（通辽发电总厂有限责任公司 内蒙古通辽市 028011）
摘要：在高压发电机的绝缘测试工作中，定子绕组的泄漏电流和直流耐压试验，是一种常用的检查定子绕组绝缘状态的方法。泄漏电流和直流耐压试验可以灵敏地反映夹层绝缘的内部受潮及局部松散断裂、绝缘的沿面炭化等状况，能有效地反映发电机定子绕组绝缘内部的集中性缺陷。因此，无论发电机交接还是检修，泄漏电流和直流耐压试验都是不可或缺的一项重要试验。基于此，本文主要对发电机直流泄漏及耐压试验进行分析探讨。
关键词：发电机；直流泄漏；耐压试验
1、前言
在发电机交接试验工作中，发电机定子绕组直流耐压和泄漏电流试验是不可或缺的，可以灵敏地反映夹层绝缘的内部受潮及局部松散断裂、绝缘的沿面炭化等状况，能有效地反映发电机定子绕组绝缘内部的集中性缺陷。
2、泄漏电流试验
泄漏电流和直流耐压的试验接线方式是相同的，所施加的电压等级也是相同的，但两者之问考查的目的不一样。试验前应先空试设备，升压按照试验规定，每0．5个升压单位分阶段升压，同时记录每阶段微安表的示数，带上试品试验时监测到的泄漏电流应减去空试时的泄漏电流。这样既可检查试验设备的可靠性，又可排除试验设备和高压加压线的泄漏电流对试验结果的影响。在升压过程中发电机绕组会迅速极化，从而产生电容电流。电压稳定后电容电流又会迅速消失。发电机定子绕组绝缘中的电子在外加电场的影响下移动形成传导电流。在升压过程中，应保持微安表短路，以免涌流过大烧毁微安表，待电压稳定后读取微安表示数。泄漏电流主要包括定子绕组的泄漏电流、加压相中引水管的泄漏电流以及非加压相汇水管对地的泄漏电流。其中非加压相汇水管中的泄漏电流可通过低压屏蔽法有效消除，从而让泄漏电流的测定更为准确。
当发电机定子绕组绝缘良好时，三相的泄漏电流在相同的电压等级下应保持平衡，三相不平衡率应小于100％。并且绝缘越好，泄漏电流和试验电压的关系越近似为一条直线，斜率越小。但是绝缘受潮时，泄漏电流随电压的变化率变大，斜率也随之增大。当发电机定子绕组存在贯通性缺陷时，泄漏电流随着电压的增大会迅速增加，斜率趋于90°。相对于B相和C相，A相可能存在绝缘缺陷。试验电压到达规定值后保持1min，若试品无放电和击穿现象，且微安表的指针三相平衡没有发生突变，认为直流耐压试验通过，试品合格。
泄漏电流的大小不仅与试品的绝缘结构、状态和性质有关，也与试验设备的绝缘和容量有关系。所以，试品绝缘的好坏不能用泄漏电流绝对值的大小简单断定，需要结合时间和电压变化，甚至长期的运行趋势变化来综合判断。
3、发电机直流耐压试验基本原理
3.1低压屏蔽法原理
赤峰新城热电分公司１号发电机为水内冷汽轮发电机组，其直流耐压试验宜采用低压屏蔽法，其原理图如图１所示。直流耐压试验是用较高的直流电压来测量发电机定子绕组绝缘电阻，同时在升压过程中监测泄漏电流，通过不同电压等级的泄漏电流变化情况判断绝缘状况，有助于及时发现绝缘缺陷、老化及受潮等。
3.2直流耐压试验特点
发电机直流耐压试验因试验电压较高，通过测量泄漏电流，能更有效地反映发电机定子绕组绝缘内部的集中性缺陷。可以从电压和电流的对应关系中判断绝缘状况，如图２所示。曲线１：良好的绝缘泄漏电流随电压直线上升，且电流值小；曲线２：绝缘受潮，泄漏电流较大；曲线３：绝缘中有局部缺陷或集中性缺陷存在，泄漏电流超标；曲线４：如０.５倍试验电压附近泄漏电流迅速增长，说明绝缘损坏严重，有击穿的危险。
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图 １ 低压屏蔽法直流耐压试验原理图
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图 ２ 试验电压与泄漏电流关系图
4、发电机直流耐压试验数据分析
赤峰新城热电分公司１号发电机主要技术参数如表１所示。
表 1 发电机主要技术参数
