據(jù)有關(guān)文獻介紹，國內(nèi)定子絕緣故障而引起大型發(fā)電機燒壞定子繞組的事故時有發(fā)生，嚴(yán)重影響電力部門的安全生產(chǎn)，造成巨大的經(jīng)濟損失。這個問題的解決一方面有賴于電機制造廠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，另一方面有賴于電機的使用運行部門提高運行維修水平。若能在運行狀態(tài)下在線監(jiān)測發(fā)電機的絕緣狀況，并及時查出早起故障，則可大大減少大型發(fā)電機的惡性絕緣事故，產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。因此，尋求安全可靠的在線監(jiān)測大型發(fā)電機的絕緣早期事故的方法，早已為世界各國所重視。
引起惡性事故的絕緣故障經(jīng)常表現(xiàn)為介質(zhì)擊穿，造成定子繞組對地或相間短路。絕緣擊穿前介質(zhì)會有長期緩慢的裂化過程，導(dǎo)致絕緣介質(zhì)裂化原因很多，如長期強電場作用產(chǎn)生的電腐蝕、機械振動造成的絕緣磨損、熱效應(yīng)引起的介質(zhì)分解以及受潮和油污染造成的介質(zhì)腐蝕等。隨著絕緣介質(zhì)的逐漸劣化，絕緣的各種性能逐漸下降，最終擊穿。這種絕緣劣化、性能下降、擊穿的量變到質(zhì)變的過程，使在線監(jiān)測電機絕緣狀況具有很大意義。
電機的絕緣狀態(tài)監(jiān)測是利用傳感器與分析儀器對電機絕緣劣化過程中所產(chǎn)生的物理的、化學(xué)的反應(yīng)進行監(jiān)測，從而發(fā)現(xiàn)電機的早期絕緣故障。目前主要有兩類不同方法：一類是絕緣劣化的化學(xué)分析方法，另一類時放電信號的分析方法。絕緣劣化的過程中會產(chǎn)生氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的化學(xué)物質(zhì)，這些物質(zhì)的成分與濃度就反映了電機的絕緣狀況。這種方法偏重于監(jiān)測整機的絕緣的綜合狀況，對絕緣的局部故障反映并不一定靈敏。絕緣 逐漸劣化時，承受電場作用的能力逐步降低，在運行過程中電機內(nèi)部將發(fā)生越來越嚴(yán)重的局部放電現(xiàn)象，而這又加劇了絕緣介質(zhì)的裂化過程。此外，電機的其他一些故障，如繞組斷股，不同電位點出現(xiàn)污染物等都會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，使整機放電信號的電平明顯提高。所以在線監(jiān)測電機的放電信號是電機診斷技術(shù)的重要手段之一。
盡管局部放電信號比較微弱，但它包含有豐富的電機絕緣狀況信息。自50年代起，國外圍繞這項技術(shù)已經(jīng)開戰(zhàn)了大量的研究工作（包括基礎(chǔ)研究與應(yīng)用開發(fā)研究），使該項技術(shù)有了很大的發(fā)展，已有多種方法應(yīng)用于實際。國內(nèi)有關(guān)該技術(shù)的研究也已起步，與國外相比有一定的差距。
國外已應(yīng)用于實際的大型發(fā)電機在線監(jiān)測方法有：
（1）中性點耦合監(jiān)測方法。50年代美國西屋公司的Johnson研制出了用于電機局方在線監(jiān)測的槽放電探測器（Slot Discharge Detector）。工作原理是由定子繞組的中性點引出放電信號，通過一帶通濾波器送入示波器，在示波器熒光屏上顯示出信號的時域波形。實際應(yīng)用中噪聲信號和放電信號要由有經(jīng)驗的操作人員來識別。
