CN108318818A - 一种发电机定子铁芯故障测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发电机定子铁芯故障测试装置及其测试方法，包括Chattock线圈、行走轨道、滑动模块和牵引装置，行走轨道对称安装在两定子齿上，滑动模块对称连接在行走轨道上并设置有行走轮，位于行走轨道外侧的滑动模块两端分别固定连接有Chattock线圈，滑动模块连接到牵引装置，牵引装置固定连接在定子铁芯外。本发明通过行走轨道将连接有Chattock线圈（测试线圈）的滑动模块进行悬空安装，并采用牵引装置进行牵引，一次能够实现两个定子齿的故障测试，测试效率大大提高，有效避免滑动模块的卡涩，行走定位稳定，测试精度高，测试人员省时省力，结构简单，成本低。

Description

一种发电机定子铁芯故障测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种发电机定子铁芯故障测试装置及其测试方法，属于定子铁芯故障测试装置技术领域。

背景技术

定子铁芯是发电机的重要组成部分，其片间绝缘故障将影响发电机的安全运行并可能造成严重的设备损伤。由于机械应力、电磁应力和环境应力会导致定子铁芯叠片之间的绝缘恶化，恶化产生的故障电流会在故障区域产生足够热量，融化铁芯的小部分，而当与绕组相邻的铁芯温度升高，更会导致绕组绝缘发生早期的损坏。

对发电机的定子铁芯进行故障检测，综合判定定子铁芯叠片间绝缘是否良好，有无短路，以确保发电机的安全运行。

如图3所示，在放置于定子铁芯中央的励磁线圈上施加励磁电流I_w，该励磁电流会在定子铁芯上产生感应磁通。若发电机定子铁芯叠片有绝缘恶化现象，则感应磁通会穿过绝缘故障点、铁芯叠片及支撑条形成的导电回路，由于电磁感应作用又会进一步产生故障电流。

常用的铁芯故障测试法包括：高强磁通测试法，电磁铁芯故障测试法（ELCID测试法）：

（1）高强磁通测试法通过高电压、强电流在定子铁芯上施加接近额定值的励磁磁通，以使铁芯接近正常工作时的状况，再使用专用的红外测温仪器，测量此时铁芯上的温升，以判定是否存在潜在故障点。这种方法所需要设备种类多、重量大，由于需要施加高电压和强电流，对电源容量的要求更高，且试验危险性更高；

（2）目前我们在使用的是电磁铁芯故障测试法（ELCID测试法），该方法由英国中心电力委员会提出，是一种采用电磁方式检测发电机定子铁芯叠片故障的方法。该方法所需设备少，具有便携、易用、测试速度快的优点，对电源要求低，220V交流电源，容量1~3kVA，且只需要在定子铁芯上施加约4%的额定磁通即可，安全性更高。

三、测试系统组成及接线

如图4所示，ELCID铁芯故障测试系统主要由计算机、信号处理主机、相位参考传感器、信号校准单元、参考信号输出单元、Chattock线圈以及励磁线圈等部分构成。实际使用中遇到的问题，在采购时，厂家提供两种配置了距离传感器的小车选择，使用时都需要将chattock测试线圈安装在小车上进行试验：

（1）手动小车，在使用时，可通过在系统中设置基于距离的测试，对定子铁芯的距离进行测试，从而在遇到铁芯故障时，能精确定位故障点；也可在系统中设置基于时间的测试，但实际使用过程中，小车的车轮非常容易卡涩，且铁芯定子铁芯齿部表面凹凸不平，如果小车车轮不接触到定子铁芯齿表面，则无法滚动，导致距离传感器不能计数工作，造成试验失败，重新试验，严重时，可能重复测量十几次之多，费时费力，定位精度下降；

