CN103278213B - 一种发电机油水探测报警装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种发电机油水探测报警装置。本发明属于电力设备技术领域。一种发电机油水探测报警装置，其特点是：探测报警装置包括光纤探针传感器和控制器；光纤探针传感器由光纤探针、套筒和驱动电路组成，光纤探针安装在套筒内，光纤探针连接驱动电路，驱动电路包括光发射模块和光接收模块；用于探测发电机油水的光纤探针传感器由光纤尾纤连接控制器。本发明具有损耗低、频带宽、线径细、重量轻、不导电、抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、数据处理方便，可以准确、及时地对超过预警值的水/油位进行报警，并实现远传和网络发布，便于操作人员进行管理等优点。

Description

一种发电机油水探测报警装置

技术领域

本发明属于电力设备技术领域，特别是涉及一种发电机油水探测报警装置。

背景技术

目前，发电机密封油系统可有效地密封发电机内氢气，但当控制或操作不当时，可能造成密封油进入发电机，特别是在发电机内部无压的情况下，密封油箱油位不易控制，密封油极易沿轴向进入发电机内部。发电机内部进油是恶性事故，影响定子线圈的绝缘性能，严重时使绝缘击穿，出现匝间或相间短路，严重影响机组的正常运行。油进入发电机内，将直接导致发电机绝缘腐蚀、老化。如果油未及时排出，油在机内蒸发产生油烟蒸汽，会严重威胁机组的运行安全。

发电机漏水故障是最常见、最频发的故障，是火电机组最严重的事故之一。由于机组长时间运行，常规大修转子处于静止状态，线圈端部松动很难发现。在高速运转过程中，对于发电机转子线圈铜管将产生巨大的离心力，加上转子的固有振动，使线圈间产生相对运动摩擦管壁。线圈铜管壁面产生电腐蚀的积累，加速管壁减薄，最终导致减薄处的管壁渗漏。发电机定转子漏水往往能扩大为绕组出口短路，造成定子绕组损坏，转子绕组的漏水还会产生电弧灼伤大轴。转子的漏水事故往往能引发定子线棒的绝缘事故，转子引水管的漏水会在定子绕组端部形成湿度很大的水雾，如果手包绝缘处表面电位处理不好，就有可能造成相间闪络，最后导致短路等技术问题。

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发电机油水探测报警装置。

本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便、易于对发电机油水泄漏情况进行控制，便于维修管理人员及时泄放废液，减少故障和事故发生率；以及灵敏度高，性能稳定可靠，使用寿命长，可实现数据远传和网络管理等特点的发电机油水探测报警装置。

本发明针对水油监测采用的传感装置为基于光纤技术的光纤探针传感器，由光纤探针、套筒和控制电路组成。由于气相和液相对光的折射率不同，当光纤探针与气相接触时，入射光在棱镜上发生全反射，经反射光纤投射到光电转换器上，光电转换器输出高电平；当光纤探针和水或油相接触时，入射光在棱镜上被折射出去，无足够强度的光投射到光电转换器上，光电转换器输出低电平。因此在设计基于光纤探针的测量仪控制系统时控制器采用低电平有效。

本发明提出的监测装置结构：

在光纤的一端熔接一具有适当角度的光学棱镜，并套上套管，就构成了一根光纤探针。单光纤探头有一根光纤，入射光和反射光均用同一根光纤，采用分光镜或分路器来检测反射光。单纤探针头部尺寸小，容易刺破气泡，且能够检测较小的气泡，对流场干扰小，动态响应能力好。本发明选用单芯锥形探针测量含气率。光纤探针棱镜选用蓝宝石材料，依据气相和液相的折射率选择适当的棱镜角度。光纤尾纤从套筒一端引出并进行保护，用于信号传输，终端连接到控制逻辑电路板。套筒上部刻有若干缝隙作为出液口。

