CN109884524B - 一种发电机定子转子接地试验装置及试验方法 - Google Patents

Abstract

一种发电机定子转子接地试验装置及试验方法，包括试验线，试验线一端与试验夹持装置连接，试验线另一端与第一静触头连接，所述的静触头固定在绝缘箱顶部，绝缘箱顶部还设有第二静触头，第一静触头和第二静触头之间存在一定安全距离；绝缘箱内设有遥控升降装置，所述的遥控升降装置用于驱动保险支架上下移动，从而实现第一静触头和第二静触头的导通或断开；第二静触头与遥控切换电阻装置的输入端连接，遥控切换电阻装置的输出端用于与接地体电连接。测试人员可以不再需要戴绝缘手套，手持绝缘杆进行试验，而只需在足够的安全距离外，通过遥控操作即可完成全部试验，可以极大提高整个试验的安全性。

Description

一种发电机定子转子接地试验装置及试验方法

技术领域

本发明属于接地试验技术领域，特别涉及一种发电机定子转子接地试验装置及试验方法。

背景技术

发电机常规试验项目中的定子接地试验，需要在发电机电压升至额定电压后，从发电机中性点对地接入不同阻值的试验电阻进行测试校核。

现有的试验方法如说明书附图3所示，在发电机升压后，由试验人员戴绝缘手套，站在绝缘垫上，手持绝缘杆，在绝缘杆头挂上接入的接地试验电阻测试线，短时触碰发电机中性点，观察并记录测试电流或继电保护测得电阻值后，将绝缘杆撤离发电机中性点，触碰时间一般控制在20秒以内。记录试验数据后，更换另一个电阻值的试验电阻后，继续重复上述操作。

正常情况下，发电机中性点电压较低（交流50Hz，10V以下），对试验人员没有任何影响。但如果在试验过程中，发电机内部突然发生定子一点接地故障，则绝缘杆所触碰的发电机中性点导体处电压会骤然升高（当发电机机端额定电压为20kV时，此时发电机中性点电压最高会升至近12kV）。而此时，触碰发电机中性点的高电压将置手持绝缘杆的试验人员于极大的危险状况之中。

上述情况出现的概率虽然小，但一旦出现将产生严重危害试验人员的人身安全。并且该故障现象也确曾在一些新电厂的发电机试验中出现过。因为新机组安装后，投入运行前，会由于设计缺陷或安装质量问题等各种因素，可能出现各种意想不到的故障。

在发电机转子接地试验，也需要同样的操作方法。

所以急需一种技术方案来解决上述试验过程中可能出现的意外定子接地故障，从而导致严重危害试验人员人身安全的问题。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本发明所提供的一种发电机定子转子接地试验装置及试验方法，测试人员可以不再需要戴绝缘手套，手持绝缘杆进行试验，而只需在足够的安全距离外，通过遥控操作即可完成全部试验，可以极大提高整个试验的安全性。

为了解决上述技术问题，本发明采取了如下技术方案来实现：

一种发电机定子转子接地试验装置，包括试验线，试验线一端与试验夹持装置连接，试验线另一端与第一静触头连接，所述的静触头固定在绝缘箱顶部，绝缘箱顶部还设有第二静触头，第一静触头和第二静触头之间存在空隙；

绝缘箱内设有遥控升降装置，遥控升降装置包括电动升降杆；电动升降杆顶部与保险支架连接，保险支架两边分别设有第一动触头和第二动触头，第一动触头和第二动触头之间连接有保险丝；所述的遥控升降装置用于驱动保险支架上下移动，从而实现第一静触头和第二静触头的导通或断开；第二静触头通过试验线与遥控切换电阻装置的输入端连接，遥控切换电阻装置的输出端用于与接地体电连接；遥控切换电阻装置设置有遥控接收开关，每一个遥控接收开关均对应串联一个电阻。

优选的方案中，遥控切换电阻装置包括若干电阻，若干电阻至少分成了两组电阻模块，每组电阻模块内的电阻单元并联连接，每组电阻模块之间串联连接；遥控切换电阻装置的输入端和输出端为接线端子，所述的接线端子安装在底座上；所述的遥控切换电阻装置的输入端和输出端与每组电阻模块串联连接；所述的遥控接收开关通过第二遥控器控制分合。