（2）自动小车，设置好定子铁芯长度，小车自动前进，完成测试，但所需费用较高，需增加成本50w左右；

（3）不使用小车，将chattock测试线圈从手动小车上取下，直接用手拿着线圈，根据设置好的速度和时间在进行测试，但铁芯内部空间有限，而长度较长，对工作人员的手持线圈的稳定性以及对时间的掌控度有很高的要求，否则无法对故障点进行精确判断，造成铁芯解体检修时费时费力。这种方法一般用于发电机定子铁芯的阶梯齿（包括汽机侧及励磁侧，长度一般在0.3m左右）。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种发电机定子铁芯故障测试装置及其测试方法，低费用、定位精确、省时省力，以解决现有技术中存在的问题。

本发明采取的技术方案为：一种发电机定子铁芯故障测试装置，包括Chattock线圈、行走轨道、滑动模块和牵引装置，行走轨道对称安装在两定子齿上，滑动模块对称连接在行走轨道上并设置有行走轮，位于行走轨道外侧的滑动模块两端分别固定连接有Chattock线圈，滑动模块连接到牵引装置，牵引装置固定连接在定子铁芯外。

优选的，上述行走轨道包括背对安装两槽钢状的轨道条，轨道条底部设置有磁铁块，轨道条中部设置有条形通孔，滑动模块中部一端可活动地伸入条形通孔连接。

优选的，上述轨道条背部设置有多块间隔均匀布置的磁铁限位条，磁铁限位条紧贴在定子齿槽侧面上。

优选的，上述滑动模块包括两对称的滑块，两对称的滑块连接行走轮，滑块内侧中部垂直设置有连接板，外侧设置有安装Chattock线圈的安装板，安装板设置有竖直通孔，两滑块的连接板伸入行走轨道后通过调节板连接，调节板前端设置有牵引装置的连接孔。

优选的，上述调节板下侧设置有间隔均匀的多排连接柱，连接板上设置与多排连接柱相匹配的多排连接孔。

优选的，上述牵引装置包括拉绳和牵引机构，拉绳一端固定连接在滑动模块上，另一端缠绕在牵引机构上。

优选的，上述牵引机构包括绕线筒、大锥齿轮、小锥齿轮和支撑架，绕线筒通过绕线轴可旋转地连接在支撑架上，绕线轴伸入支撑架内一端固定连接有大锥齿轮，与大锥齿轮相啮合的小锥齿轮通过旋转轴可旋转地连接在支撑架上，旋转轴伸出支撑架一端固定连接旋转手柄，支撑架设置有安装座。

优选的，上述绕线轴上连接有转速传感器，转速传感器固定连接在支撑架内。

优选的，上述支撑架为U型结构。

一种发电机定子铁芯故障测试装置的测试方法，该方法包括以下步骤：

（1）将两轨道条背对安装在相邻的定子齿上，滑动模块连接在两轨道条上，将Chattock线圈安装在滑动模块上，探头穿过安装板上的安装孔正对定子齿，并将滑动模块置于行走轨一端；

（2）将牵引装置固定连接在滑动模块相对的定子另一端，将拉绳拉出连接到滑动模块；

（3）将Chattock线圈测试线连接到铁芯故障检测仪系统；

（4）转动旋转手柄，通过大小锥齿轮带动绕线筒旋转收线，并通过转速传感器实时监测转速变化控制拉绳行走速度；

（5）当滑动模块从行走轨道一端走到另一端，完成两定子齿的故障测试；

（6）重复步骤（1）-（5）完成整个定子齿的测量。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明的效果如下：

（1）本发明通过行走轨道将连接有Chattock线圈（测试线圈）的滑动模块进行悬空安装，并采用牵引装置进行牵引，一次能够实现两个定子齿的故障测试，测试效率大大提高，有效避免滑动模块的卡涩，行走定位稳定，测试精度高，测试人员省时省力，结构简单，成本低；

