CN103162853A - 一种潜油电机定子绕组温度检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种潜油电机定子绕组温度检测装置及检测方法，该检测装置包括热电偶，还包括与定子绕组之间相互绝缘的导热元件和导热接头，所述导热元件嵌入潜油电机定子铁芯槽中并与定子绕组导热接触，所述导热元件有一部分伸出定子铁芯槽外并与导热接头的一端固接，所述导热接头的另一端与所述热电偶测头固接并且能相互拆分。本发明还公开了一种潜油电机定子绕组温度检测方法，通过将固接导热接头的导热元件嵌入潜油电机定子铁芯槽中，在用热电偶测量导热接头的方法检测定子绕组温度。本发明安装工艺简单，且可拆装，维修更换简便。适用于潜油电机定子槽内绕组温度检测，即可以单独在某相绕组使用，也可以在三相绕组同时使用。

Description

一种潜油电机定子绕组温度检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及一种电机技术领域，特别涉及一种潜油电机定子绕组温度检测装置及检测方法。

背景技术

潜油电动机是整个潜油电泵系统的心脏，它驱动潜油离心泵抽取地下的原油。潜油电机为三相鼠笼型异步电动机,工作于数千米井下的特殊环境中,具有高温、高压和腐蚀性等特点。在复杂的工作环境中，为了保障电机的正常工作，掌握电机的温度分布是最重要的。目前，测量定子绕组温度所用的都是埋入式检温计，埋入式检温计可以是电阻式的，也可以是热电偶式的，比较普遍采用的是电阻式的。电机埋入式热电阻（简称热电阻）适用于电机绕组及电机铁芯测温用铂热电阻作为温度传感器与显示仪表配套，测量电机中绕组或定子铁芯的温度，电阻式检温计的测温元件一般埋在定子绕组端部，用两根导线将其端头接至检温计的测量装置，利用测温元件在埋设点受温度的影响而引起阻值的变化，来测量埋设点即定子绕组的温度。由于埋入式检温计受埋入位置、测温元件本身的长短、埋入工艺等因素的影响，往往测出的温度与实际温度差别很大，热电阻测温系统一般是由热电阻、连接导线和显示仪表等组成，利用被测物体在温度变化时自身电阻也随着变化的特性来测量温度的。热电阻的受热部分(感温元件)是用金属均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上，当被测介质中有温度梯度存在时，则所测得的温度是感温元件所在范围内介质层中的平均温度。（删除，说法有误）由于操作工艺限制，测温电阻元件埋入位置只能靠近绕组端部，测量温度是绕组端部的温度或者就是电机油的温度，不能满足精确的绕组温度测量的要求，更不能检测到绕组的最高温度，而且由于埋入式检温计受埋入位置、测温元件本身的长短、埋入工艺等因素的影响，往往测出的温度与实际温度差别很大，目前大部分厂家制造的潜油电机定子绕组是采用浸漆浇注工艺的，埋入式检温计无法实现精确测量定子绕组温度，且安装工艺复杂，热电阻丝较细易发生折断，不便维修。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种易安装维护且能够精确检测电机定子槽内绕组温度的潜油电机定子绕组温度检测装置及检测方法。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种潜油电机定子绕组温度检测装置，包括热电偶，还包括与定子绕组之间相互绝缘的导热元件和导热接头，所述导热元件嵌入定子铁芯槽中并与定子绕组导热接触，所述导热元件有一部分伸出定子铁芯槽外并与所述导热接头的一端固接，所述导热接头的另一端与所述热电偶的测头固接并且能相互拆分。

