發(fā)電機(jī)局部放電的電聲聯(lián)合檢測(cè)

1、發(fā)電機(jī)局部放電的電聲聯(lián)合檢測(cè)    摘要：本文主要介紹了發(fā)電機(jī)局部放電所產(chǎn)生的原因和危害，分析了發(fā)電機(jī)產(chǎn)生局部放電的主要的幾種類型、特點(diǎn)以及利用脈沖電流法和超聲波法聯(lián)合檢測(cè)局部放電的基本原理和方法。利用電聲聯(lián)合檢測(cè)法來檢測(cè)發(fā)電機(jī)，能夠發(fā)現(xiàn)并且可以很精準(zhǔn)的定位局部放電的情況，能夠很好的對(duì)局部放電的情況及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。 關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī)局部放電電聲聯(lián)合檢測(cè) Abstract: this paper mainly introduces the generator generated by partial discharge the reason and har

2、mfulness, generator is analyzed the main produce partial discharge of several types, characteristics and the use of pulse current method and ultrasonic united detection partial discharge the basic principle and method. Use method to detect the acoustic joint generator, can find and can be very preci

3、se positioning partial discharge, can very well for partial discharge in time to find the time. Keywords: generator partial discharge electro-acoustic united detection 中圖分類號(hào)： TB857+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)： 引言 隨著社會(huì)與科技的發(fā)展，機(jī)械行業(yè)正高速發(fā)展。發(fā)電機(jī)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于電力的工業(yè)生產(chǎn)，如果大容量發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中發(fā)生較為嚴(yán)重的故障，其事故的涉及面大，甚至可能危害電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，并且修理周期較長(zhǎng)，費(fèi)用較

4、高，造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。在我國(guó)的發(fā)電機(jī)中，定子絕緣隱患所產(chǎn)生的局部放電是引起事故主要原因之一。 二、發(fā)電機(jī)局部放電的類型及特征 發(fā)電機(jī)中的局部放電主要是分為四種不同的類型：內(nèi)部放電、端部放電、槽放電以及導(dǎo)體和絕緣體間放電。 1.內(nèi)部放電 由于制造工藝上面的原因或者由于長(zhǎng)期運(yùn)行過程中的電、熱、化學(xué)和機(jī)械力的作用，發(fā)電機(jī)組中的定子繞組不可避免地會(huì)在層間出現(xiàn)空隙，并且氣隙中的場(chǎng)強(qiáng)可以達(dá)到平均場(chǎng)強(qiáng)的35倍左右。在這種高壓工作的情況下，場(chǎng)強(qiáng)很大，而氣隙中的電場(chǎng)由于強(qiáng)度很大容易形成擊穿場(chǎng)強(qiáng)，這就會(huì)造成在氣隙包圍下的絕緣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生放電現(xiàn)象。內(nèi)部放電主要是有三種形式：輝光放電、電火花放電以及介于輝光放電和火花

5、放電之間的亞輝光放電。輝光放電的特點(diǎn)就是產(chǎn)生許多具有很大能量的帶電粒子，這種能量高的粒子如果以較高速度產(chǎn)生碰撞，就可以產(chǎn)生較大的動(dòng)量與動(dòng)能，能夠打斷絕緣體中的化學(xué)鍵，造成絕緣材料的表面侵蝕；同時(shí)局部放電會(huì)導(dǎo)致局部過熱，會(huì)造成高溫聚合物裂解而導(dǎo)致絕緣體發(fā)生損壞。通常在運(yùn)行電壓的作用下，氣隙首先擊穿，形成局部放電；內(nèi)部局放的電、熱、化學(xué)和機(jī)械力的聯(lián)合作用，又進(jìn)一步使氣隙擴(kuò)大，這樣絕緣部分的厚度就相應(yīng)減小，這樣需要擊穿絕緣所需要的擊穿電壓就可以相應(yīng)減小，最終導(dǎo)致絕緣被擊穿。 2.端部放電 發(fā)電機(jī)組中的定子繞組端部的連接處往往是一個(gè)發(fā)電機(jī)的絕緣的薄弱環(huán)節(jié)，盡管在實(shí)際應(yīng)用中是采取了一系列的措施（防暈漆涂