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4.1首次直流耐压试验
首先测量该机的绝缘电阻和吸收比，当试验电压达到４０ｋＶ以后，Ｂ相泄漏电流为Ａ相和Ｃ相泄漏电流值的５倍以上，不满足ＧＢ５０１５０—２０１６《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》４.０.５的相关要求，即发电机直流耐压试验，各相泄漏电流的差别不应大于最小值的１００％，且Ｂ相泄漏电流曲线与的曲线３极为相近，依此可判断发电机定子绕组绝缘中存在局部缺陷或集中性缺陷的可能性较大。
4.2第2次直流耐压试验
发电机结构复杂，不便于安装、拆卸，且该发电机励侧端盖和汽侧端盖已经安装完毕，相关密封工作也已经完成。针对本次试验的现场情况，按照由外到内、由易到难的处理原则，首先对发电机外部的机端套管及中性点套管进行处理，使用有机溶剂详细擦拭各相出线套管以及相关部位后重新进行试验，当试验电压达到４０ｋＶ以后，Ｂ相泄漏电流值仍然很大，依此可以判断Ｂ相泄漏电流偏大并非机端套管和中性点套管的脏污所引起，故引起泄漏电流偏大的第２种情况（即机端套管和中性点套管的脏污问题）可以排除。
4.3发电机定子绕组端部手包绝缘施加直流电压测量
排除了前２种情况以后，发电机定子绕组端部手包绝缘是否良好成为引起直流耐压泄漏电流偏大的重点排查对象。发电机定子绕组端部手包绝缘为现场施工，绝缘材料的质量及工艺的好坏都会对泄漏电流的大小有所影响。
首先用铝箔纸对发电机定子绕组端部手包绝缘进行包裹，分别对发电机定子绕组Ａ相、Ｂ相、Ｃ相施加２０ｋＶ直流额定电压，用手包绝缘测量杆测量发电机定子绕组端部手包绝缘的表面直流电位，Ａ、Ｂ、Ｃ三相的机端和中性点侧的泄漏电流值均小于２０μＡ，满足ＤＬ／Ｔ５９６—１９９６《电力设备预防性试验规程》表１（容量为６０００ｋＷ及以上的同步发电机的试验项目、周期和要求）的相关要求，引起泄漏电流偏大的第３种情况（即发电机定子绕组端部手包绝缘处工艺不良造成）可以排除。
4.4第3次直流耐压试验
经以上试验，可初步判断发电机定子绕组主绝缘、机端套管、中性点套管、发电机定子绕组端部手包绝缘处均不应存在问题，造成泄漏电流偏大的原因应由发电机励侧端部或汽侧端部脏污引起。为减少施工工作量及降低难度，首先打开发电机励侧端盖，经反复擦拭，确保发电机励侧端部的清洁，处理后，对发电机定子绕组Ｂ相进行绝缘电阻测量及直流耐压试验，Ｂ相第３次直流耐压试验时，总电流较第１次和第２次有所增加，主要是由于发电机定子内冷水水质有所下降，但仍在试验允许范围内。当试验电压达到４０ｋＶ以后，泄漏电流虽然不在合格范围内，但与第１次试验数据和第２次试验数据相比，已经有了大幅下降，说明发电机励侧端部脏污是造成泄漏电流偏大的一部分原因。
4.6第4次直流耐压试验
经过前面的试验，打开发电机汽侧端盖虽然难度较大，但也势在必行。对发电机汽侧定子端部进行擦拭，确保发电机汽侧端部的清洁，处理后对发电机进行绝缘电阻测量及直流耐压试验。在任一试验电压下，三相泄漏电流都较为平衡，且泄漏电流并没有随着时间的延长而增大，符合ＧＢ５０１５０—２０１６《电气装置安装工程电气设备交接试验标准》４.０.５关于发电机定子绕组直流耐压试验和泄漏电流测量的相关要求。
5、结语
发电机直流耐压试验是一个复杂和危险的发电机检修项目，随着电力科技的发展，检修设备也越来越智能化和安全化。但是无论检修没备如何发展变化，其直流耐压的理论本质是不会改变的。发电机直流耐压试验合格，泄漏电流测试却不一定合格，而泄漏电流的变化和多种因素相关，这就需要检修人员结合丰富的经验和扎实的理论基础进行综合判断，并在现场实践中不断总结和完善。
参考文献：
[1]李伟清.汽轮发电机故障检查分析及预防[M].2版.北京：中国电力出版社，2010.
[2]GB50150—2006，电气装置安装工程电气设备交接试验标准[S].