优选的方案中，所述的遥控接收开关包括控制器、控制器的输入端与无线接收模块电连接，控制器的输出端与继电器的线圈电连接；无线接收模块与第二遥控器实现无线连接，继电器的常开点与电阻串联。

优选的方案中，所述的控制器上设有WIFI接口，所述的WIFI接口用于与手机客户端实现连接。

优选的方案中，遥控切换电阻装置内设置具备WIFI数据传输接口的数字电流表和阻值测量表，所述的数字电流表和阻值测量表用于将试验中实测的电流和实际投入的电阻值通过WIFI接口发送至手机APP显示。

优选的方案中，所述的遥控切换电阻装置内的电阻数量为十二个，其中六个电阻单元为一组电阻模块，每一组电阻模块内的电阻先并联连接，两组电阻模块之间再串联连接。

优选的方案中，所述的第一静触头和第二静触头分别通过接线端子与试验线连接；第一动触头和第二动触头之间通过接线端子与保险丝连接；第一静触头与第一动触头和第二静触头与第二动触头之间采用镀银触点。

优选的方案中，所述的遥控升降装置的电动升降杆与遥控控制器电连接，遥控控制器由电池组提供工作电源，遥控控制器与第一遥控器无线连接；所述的电动升降杆、遥控控制器和电池组均固定在绝缘箱底板上。

优选的方案中，所述的绝缘箱中部设有隔板，所述的隔板将绝缘箱分成了上下两个空间，隔板中部开凿有用于电动升降杆活动的洞口；隔板以上的部分绝缘箱采用透明材质。

本专利可达到以下有益效果：

1、在发电机启动试验前，测试人员只要将试验线、试验夹持装置、绝缘箱、遥控切换电阻装置与被测发电机和大地连接好，然后在发电机启动并测试时，只需在足够的安全距离外，通过第一遥控器和第二遥控器遥控操作即可完成全部试验；测试人员不再需要戴绝缘手套，手持绝缘杆重复多次进行连接试验，因此极大提高整个试验的安全性以及测试的快捷性；本装置实现了试验人员与高压带电设备的完全隔离，整个试验过程中，试验人员均在安全距离外遥控操作完成试验，即使发电机内部发生意外短路，也能可靠分断高压带电设备，可靠切除故障回路，给试验人员提供了完全的人身安全保障；

2、实现了发电机定子、转子接地试验的自动化操作；规避了以往常规试验方法中，需要试验人员反复持绝缘杆触碰带电设备、频繁调整试验电阻、并容易误碰其他带电设备的繁琐操作方式，新方法更简便、易操作，有效缩短了试验时间；

3、遥控切换电阻装置内的电阻通过串联和并联的方式连接，可以根据试验需要，切换不同的电阻值，方便不同发电厂不同接地阻值的要求；

4、遥控升降装置的电动升降杆可以调节行程长度，可以满足不同电压等级测量的需要；

5、绝缘箱上部采用透明材质，可以易于观察机构动作情况，如果出现异常情况，可以立即终止试验；

6、保险支架上设有保险丝，当电压升高，保险丝能够瞬间熔断从而起到保护作用；

7、第一静触头与第一动触头和第二静触头与第二动触头之间，采用双断口灭弧设计，增大开断电弧能力；

8、第一静触头与第一动触头和第二静触头与第二动触头之间采用镀银触点，可以减少接触电阻，从而提高接触质量；

9、第一遥控器和第二遥控器分开设计，因为考虑到遥控升降装置还可以单独作为一个大功率遥控开关使用，它可以配合其他的装置投退，比如电容，电感等，或其他需要切除大电流的装置，所以没有将第一遥控器和第二遥控器设计在一起；

10、装置硬件成本低，结构简洁，易于装配；

11、手机APP能替代遥控器，节约硬件成本，软件界面更加丰富，能增加更多的自动检测功能。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明整体连接示意图；