本发明所提供的潜油电机定子绕组温度检测装置还可以采用如下技术方案：

所述导热接头与所述热电偶的测头螺纹固接。

所述导热元件为带绝缘层的铜导热元件，所述导热接头为铜导热接头。

所述导热元件为柱形，其横截面形状与定子绕组的导线相同。

所述导热接头与所述导热元件固接的一端设有盲孔，所述导热元件插入所述盲孔内并与所述导热接头焊接连接。

所述导热元件嵌入轴向深度至定子铁芯槽中间部位。

以及，一种潜油电机定子绕组温度检测方法，包括如下步骤：

步骤一，将导热接头与导热元件固接并一起绝缘处理；

步骤二，将导热元件嵌入潜油电机定子铁芯槽中；

步骤三，将热电偶的测头与导热接头接触并固接，并且能相互拆分；

步骤四，热电偶测量导热接头温度，将检测信号传输给控制系统。

本发明所提供的潜油电机定子绕组温度检测方法还可以采用如下技术方案：

所述步骤一中，将导热接头与导热元件的一端焊接固接。

所述步骤二中，所述导热元件嵌入轴向深度至定子铁芯槽中间部位。

所述步骤二中，还包括将所述导热元件与定子绕组一起浸漆浇注的步骤。

本发明具有的优点和积极效果是：采用导热性能良好的导热元件，而且导热元件可以嵌入至定子铁芯槽中间部位及其他部位，可通过导热元件传导测量电机绕组内部的温度，测量更加准确；将导热元件与绕组一起浸漆浇注后再通过导热接头与热电偶拆装式相连，传感器不必与绕组一起浸漆浇注，传感器的安装工艺简单，且可拆装，维修更换简便。由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，可以真实地通过热电偶检测到电机绕组运行的工作温度，对实现潜油电机设计优化、对通过调整负载实现电泵系统可靠运行、对提高电泵系统一次运行寿命均具有重要意义。本发明具有结构简单，制造方便，性能可靠，使用效果好等优点，可以满足测试潜油电机绕组温度并提高测试精度的要求，通过该测量数据采取相应的措施后可以有效提高潜油电泵系统的一次使用寿命。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的导热元件和定子绕组嵌入定子铁芯槽中的结构示意图；

图3是本发明的导热接头分别与热电偶以及导热元件连接的结构示意图。

图中：1、定子绕组；2、导热元件；3、导热接头；4、热电偶；5、玻璃丝带；6、定子铁芯；7、定子铁芯槽；8、热电偶的测头；9、盲孔；10、导热元件与导热接头焊接连接的焊接点。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

请参见图1～图3，一种潜油电机定子绕组温度检测装置，包括热电偶4，还包括与定子绕组1之间相互绝缘的导热元件2和导热接头3，所述导热元件2嵌入定子铁芯槽7中并与定子绕组1导热接触，所述导热元件2有一部分伸出定子铁芯槽7外并与所述导热接头3的一端固接，所述导热接头3的另一端与所述热电偶的测头8固接并且能相互拆分。其中，所述的导热元件2和所述导热接头3均选用导热性良好的材料制成，可选用铜等材料制成铜导热元件和铜导热接头，所述导热元件2可为带绝缘层的铜导热元件，铜的导热元件可涂覆耐150度以上的高温绝缘层，如涂覆绝缘漆等；所述导热元件2的形状可为柱形或片状等多种形式；所述导热接头3一端可设有盲孔9，所述盲孔9的直径与所述导热元件2相匹配使之能够插入，所述导热元件2插入所述盲孔9内并可与所述导热接头3焊接连接；所述热电偶的测头8能可拆分地固接在所述导热接头3上，并与所述导热接头3导热接触，能相互拆分的固接方式可选螺纹连接以及卡接等，如所述导热接头3的另一端上设有与热电偶测头螺纹相匹配的的螺纹孔，与热电偶测头8螺纹固接；或是所述导热接头3的另一端上设置卡扣并与热电偶测头8卡接，还可以选用其他可拆分的连接方式。

进一步地，所述导热元件2可选柱形，其横截面形状与定子绕组1的导线相同，为方便制作，可采用与定子绕组1相同规格的导线制成。

一般定子铁芯中间部位温度最高，为测得定子绕组的最高温度，可将所述导热元件嵌入轴向深度至定子铁芯中间部位。

本发明的一种潜油电机定子绕组温度检测方法，其具体实施方法包括如下步骤：

步骤一，将导热接头3与导热元件2固接并一起绝缘处理；

步骤二，将导热元件2嵌入潜油电机定子铁芯槽7中，一般使导热接头3高于定子绕组1的端部；可将导热元件2的露出定子铁芯槽7外的部分，与定子绕组1的直线部分用玻璃丝带绑扎固定；

