发电机漏水检测技术的应用及推广

王鹏宇，吴培枝

（华东琅琊山抽水蓄能有限责任公司，安徽省滁州市 239000）

发电机漏水检测技术的应用及推广

王鹏宇，吴培枝

（华东琅琊山抽水蓄能有限责任公司，安徽省滁州市 239000）

琅琊山电厂发电电动机为立轴、半伞式、三相、50Hz、同步发电电动机，在机坑内部装有8台冷却器，冷却方式为自循环空冷，通过循环冷却水带走机组运行时产生的热量，从而达到降温的目的。由于机组特有的冷却方式，使得发电电动机机坑内部布置较多的冷却水管路，并安装了大量测量冷却水压力和流量的表计。因发电电动机机坑属重要工作区域，机组运行时非紧急情况不允许工作人员进入，因此当机组冷却水管路漏水或压力、流量等表计破裂时，将有压力水流向或喷到设备上，维护人员不能及时发现进行处理，当冷却水喷到定子线棒、转子绕组等其他重要电气设备时，为机组稳定运行带来安全隐患，由此突显出机坑漏水检测自动化技术的必要性和重要性。

基坑；漏水；检测

1 发电电动机机坑漏水的危害

琅琊山电厂发电机组冷却方式采用自循环空气冷却，当机组运行时，转子转动产生离心力，在离心力的作用下机坑内部的空气形成自循环通道，热风通过转子磁极、定子绕组、定子铁芯等其他构件，吸收热量的空气从风道排除进入空气冷却器，由流过空冷器的冷却水将热量带走，同时降温后的空气再次进入定子铁芯、定子绕组、转子磁极，如此往复循环，构成了封闭式自循环空气冷却系统。

发电机机坑冷却水管路漏水会为机组安全稳定运行带来隐患，出现异常现象。当冷却器发生漏水时会引起定子绕组受热不均，从而引起铁芯受热不平衡，直接引起发电机振动加强。当漏出的水源随风进入定、转子时，会使定、转子绝缘下降，可能直接引起线圈接地甚至短路，对发电机组的安全稳定运行造成了极大的威胁。因此，必须有效地对机坑漏水进行检测，及时发现异常并进行处理，为机组的运行提高安全保障。

2 漏水检测装置及工作原理

琅琊山电厂水源取自安徽滁州市城西水库，经过长年水质监测，水质满足评价标准（GB 3838—2002）Ⅱ级，据主坝上安装的温度计，2012年最高温度22.57℃，最低温度9.88℃，平均值为15.98℃，年变幅12.69℃，全年pH值维持在8.0～8.5、悬浮物低于20mg/L。为保证机组在高频次、长时间的运行过程中，有效消除发电机冷却水管路漏水带来的安全隐患，琅琊山电厂采用了TraceTek泄漏检测定位系统，它能对水、油、酸、碱等各种液体进行泄漏测定和报警。该厂将其应用在发电电动机机坑内部，是对TraceTek泄漏检测定位系统应用区域的拓展，同时因为机组在不同工况下造成的复杂环境，也对TraceTek泄漏检测定位系统安装工艺提出更高的要求。

漏水检测定位系统是由一条检测液体泄漏的感应线缆和一个带定位显示报警的控制器构成。当泄漏发生时，感应线缆将信号送往控制器，经微处理器处理后，显示泄漏精确位置同时报警。感应线由4根不同类型导线组成，其中2根由导电聚合物加工而成，其单位长度电阻值被精密加工并定值，感应线缆结构示意图如图1所示。在无泄漏时，其中2根导线间电流值为正常，当感应物被泄漏物浸泡，则2根导电聚合物之间被短接，并使所测电流值发生变化，控制器根据欧姆定律，通过测算，能够得到发生故障泄漏点的位置并发出泄漏报警。

图1 感应线缆结构示意图

2.1 检测电缆的选型

为保证漏水检测装置在复杂多变的环境下能够长期稳定工作，琅琊山电厂根据现场实际情况，经过分析和对比，选择TT1000线缆作为机坑漏水检测电缆。琅琊山电厂机组为混流可逆式，为满足电网需求，既要作为发电机发电也要作为电动机抽水，因旋转方向的不同，机坑内部情况也随之发生变化。琅琊山机组运行时机坑内部热风温度最高可达70℃，风速可达4m/s，会带动检测电缆与地面发生轻微摩擦。TT1000型号线缆主要针对于水的检测，为氟化聚合物结构，抗腐蚀，耐磨性高，并且可在最高温度为75℃的环境下运行，从而有效保证了漏水检测装置的正常运行。

