同步发电机转子接地故障点的查找方法

1、转子接地故障概述

按接地故障的特点，可以分为以下几类：

(1) 高阻性接地，

(2) 低阻性接地或金属性接地；

(3) 稳定接地，转子接地与其它因素无关；

(4) 不稳定接地。不稳定接地又分为以下几种：

       a. 在高转速下才出现接地，这种接地与离心力有关，接地部位通常发生在外圆，如护环下或槽楔下或外圆的引线等；

       b. 在低转速下出现接地，高转速下接地现象消失，这种接地往往发生在槽底或靠近内圆的部件，这种接地故障的查找与稳定接地相同；

       c. 温度升高后接地，这种接地与转子绕组的热膨胀有关，多发生在绕组的端部；

       d. 接地的出现与转速和温度的升高均有关，故障部位多发生在靠近外圆的端部绕组。

2、转子接地故障点的查找

2.1 直流压降法

直流压降法的原理如图1-1所示，可在运行情况下出现接地时分别测量正滑环或负滑环的对地电压U₁和U₂和正负滑环间的电压U。对于稳定接地故障，也可以在停机状态外加直流电压进行，例如用ZC-205A直流电阻测试仪或ZC-302回路电阻测试仪的大电流档作为试验电源，用数字万用表测量电压。

图1-1 直流压降法示意图

经推导后有如下关系：

       U₁/(U₁﹢U₂)﹦X₁/X       (14.1)

       U₂/(U₁﹢U₂)﹦X₂/X       (14.2)

当接地电阻R较小，而且电压表内阻足够大时，U₁+U₂≈U

式中，X、X₁、X₂可根据实际情况定义，可以是磁极数，也可以是匝数，还可以是长度。

例：某水轮发电机转子共有96个磁极，转子出现接地时，测量得U₁为30V，U₂为60V，求接地位置。

解：此时X=96，根据式（14.1）计算：

       X₁﹦U₁/(U₁﹢U₂)×X﹦30/(30﹢60)×96﹦32

即：接地点位于距正滑环32～33个磁极之间。

如果确定了接地的磁极，也可以用同样的方法确定接地点位于那一匝，此时直流电压加在单个磁极的首尾端，X为磁极的总匝数。

2.2 绝缘电阻测试仪或高压直流法

对于高速和高温下才出现的转子接地，说明故障部位与地之间间隙很小，在高电压下有可能会击穿放电。通常测量转子的绝缘电阻采用500V的ZC-430A绝缘电阻测试仪，查找故障点时可用2500V的ZC-430A绝缘电阻测试仪，或用ZC-540直流高压发生器升压。应注意的是，所施加的直流电压不宜大于10倍额定励磁电压。在加压时，如果故障点击穿（泄漏电流增加或绝缘电阻上不去），可根据放电声和火光判断故障点。

2.3 分段法

当转子存在多点接地时，用压降法计算出来的接地位置是虚假的，此时可将转子绕组分段，结合压降法逐段排除。