6、層和分級(jí)防暈層），就現(xiàn)在的事故而言仍舊是大型發(fā)電機(jī)絕緣事故的多發(fā)區(qū)。通常來說大型電機(jī)繞組的端部都是采用扎綁或者是壓板結(jié)構(gòu)進(jìn)行結(jié)構(gòu)固定，當(dāng)發(fā)電機(jī)冷卻氣體濕度過大，擊穿電壓降低的時(shí)候，可能會(huì)導(dǎo)致相間放電。在運(yùn)行中，由于震動(dòng)和摩擦很容易使得防暈層發(fā)生損壞從而導(dǎo)致端部表面放電。由于發(fā)電機(jī)定子是長(zhǎng)方形，其端部的電場(chǎng)相對(duì)而言比較集中，如果一旦發(fā)生端部表面放電，會(huì)對(duì)電機(jī)的絕緣產(chǎn)生極大的破壞作用。 放電產(chǎn)生的電荷只是在介質(zhì)一面進(jìn)行積累，不容易在外加電壓絕對(duì)值的下降相位出現(xiàn)放電。當(dāng)電極系統(tǒng)不對(duì)稱時(shí)候，放電只是發(fā)生在其中的一個(gè)電機(jī)邊緣。 3.槽放電 槽放電這種現(xiàn)象顧名思義，就是在線圈外表面和鐵芯槽壁之間的放電。產(chǎn)

7、生這種現(xiàn)象的原因是線圈外表面不能和鐵心槽壁完全結(jié)合在一起，它們之間是存在空隙的。而這種空隙就導(dǎo)致了在某些位置電場(chǎng)分布不均勻，從而當(dāng)局部場(chǎng)強(qiáng)達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，氣隙中的氣體發(fā)生局部電離而產(chǎn)生槽放電。槽放電的局部溫度甚至可以達(dá)到數(shù)百甚至上千攝氏度；放電促使空氣發(fā)生電離，并且產(chǎn)生腐蝕性很強(qiáng)的硝酸，導(dǎo)致線棒表面的防暈層、主絕緣等等燒損和腐蝕。由槽放電引起的這種電腐蝕現(xiàn)象，在發(fā)電機(jī)中是很常見的，對(duì)于發(fā)電機(jī)絕緣的危害較為嚴(yán)重。 4. 導(dǎo)體和絕緣體間放電 與內(nèi)部放電類似，由于制造工藝上的原因或在長(zhǎng)期運(yùn)行中的電、熱、化學(xué)和機(jī)械力的作用，發(fā)電機(jī)定子繞組不可避免地會(huì)在導(dǎo)體(銅棒)和絕緣間出現(xiàn)氣隙，在運(yùn)行電壓作用下，氣

8、隙中的場(chǎng)強(qiáng)很容易達(dá)到擊穿場(chǎng)強(qiáng)，使導(dǎo)體和絕緣間出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。這種放電產(chǎn)生的能量使絕緣碳化，逐漸出現(xiàn)樹狀放電軌跡，最終導(dǎo)致絕緣擊穿。 目前檢測(cè)發(fā)電機(jī)局部放電的主要方法 局部放電的過程中，會(huì)產(chǎn)生一系列的物理、化學(xué)現(xiàn)象，包括：電脈沖（以及相應(yīng)的電磁輻射），聲脈沖、熱、光以及一些化學(xué)反應(yīng)生成新的化學(xué)物質(zhì)等。利用不同傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備對(duì)這些物理、化學(xué)變化進(jìn)行監(jiān)測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣系統(tǒng)放電的位置。發(fā)電機(jī)局部放電檢測(cè)可分為電測(cè)法和非電測(cè)法，電測(cè)法包括脈沖電流法、無線電干擾電壓法、UHF 局部放電檢測(cè)技術(shù)、介質(zhì)損耗分析法等；非電測(cè)法包括超聲波檢測(cè)法、光測(cè)法、化學(xué)檢測(cè)法等等。這些方法的都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，同時(shí)在實(shí)際的

