在发电机端盖封闭前，应对汇水管接地引线进行检查和测试，检查其导通和连接情况。以避免端盖封闭后对类似问题处理的困难。
4 结论
汇水管对发电机绝缘试验的影响因素有很多。虽然大型汽轮发电机定子冷却水系统及其绝缘结构比较复杂，但试验人员在熟悉发电机内部结构的基础上，借鉴上述经验可以发现并消除汇水管的影响。同时希望检修作业人员重视汇水管相关环节的作业，可以有效地避免同类问题的发生。
作者简介
沈志敏(1963.11—)，男，江苏苏州人，高级技师，从事汽轮机发电机和高压电动机的检修工作。