2.2 漏水检测控制器工作原理

漏水检测控制器包括3套继电器触点，可用于远程监控和设备控制,控制器结构示意图如图2所示。它尺寸小，安装方便。“泄漏”继电器可以现场调解，延时动作，延时时间可以设置，到感应线干燥时自动复位，或用手动按RESET（复位）键来实现。可根据现场进行敏感度调整。

（1）LEAK（泄漏）指示：红灯指示系统已经检测到液体泄漏。

（2）CABLE BREAK线缆断裂指示：黄灯指示系统已检测到感应线断裂。

（3）RESET（复位）开关指示：红灯指示泄漏继电器已动作，按下复位键进行手动复位。

（4）POWER（电源）指示：绿灯指示系统通电。

（5）调节时间：0～2min。

（6）调节灵敏度。

图2 控制器结构示意图

图3 琅琊山电厂漏水检测电缆布置图

3 漏水检测装置安装

因漏水检测装置精度高，检测能力极强，感应线缆轻微的破损将会造成漏水检测装置不可修复的故障，所以在装置安装过程中既要按照装置使用说明进行，又要根据发电电动机机坑实际情况进行改进，以确保漏水检测装置稳定运行，切实达到可靠检测漏水的目的。琅琊山电厂漏水检测电缆布置图如图3所示，在机坑发电机空冷器下侧布置了漏水检测电缆，尽可能覆盖机坑内部整个冷却系统，保证漏水检测装置工作的可靠性。

3.1 漏水检测装置安装前注意事项

（1）安装前应将传感电缆封存在原包装盒内，并置于干净、干燥处存放。

（2）将待安装传感电缆的区域清理干净，轻触碎屑或其他污染源。

（3）禁止让工具、尖利或沉重的物体掉落到电缆上。

（4）牵引传感电缆时不得用力过大，以防损坏电缆接头。

（5）不得让电缆接头受潮，变脏或受到污染，造成装置损坏。

3.2 漏水检测装置安装步骤

（1）确定漏水检测装置在机坑内部的安装线路。为保证机传感电缆在机坑内部能够可靠运行，在风力、温度变化很大的条件可以正常工作，不但要满足设备安装说明的要求，还要根据实际情况加以改善。漏水检测电缆典型安装示意图如图4所示。

以琅琊山电厂为例，安装说明明确要求需要用电缆固定夹通过黏合剂将传感电缆固定于地面，但是当机组运行时，机坑内部风速块、温度高，容易造成固定夹的脱落，一旦卷入定子或转子中将造成严重后果，考虑到黏合剂不牢靠，若用螺栓等其他金属器材对传感电缆固定，那么机组运行时产生的振动常年积累也可能引起同样的问题，为机组的运行带来安全隐患。为此，琅琊山电厂以现场实际经验为导则，通过使用耐高温绝缘扎带进行固定，配合缠绕管将电缆与底座进行隔离，既能防止温度过高损坏电缆又能减小冷却风对电缆的拉力。

图4 漏水检测电缆典型安装示意图

（2）对传感电缆进行检验测试。在开始对传感电缆进行铺设之前，为确保每段传感电缆完好无损，未受污染，应按照装置说明进行传感电缆的测试程序，以琅琊山电厂为例，采用欧姆测试法，将终止端与传感电缆相接，再将引出线连接至传感电缆，测量黄线和黑线之间的电阻以及红线和绿线之间的电阻，读数应大概等于传感电缆长度的倍数，并且两个回路的电阻相差不应超过5%。

（3）根据之前制定的安装线路安装漏水检测装置电缆。安装过程中，为防止检测电缆受到损伤，安装人员必须进行密切配合，掌握安装方法，合理使用安装力度。为防止安装过程中力度过大或者在机组运行时检测电缆随风力拉扯引起检测电缆线接头部位的折断，安装人员在进行电缆接头连接时要进行固定，在每个接头处留一个环路（如图5所示），为电缆线接头连接处的拉扯留出足够空间。

（4）安装电缆检测装置控制器。控制器可以进行远程报警及设备控制，琅琊山电厂接入一组故障报警点和一组漏水检测报警点。根据控制器接线说明以及现场监控盘柜图纸，合理安排二次回路走线，配备齐全端子套管，完成端子可靠连接。然后在上位机数据库进行参数配置，将漏水检测装置故障点和报警点接入电站监控系统。