驱动电路包括光发射模块和光接收模块。光发射模块的主要组成部分是LED发光管、光源驱动电路和自动功率控制电路；光接收模块的主要组成部分是光探测器和光电检测电路。光纤传感系统中，将电信号转换成光信号是由光源及以之为主体的光发射模块来完成的。半导体光源是光纤系统中最常用的也是最重要的光源，主要特点是体积小、重量轻、可靠性高、使用寿命长、亮度高、供电电源简单等；且它与光纤容易耦合。本装置选择红外LED作为光源。光探测器是光探测接收模块的基础，它的灵敏度、带宽等特性参数直接影响光纤传感器的总体性能。本装置选用光电探测器探测反射光强度。PIN光电二极管将反射光转换成电信号，受光照时光电管根据光强变化转换成电流的变化；采用I/V变换器将电流转换为电压，并用电压放大器对电压信号进行二级放大，避免反射光强太小造成的信号传输影响。放大器后可接一低通RC滤波，滤除噪声等不需要的高频分量。

本发明提出的监测装置安装方法：

将光纤探针安装在发电机油水探测报警器壳体内部，该报警器位于发电机励端和汽端发电机外壳下部。依据现场实际情况将光纤探针固定在所需高度，探针下部连接一集流器，以增大传感器内部流过流体的流量。尾纤在报警器外壳的出口处用光纤锁紧环封闭，控制电路面板可固定在报警器外壳上部、侧面均可，控制电路的输出信号可通过信号传输线传至控制室或控制系统，并通过网络发布。

本发明发电机油水探测报警装置所采取的技术方案是：

一种发电机油水探测报警装置，其特点是：探测报警装置包括光纤探针传感器和控制器；光纤探针传感器由光纤探针、套筒和驱动电路组成，光纤探针安装在套筒内，光纤探针连接驱动电路，驱动电路包括光发射模块和光接收模块；用于探测发电机油水的光纤探针传感器由光纤尾纤连接控制器。

本发明发电机油水探测报警装置还可以采取如下技术措施：

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：光纤探针的结构为光纤的一端熔接光学棱镜，外侧套有套管。

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：光纤为单光纤，单光纤探头有一根光纤，连接有检测反射光的分光镜或分路器。

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：光纤探针为单芯锥形探针，光学棱镜为蓝宝石材料光学棱镜，依据气相和液相的折射率选择适当的棱镜角度。

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：光发射模块由LED发光管、光源驱动电路和自动功率控制电路构成；光接收模块由光探测器和光电检测电路构成。

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：探测反射光强度的光探测器装有PIN光电二极管，将反射光转换成电信号。

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：光纤尾纤从套筒一端引出用于信号传输，终端连接控制逻辑电路板。

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：套筒上部刻有若干缝隙作为出液口。

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：光纤探针下部连接一集流器，以增大传感器内部流过流体的流量。

所述的发电机油水探测报警装置，其特点是：控制器连接远程网络计算机。

本发明具有的优点和积极效果是：

发电机油水探测报警装置由于采用了本发明全新的技术方案，与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1．发电机油水探测报警装置，基于光纤探针技术，可以准确、及时地对超过预警值的水/油位进行报警，便于管理人员及时处理泄漏情况，误报警率低。

2．光纤探针进行油气和水的探测，是一种较为先进的测量手段，具有损耗低、频带宽、线径细、重量轻、不导电、抗电磁干扰、耐腐蚀、灵敏度高、数据处理方便等诸多优点，足以满足实际应用的需要。

3．本发明设计新型油水探测报警装置的安装方法，并实现远传和网络发布，便于操作人员进行管理。

附图说明

图1是发电机油水探测报警装置的安装结构示意图；

图2是发电机油水探测报警装置的光纤传感部分结构示意图。

图中，1－棱镜；2－光纤套管；3－单模光纤；4－套筒；5－出液口；6－尾纤；7－光纤探测器；8－集流器；9－油水探测报警器外壳；10－光纤锁紧环；11－控制电路面板；12－控制室控制系统；13－远程网络计算机；14－废油（水）排放阀。