（2）采用两角钢状的轨道条构成行走轨道，支撑稳定性高，定位精确，测试可靠，结构简单，成本低，采用磁铁块吸附安装方式，装拆方便快捷，连接可靠稳定；

（3）设置限位条，能够快速实现轨道条的快速安装定位，提高两轨道条的安装精度，确保滑动模块行走稳定，而且磁铁式的限位条，还起到固定连接作用，进一步提供轨道条的安装稳定性；

（4）滑动模块采用两对称滑块穿过轨道条后对接，结构简单，成本低，对称布置，受力平衡，测试更精确；

（5）采用多排连接柱的调节板，便于实现用于不同宽度的定子齿的滑动模块安装，应用范围更广，调节方便快捷，连接可靠稳定；

（6）采用拉绳和牵引机构对滑动模块进行牵引，成本低，牵引方便快捷，仅仅在一头操作，省时省力，测试效率大大提高；

（7）采用大小锥齿轮和绕线筒的牵引机构，牵引快速方便，操作方向改变，操作方便，大小锥齿轮的传递，实现变速调节，控制速度更稳定；

（8）采用转速传感器实时监控转速变化，便于控制拉动速度，测试更精确。

附图说明

图1是本发明的俯视结构示意图；

图2是本发明的前视剖视结构示意图；

图3是测试原理图；

图4是现有的测试接线图。

具体实施方式

下面，结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1―图2所示，一种发电机定子铁芯故障测试装置，包括Chattock线圈1、行走轨道2、滑动模块3和牵引装置4，行走轨道2对称安装在两定子齿5上，滑动模块3对称连接在行走轨道2上并设置有行走轮6，位于行走轨道2外侧的滑动模块3两端分别固定连接有Chattock线圈1，滑动模块3连接到牵引装置4，牵引装置4固定连接在定子铁芯外。

优选的，上述行走轨道2包括背对安装两槽钢状的轨道条7，轨道条7底部设置有磁铁块9，轨道条7中部设置有条形通孔8，滑动模块3中部一端可活动地伸入条形通孔8连接。

优选的，上述轨道条7背部设置有多块间隔均匀布置的磁铁限位条10，磁铁限位条10紧贴在定子齿槽11侧面上。

优选的，上述滑动模块3包括两对称的滑块12，两对称的滑块12连接行走轮6，滑块12内侧中部垂直设置有连接板13，外侧设置有安装Chattock线圈1的安装板14，安装板14设置有竖直通孔15，两滑块12的连接板13伸入行走轨道2后通过调节板16连接，调节板16前端设置有牵引装置4的连接孔30。

优选的，上述调节板16下侧设置有间隔均匀的多排连接柱17，连接板（13）上设置与多排连接柱17相匹配的多排连接孔18。

优选的，上述牵引装置4包括拉绳19和牵引机构，拉绳19一端固定连接在滑动模块3上，另一端缠绕在牵引机构上。

优选的，上述牵引机构包括绕线筒20、大锥齿轮21、小锥齿轮22和支撑架23，绕线筒20通过绕线轴24可旋转地连接在支撑架23上，绕线轴24通过轴承连接到支撑架23，绕线轴24伸入支撑架23内一端固定连接有大锥齿轮21，与大锥齿轮21相啮合的小锥齿轮22通过旋转轴25可旋转地连接在支撑架23上，旋转轴25通过轴承连接到支撑架23，旋转轴25伸出支撑架23一端固定连接旋转手柄26，支撑架23设置有安装座27。

优选的，上述绕线轴24上连接有转速传感器28，转速传感器28固定连接在支撑架23内，转速传感器连接到控制器，控制器连接有显示屏29，显示屏29安装在支撑架23上。

优选的，上述支撑架23为U型结构。

一种发电机定子铁芯故障测试装置的测试方法，该方法包括以下步骤：

（1）将两轨道条背对安装在相邻的定子齿上，滑动模块连接在两轨道条上，将Chattock线圈安装在滑动模块上，探头穿过安装板上的安装孔正对定子齿，并将滑动模块置于行走轨一端；