（5）基坑漏水检测装置现场调试。在漏水检测装置安装完成后，再次通过欧姆测试法对装置进行测试，以确保传感电缆保持清洁和完好。同时，在确认监控系统已加入机坑漏水检测装置故障报警和漏水检测报警后，现地在漏水检测电缆上进行洒水试验。从洒水起开始计算时间，观察漏水检测装置报警指示，当漏水装置报警指示灯亮时，查看监控系统事件记录。根据报警出现的时间，对漏水检测控制器进行时间整定。

图5 接头环路示意图

漏水检测装置安装后在日常维护工作中发挥了显著的作用，多起基坑内部漏水事件被及时发现，其中包括冷却水法兰滴漏以及压力表计的击穿，漏水检测装置全部可靠发出报警信息，节省了大量的人力物力，将隐患牢牢控制在最小的范围内。

4 漏水检测系统应用

伴随科技水平的提高和技术的发展，越来越多的设备对其工作环境提出了多方面的要求，湿度、温度等客观因素为设备的稳定运行带来不同程度的影响，而漏水检测定位系统在大时代的背景下应运而生，它能对水、油、酸、碱等各种液体进行泄漏检测定位和报警，广泛应用于通信、半导体、金融系统及图书馆、博物馆、档案馆、机场、油库以及石油、石化、化工、药业等行业。

发电机机坑漏水检测系统的应用则是琅琊山电厂在漏水检测方面的一次伟大尝试。自机组投运以来，发电机机坑内部多次出现管路漏水而不能及时发现的事件。频繁的机坑内部巡视既浪费时间又浪费人力，而且很难达到密切监视的要求。为解决此类问题给机组安全稳定运行带来的困扰，琅琊山电厂收集大量资料，针对发电机机坑内部的复杂环境，通过不断对漏水检测系统进行分析和试验，得出漏水检测装置在机坑内部切实可行的安装方案。

由于机坑内部结构复杂，合理的布线成为漏水检测系统安装的首要前提，既要保证漏水点的可靠检测，也要保证不能对机组正常运行造成影响；机坑内部的高温也对检测电缆的可靠运行出更高的要求，铺设检测电缆不得直接与金属等高温构件接触，以免造成电缆高温损坏或熔丝脱落，引起装置故障；当机组运行和备用、发电和抽水时，机坑内部的环境相差较大，风速和风向的频繁变化导致漏水检测装置要比其他行业的工作环境更加恶劣，牢固可靠的固定措施是保证设备的稳定运行的根本措施。

在安装过程中，琅琊山电厂前前后后遇到不少困难，多次出现安装好的漏水检测装置不能长期稳定运行，经受不住多变的环境引起电缆受损。但通过不断改进，逐渐完善安装工艺，目前4台机组漏水检测装置全部安装成功，并在投运后多次发挥作用，具有重要的意义。

5 结束语

琅琊山电厂漏水检测装置投运以来，经过不断地探索以及创新，漏水检测装置已能够在机坑这个重要复杂的区域进行可靠工作，通过实践和切实可靠的措施，极大降低了漏水检测带来的安全隐患事故，为机坑漏水检测发挥了重要的作用。今后，随着设备技术水平的不断提高，发电电动机机坑漏水检测技术应用将更加广泛。

王鹏宇（1987—），男，初级工程师，华东琅琊山抽水蓄能有限责任公司高级运维专责。E-mail:pengzhiyu 19870505@126.com

吴培枝（1982—），男，中级工程师，华东琅琊山抽水蓄能有限责任公司生技部副主任。E-mail:wupace@163.com

Application and Popularization of Water Leakage Detection Technology for Generator

WANG Pengyu,WU Peizhi
（Langya mountain pumped storage Co. Ltd.，Anhui 239000，China）

Langya Shan power plant generator motor is vertical,semi umbrella type, three-phase, 50Hz, synchronous generator motor. In the machine pit with 8 coolers, cooling method for self circulation air cooling, through the circulating cooling water to take away the heat generated by the operation of the unit, so as to achieve the purpose of cooling. Because of the special cooling method, the cooling water pipe is arranged in the pit of the generator motor, and a large number of meter measuring cooling water pressure and flow are installed. As a result of power generation machine pit is an important work area, the non emergency situation does not allow the staff to enter, so when the cooling water pipe leakage or pressure, flow meter, will have the pressure water flow to or spray equipment, maintenance personnel can not be found in time, when the cooling water spray to the stator bar, rotor winding and other important electrical equipment, for the unit stable operation brings security risks, which highlights the necessity and importance of the machine pit leakage detection.

pit; water leakage; testing