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：

参阅附图1和图2。

实施例1

一种发电机油水探测报警装置，包括光纤探针传感器和控制器；光纤探针传感器由光纤探针、套筒和驱动电路组成，光纤探针安装在套筒内，光纤探针连接驱动电路，驱动电路包括光发射模块和光接收模块；用于探测发电机油水的光纤探针传感器由光纤尾纤连接控制器；控制器连接远程网络计算机。

光纤探针的结构为光纤的一端熔接光学棱镜，外侧套有套管。光纤为单光纤，单光纤探头有一根光纤，连接有检测反射光的分光镜或分路器。光纤探针为单芯锥形探针，光学棱镜为蓝宝石材料光学棱镜，依据气相和液相的折射率选择适当的棱镜角度。

光发射模块由LED发光管、光源驱动电路和自动功率控制电路构成；光接收模块由光探测器和光电检测电路构成。探测反射光强度的光探测器装有PIN光电二极管，将反射光转换成电信号。

光纤尾纤从套筒一端引出用于信号传输，终端连接控制逻辑电路板。套筒上部刻有若干缝隙作为出液口。光纤探针下部连接一集流器，以增大传感器内部流过流体的流量。

本发明的具体结构及其实施过程：

发电机油水探测报警装置传感部分结构，见图2。在单模光纤3端部熔接棱镜1，并在光纤外套上套管2，将该光纤探针固定在金属套筒4内，套筒一端引出光纤尾纤6，就形成了该探测报警器的传感装置光纤探测器7。

传感装置的安装如图1所示。在光纤探测器7的下端口套接集流器8，目的是使油水探测报警器外壳9内接收到的液体以较大流量流入光纤传感部件中，多余的液体可通过传感器套筒上的出液口5流出。在外壳上部引出光纤尾纤6，并用光纤锁紧环10进行封堵，以保证整个油水探测报警器内部空间的密封。尾纤连接到控制电路面板11，可固定在外壳上或外置固定安装，通过信号传输传至控制室控制系统12，并通过远程网络计算机13进行发布。如果发电机内部漏进水或油，油水将流入报警器内，达到一定液位高度时发生报警，运行人员可随即打开废油（水）排放阀14放出泄漏液体。

Claims (7)

1.一种发电机油水探测报警装置，其特征是：探测报警装置包括光纤探针传感器和控制器；光纤探针传感器由光纤探针、套筒和驱动电路组成，光纤探针安装在套筒内，光纤探针连接驱动电路，驱动电路包括光发射模块和光接收模块；用于探测发电机油水的光纤探针传感器由光纤尾纤连接控制器；光纤探针的结构为光纤的一端熔接光学棱镜，外侧套有套管；光纤为单光纤，单光纤探头有一根光纤，连接有检测反射光的分光镜或分路器；光纤探针为单芯锥形探针，光学棱镜为蓝宝石材料光学棱镜，依据气相和液相的折射率选择适当的棱镜角度。

2.根据权利要求1所述的发电机油水探测报警装置，其特征是：光发射模块由LED发光管、光源驱动电路和自动功率控制电路构成；光接收模块由光探测器和光电检测电路构成。

3.根据权利要求2所述的发电机油水探测报警装置，其特征是：探测反射光强度的光探测器装有PIN光电二极管，将反射光转换成电信号。

4.根据权利要求1所述的发电机油水探测报警装置，其特征是：光纤尾纤从套筒一端引出用于信号传输，终端连接控制逻辑电路板。

5.根据权利要求1所述的发电机油水探测报警装置，其特征是：套筒上部刻有若干缝隙作为出液口。

6.根据权利要求1或5所述的发电机油水探测报警装置，其特征是：光纤探针下部连接一集流器，以增大传感器内部流过流体的流量。

7.根据权利要求1所述的发电机油水探测报警装置，其特征是：控制器连接远程网络计算机。