（2）便攜式電容耦合監(jiān)測法。70年代加拿大Ontaxio Hydro為公司研制了一種局部放電在線監(jiān)測裝置。監(jiān)測放電信號是，將三個電容（每個375pF，25kV）搭接在發(fā)電機三相出線上，通過電容檢出放電信號。此信號通過一帶通濾波器（30kHz至1MHz）引入示波器，并顯示出放電信號的時域波形。這種方法在加拿大的一些電廠得到應(yīng)用，并取得了較好的效果。它的缺點仍然是依靠有經(jīng)驗的操作人員來區(qū)分外部干擾信號和內(nèi)部放電信號，致使這種監(jiān)測方法的推廣受到了一定的限制。
（3）射頻監(jiān)測法。射頻監(jiān)測（Radio Frequency Monitoring）法實際上是對Johnson提出的方法改進。該法利用高頻電流互感器從發(fā)電機定子繞組中性線上引出放電信號，對信號進行頻譜分析及時域波形分析，由有經(jīng)驗的運行人員綜合時域波形與頻譜來區(qū)分干擾信號和內(nèi)部放電信號。
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圖2-158 PDA原理圖
（4）PDA監(jiān)測法。PDA是局部放電分析儀英文名稱（Partial Discharge Analyzer）的縮寫。PDA監(jiān)測法由加拿大Ontaio Hyaro公司于70年代提出，主要用于在線監(jiān)測水輪發(fā)電機的局部放電。它利用繞組內(nèi)放電信號和外部噪音信號在繞組中傳播時具有不同特點來抑制噪聲，提取放電信號，原理圖如圖2-158所示。若水輪發(fā)電機每相為雙支路（或偶數(shù)支數(shù)）對稱繞組，則在每條支路（在水輪機的端部的環(huán)形母線上）永久性地裝兩個耦合電容器，將兩對耦合電容器的輸出信號利用相同長度的電纜引至PDA輸入差分放大器。對于外部噪聲信號，每相繞組的兩個信號耦合電容器，將產(chǎn)生相同的響應(yīng)，因而PDA的差分放大器無輸出，噪聲被抑制。對于內(nèi)部放電信號，由于信號傳播距離不同，在到達(dá)每相繞組的兩個耦合電容器時將出現(xiàn)時差，耦合電容器所取得的信號也將出現(xiàn)相對時延，差分放大器的輸出就是放電信號。PDA試驗法在國外水輪發(fā)電機的在線監(jiān)測中已被采用。
（5）槽耦合器（SSC）監(jiān)測法。由于汽輪發(fā)電機定子繞組的結(jié)構(gòu)不同于水輪發(fā)電機，PDA試驗不能滿意地應(yīng)用于汽輪發(fā)電機的在線監(jiān)測，加拿大Ontaio Hydor公司和Iris Power Engineering于1991年將TGA（Turbine Generator Analyzer）用于汽輪發(fā)電機局部放電信號的在線監(jiān)測。這種方法代價較高，要求在定子每槽的槽楔下面埋有一特制器件——定子槽耦合器（Stator Slot Coupler）簡稱SSC，利用SSC探測每槽的放電脈沖，然后由同軸電纜放電信號引至電機外部的分析儀器。SSC外形很像一長方形溫度探測器，它實際上就是一個寬頻帶耦合天線，對脈寬僅為納秒級的局部放電脈沖也可以探測到。當(dāng)來自于外部的噪聲信號傳至SSC時，其中的高頻成分將嚴(yán)重衰減，因此根據(jù)SSC探測到的信號特征可區(qū)分外部噪聲信號和內(nèi)部放電信號。目前這種帶SSC控測器的TGA試驗方法仍有待進一步完善。
目前國內(nèi)已有幾個單位研制了大型發(fā)電機的局部放電在線監(jiān)測儀，有的還投入現(xiàn)場運行。今后的發(fā)展方向是開發(fā)智能型在線監(jiān)測系統(tǒng)，以解決在線監(jiān)測中遇到的發(fā)電機規(guī)格、品種、結(jié)構(gòu)不同，廠房內(nèi)電器等布置相異，噪聲背景不一樣，工作人員素質(zhì)不同等復(fù)雜問題。
發(fā)電機相關(guān)檢測設(shè)備：HTSZ水內(nèi)冷發(fā)電機絕緣電阻測試儀 HT616發(fā)電機轉(zhuǎn)子交流阻抗測試儀 | 