（2）将牵引装置固定连接在滑动模块相对的定子另一端，将拉绳拉出连接到滑动模块；

（3）将Chattock线圈测试线连接到铁芯故障检测仪系统；

（4）转动旋转手柄，通过大小锥齿轮带动绕线筒旋转收线，并通过转速传感器实时监测转速变化控制拉绳行走速度；

（5）当滑动模块从行走轨道一端走到另一端，完成两定子齿的故障测试；

（6）重复步骤（1）-（5）完成整个定子齿的测量。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式实例，本发明的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。为此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：包括Chattock线圈（1）、行走轨道（2）、滑动模块（3）和牵引装置（4），行走轨道（2）对称安装在两定子齿（5）上，滑动模块（3）对称连接在行走轨道（2）上并设置有行走轮（6），位于行走轨道（2）外侧的滑动模块（3）两端分别固定连接有Chattock线圈（1），滑动模块（3）连接到牵引装置（4），牵引装置（4）固定连接在定子铁芯外。

2.根据权利要求1所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：行走轨道（2）包括背对安装两槽钢状的轨道条（7），轨道条（7）底部设置有磁铁块（9），轨道条（7）中部设置有条形通孔（8），滑动模块（3）中部一端可活动地伸入条形通孔（8）连接。

3.根据权利要求2所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：轨道条（7）背部设置有多块间隔均匀布置的磁铁限位条（10），磁铁限位条（10）紧贴在定子齿槽（11）侧面上。

4.根据权利要求1所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：滑动模块（3）包括两对称的滑块（12），两对称的滑块（12）连接行走轮（6），滑块（12）内侧中部垂直设置有连接板（13），外侧设置有安装Chattock线圈（1）的安装板（14），安装板（14）设置有竖直通孔（15），两滑块（12）的连接板（13）伸入行走轨道（2）后通过调节板（16）连接，调节板（16）前端设置有牵引装置（4）的连接孔（30）。

5.根据权利要求4所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：调节板（16）下侧设置有间隔均匀的多排连接柱（17），连接板（13）上设置与多排连接柱（17）相匹配的多排连接孔（18）。

6.根据权利要求1所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：牵引装置（4）包括拉绳（19）和牵引机构，拉绳（19）一端固定连接在滑动模块（3）上，另一端缠绕在牵引机构上。

7.根据权利要求6所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：牵引机构包括绕线筒（20）、大锥齿轮（21）、小锥齿轮（22）和支撑架（23），绕线筒（20）通过绕线轴（24）可旋转地连接在支撑架（23）上，绕线轴（24）伸入支撑架（23）内一端固定连接有大锥齿轮（21），与大锥齿轮（21）相啮合的小锥齿轮（22）通过旋转轴（25）可旋转地连接在支撑架（23）上，旋转轴（25）伸出支撑架（23）一端固定连接旋转手柄（26），支撑架（23）设置有安装座（27）。

8.根据权利要求6所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：绕线轴（24）上连接有转速传感器（28），转速传感器（28）固定连接在支撑架（23）内。

9.根据权利要求6所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置，其特征在于：支撑架（23）为U型结构。

10.根据权利要求1-6任一所述的一种发电机定子铁芯故障测试装置的测试方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

（1）将两轨道条背对安装在相邻的定子齿上，滑动模块连接在两轨道条上，将Chattock线圈安装在滑动模块上，探头穿过安装板上的安装孔正对定子齿，并将滑动模块置于行走轨一端；

（2）将牵引装置固定连接在滑动模块相对的定子另一端，将拉绳拉出连接到滑动模块；

（3）将Chattock线圈测试线连接到铁芯故障检测仪系统；

（4）转动旋转手柄，通过大小锥齿轮带动绕线筒旋转收线，并通过转速传感器实时监测转速变化控制拉绳行走速度；

（5）当滑动模块从行走轨道一端走到另一端，完成两定子齿的故障测试；

（6）重复步骤（1）-（5）完成整个定子齿的测量。