发电机的超低频耐压试验方法

随着电机容量的增加，发电机绕组对地电容量也越来越大，特别是水轮发电机，交流耐压试验的设备容量也越来越大，给试验带来了困难。由于采用0.1H_z比采用H_z的频率减小了500倍，解决了试验设备容量的难题。因此，在《预规》中说明：有条件时，可采用0.1H_z(超低频)耐压，试验电压为工频试验电压峰值的1.2倍。由研究可知，0.1H_z电压在绕组端部绝缘的分布，介于50H_z和直流电压之间，故易检出槽口及其附近绝缘的缺陷。

一、试验装置

0.1H_z高压发生装置使用较多的有下列三种。

[1] 调幅机械整流式0.1H_z高压发生装置。其原理接线如图1-1所示。电动调幅调压器(3kVA，0～200V)把等幅的正弦波电压变为调幅的正弦波交流电压；试验变压器将调幅电压升到所需电压。用高压分频器用以分出0.1H_z电压波形。

图1-1 调幅机械整流式0.1H_z高压发生装置

[2] 调幅硅整流式0.1H_z高压发生装置。其原理接线如图1-2所示。用电动调压器输出包络线为0.1H_z正弦电压，经试验变压器及高压硅堆整流，再加到被试发电机上。

图1-2 调幅硅整流式0.1H_z高压发生装置

[3] 电子式ZC-524超低频高压发生器。其原理接线如图1-3所示。用晶闸管对50H_z电压进行调幅控制，由试验变压器升压，配用不同电压和容量的高压试验变压器，可获得不同的输出电压和电流，由于无机械运动部件，故技术上较先进。

图1-3 电子式0.1H_z高压发生装置

二、实例说明

1、实例1-1 0.1H_z、50H_z及直流耐压对比试验

对一台10.5kV，41.25MW，运行22年的水轮发电机定子云母烘卷绝缘，用0.1H_z，50H_z及直流耐压进行击穿试验，对重换绝缘的126根线棒试验(采用交叉式测试)，取得端部、槽部及槽口绝缘的击穿数量和击穿率，见表1-1。

由表1-1可知，0.1H_z电压检出端部绕组绝缘缺陷效果近似于直流电压；50H_z电压检出槽部绝缘缺陷较灵敏，0.1H_z电压次之；检出槽口绝缘缺陷50H_z最好，0.1H_z和直流电压相近，次之。因此，0.1H_z试验兼有直流耐压怍用，其试验效果处于50H_z交流和直流电压之间。

2、实例1-2 0.1H_z试验发现绝缘缺陷

某电厂对其水轮发电机进行0.1H_z试验。试验采用调幅机械整流式0.1H_z高压发生装置，其接线如图1-1所示。试验电压峰值U'_max按式(1-6)计算

       U'_max＝√2·βKU_N       (1-6)

式中 U'_max一一0.1H_z试验电压峰值，kV；

       β一一0.1H_z和50H_z试验电压的等效系数，一般为1.15～1.2；

       K一一试验电压倍数，一般为1.3～1.5；

       U_N一一定子额定电压，kV；

试验2台机组结果如下。

[1] 型号TS854/156-40，72.5MW，13.8kV。由式(1-6)可计算得试验电压峰值为U'_max＝√2×1.15×1.5×13.8kV＝33.6kV。该发电机定子绕组绝缘为环氧粉云母带，试验结果是该机绝缘较好。

[2] 型号TS550/80-26，12.5MW，6.3kV。由式(1-6)可计算得试验电压峰值为U'_max＝√2×1.15×1.5×6.3kV＝15.4kV。该发电机定子绕组绝缘为沥青云母带，试验结果是A，B相正常，C相在48s时击穿，击穿点绝缘已流胶，分层。