9、應(yīng)用中也有不同的程度的應(yīng)用，在常規(guī)檢測(cè)方法中主要是脈沖電流檢測(cè)法和超聲波法。 電聲聯(lián)合檢測(cè)的基本原理 1.脈沖電流法 脈沖電流法是通過檢測(cè)阻抗來判斷局部放電引起的脈沖電流信號(hào)，從而獲得局部放電的基本信息。脈沖電流法是研究最早、應(yīng)用最廣泛的一種檢測(cè)方法，我國(guó)也對(duì)此制定了專門的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，該方法的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度較高，并且可以定量的測(cè)量局部放電的特征參數(shù)，所得數(shù)據(jù)還是比較準(zhǔn)確，目前還沒有其它方法可代替脈沖電流法。 2.超聲波聯(lián)合檢測(cè)法 通過前文的分析，我們了解了基本方法也就是脈沖電流法，而隨著科技的發(fā)展，超聲波這種方法也逐漸受到重視。超聲波檢測(cè)法就是利用介質(zhì)發(fā)生局部放電時(shí)，其瞬時(shí)釋放的能量將放電源周圍的

10、介質(zhì)加熱使其蒸發(fā)，放電源向外發(fā)出聲波，根據(jù)不同超聲波探頭接收到的時(shí)間差的不同而計(jì)算出發(fā)電機(jī)局部放電的位置，從而準(zhǔn)確判斷局部放電對(duì)發(fā)電機(jī)的影響程度來確定是否要進(jìn)行大修檢查。 電聲聯(lián)合檢測(cè)的方法則綜合了兩個(gè)檢測(cè)法的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的局部放電現(xiàn)象并且能夠準(zhǔn)確的確定其準(zhǔn)確的位置。 總結(jié) 發(fā)電機(jī)的局部放電如果嚴(yán)重的話很可能對(duì)其自身造成極其嚴(yán)重的危害，所以我們有必要對(duì)其進(jìn)行局部放電測(cè)試。發(fā)電機(jī)的等效電容很大，需要采用串聯(lián)諧振的方法來降低試驗(yàn)電源的容量。如果能夠?qū)⒚}沖電流法及其超聲波法結(jié)合起來，讓這兩者共同對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行局部放電進(jìn)行檢測(cè)，就可以高效率又具有高準(zhǔn)確性的完成位置鑒定。在我國(guó)使用的許多發(fā)電機(jī)中，定子繞組由方形絕緣導(dǎo)體棒組成，其絕緣系統(tǒng)是通過在導(dǎo)體外用云母帶，再用環(huán)氧或者是聚酯樹脂來浸漬而形成的，其絕緣的工作場(chǎng)強(qiáng)大約是在2.5kV/mm。對(duì)使用云母帶的絕緣系統(tǒng)來說，要注意在制造的過程當(dāng)中確保其絕緣系統(tǒng)是十分緊密的結(jié)合。但是在使用過程中，由于機(jī)械應(yīng)力和熱循環(huán)，絕緣系統(tǒng)總是會(huì)形成部分空隙，隨著電壓的增高，絕緣內(nèi)部必定會(huì)出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。局部放電會(huì)嚴(yán)重的腐蝕發(fā)電機(jī)絕緣，造成發(fā)電機(jī)的壽命縮短。 對(duì)于發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)中的定子繞組所出現(xiàn)的局部放電情況進(jìn)行檢測(cè)，可以協(xié)助判斷發(fā)電