步骤三，将热电偶4的测头8与导热接头3导热接触并固接，可将热电偶4的引出导线与露出定子铁芯槽7外的定子绕组1弯曲部分用玻璃丝带绑扎固定；

步骤四，热电偶4测量导热接头温度，将检测信号传输给控制系统。

其中：所述步骤一中，将导热接头3与导热元件2的一端可用焊接方式固接。

所述步骤二中，所述导热元件2嵌入轴向深度可根据温度检测的需要至定子铁芯槽中间部位及其他部位。

所述步骤二中，还可包括将所述导热元件2与定子绕组1一起浸漆浇注等进一步绝缘处理的步骤。

通过具体的实施例说明本发明的工作原理：请参见图3，由导热元件2、铜质导热接头3、热电偶4三部分组成的装置实现定子槽内绕组温度的测量。导热元件2与定子绕组1的导线采用相同的规格。铜质导热接头3一端为与导热元件2尺寸相配合的盲孔9，另一端为与热电偶测头8相配合的螺纹孔。铜质导热接头3的一端与导热元件2高温焊接并做绝缘处理，参见导热元件与导热接头焊接连接的焊接点10。将焊接有导热接头3的带有耐高温150度以上绝缘层的导热元件2嵌入特定的潜油电机定子铁芯槽7中，嵌入深度可按需要调整至定子铁芯槽7的轴向中间部位，露出定子铁芯槽7外的部分略长于定子绕组1端部。导热元件2露出定子铁芯槽7外部分与定子绕组1的直线部分共同用玻璃丝带5绑扎固定。通过导热率良好的导热元件2以及与其固接成一体的同样导热率良好的导热接头3，将定子槽内绕组的温度传导至定子铁芯槽7外的导热接头3，将热电偶4的测头8与导热接头3相连，通过检测导热接头3的温度，测得定子槽内绕组的实际温度。

露出定子铁芯槽7外的铜质导热接头3与带有螺纹的热电偶4可以自由拆装，安装维护简便，装配后热电偶4的导线将感应温度信号传输给控制系统。该方法可以单独使用在某相绕组，也可以在三相绕组同时使用。

Claims (10)

1.一种潜油电机定子绕组温度检测装置，包括热电偶，其特征在于，还包括与定子绕组之间相互绝缘的导热元件和导热接头，所述导热元件嵌入定子铁芯槽中并与定子绕组导热接触，所述导热元件有一部分伸出定子铁芯槽外并与所述导热接头的一端固接，所述导热接头的另一端与所述热电偶的测头固接并且能相互拆分。

2.根据权利要求1所述的潜油电机定子绕组温度检测装置，其特征在于，所述导热接头与所述热电偶的测头螺纹固接。

3.根据权利要求1所述的潜油电机定子绕组温度检测装置，其特征在于，所述导热元件为带绝缘层的铜导热元件，所述导热接头为铜导热接头。

4.根据权利要求1所述的潜油电机定子绕组温度检测装置，其特征在于，所述导热元件为柱形，其横截面形状与定子绕组的导线相同。

5.根据权利要求1所述的潜油电机定子绕组温度检测装置，其特征在于，所述导热接头与所述导热元件固接的一端设有盲孔，所述导热元件插入所述盲孔内并与所述导热接头焊接连接。

6.根据权利要求1所述的潜油电机定子绕组温度检测装置，其特征在于，所述导热元件嵌入轴向深度至定子铁芯槽中间部位。

7.一种潜油电机定子绕组温度检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，将导热接头与导热元件固接；

步骤二，将导热元件嵌入潜油电机定子铁芯槽中；

步骤三，将热电偶的测头与导热接头接触并固接，并且能相互拆分；

步骤四，热电偶测量导热接头温度，将检测信号传输给控制系统。

8.根据权利要求7所述的潜油电机定子绕组温度检测方法，其特征在于，所述步骤一中，将导热接头与导热元件的一端焊接固接。

9.根据权利要求7所述的潜油电机定子绕组温度检测方法，其特征在于，所述步骤二中，所述导热元件嵌入轴向深度至定子铁芯槽中间部位。

10.根据权利要求7所述的潜油电机定子绕组温度检测方法，其特征在于，所述步骤二中，还包括将所述导热元件与定子绕组一起浸漆浇注的步骤。

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