图2为本发明图1中A处放大图，此图为遥控切换电阻装置内部接线图，其中RM代表遥控接收开关，RM后面的数字表示遥控接收开关的编号；

图3为现有装置使用中效果示意图；

图4为本发明遥控切换电阻装置控制图；

图5为本发明WIFI接口图。

图中：试验线1、试验夹持装置2、第一静触头301、第二静触头302、绝缘箱4、隔板401、遥控升降装置5、第一遥控器501、遥控控制器502、电池组503、电动升降杆504、保险支架6、第一动触头701、第二动触头702、遥控切换电阻装置8、底座801、第二遥控器802、保险丝9、接地线10、绝缘垫11、绝缘杆12。

具体实施方式

优选的方案如图1和图2所示，一种发电机定子转子接地试验装置及试验方法，包括试验线1，试验线1一端与试验夹持装置2连接，试验线1另一端与第一静触头301连接，所述的静触头3固定在绝缘箱4顶部，绝缘箱4顶部还设有第二静触头302，第一静触头301和第二静触头302之间存一定的安全距离；不同的电压等级对应的第一静触头301和第二静触头302之间的距离不一样，当电压为12kV时，第一静触头301和第二静触头302之间间距可取120mm；

绝缘箱4内设有遥控升降装置5，遥控升降装置5包括电动升降杆504；电动升降杆504顶部与保险支架6连接，保险支架6两边分别设有第一动触头701和第二动触头702，第一动触头701和第二动触头702之间连接有保险丝9，第一动触头701与第一静触头301相配合，第二动触头702与第二静触头302相配合；所述的遥控升降装置5用于驱动保险支架6上下移动，从而实现第一静触头301和第二静触头302的导通或断开；第二静触头302通过试验线1与遥控切换电阻装置8的输入端连接，遥控切换电阻装置8的输出端用于与接地体电连接；遥控切换电阻装置8设置有遥控接收开关，每一个遥控接收开关均对应串联一个电阻。

进一步地，所述的遥控切换电阻装置8的输入端和输出端为接线端子，遥控切换电阻装置8包括若干电阻，若干电阻至少分成了两组电阻模块，每组电阻模块内的电阻单元并联连接，每组电阻模块之间串联连接；遥控切换电阻装置8的输入端和输出端为接线端子，所述的接线端子安装在底座801上；所述的遥控切换电阻装置8的输入端和输出端与每组电阻模块串联连接；所述的遥控接收开关通过第二遥控器802控制分合。

进一步地，所述的遥控接收开关包括控制器、控制器的输入端与无线接收模块电连接，控制器的输出端与继电器的线圈电连接；无线接收模块与第二遥控器802实现无线连接，继电器的常开点与电阻串联；

所述的控制器采用ARM控制芯片，其型号为STM32F103C6T6，继电器型号优选为JQC-3FF-1H-12V，无线接收模块优选采用XC4366，ARM控制芯片控制接线图如附图4所示。

进一步地，所述的控制器上设有WIFI接口，所述的WIFI接口用于与手机客户端实现连接；WIFI接口型号为ESP8266，其控制图如图5所示。

进一步地，遥控切换电阻装置8内设置具备WIFI数据传输接口的数字电流表和阻值测量表，所述的数字电流表和阻值测量表用于将试验中实测的电流和实际投入的电阻值通过WIFI接口发送至手机APP显示。

进一步地，所述的遥控切换电阻装置8内的电阻数量为十二个，其中六个电阻单元为一组电阻模块，每一组电阻模块内的电阻先并联连接，两组电阻模块之间再串联连接；每个电阻的电阻值取值为470Ω至20KΩ之间，优选采用5KΩ。

进一步地，所述的第一静触头301和第二静触头302分别通过接线端子与试验线1连接；第一动触头701和第二动触头702之间通过接线端子与保险丝9连接；第一静触头301与第一动触头701和第二静触头302与第二动触头702之间采用镀银触点；

第一动触头701和第二动触头702采用弹片结构或弹簧结构，这样可以保证与第一静触头301和第二静触头302可靠的连接。

进一步地，遥控升降装置5的电动升降杆504与遥控控制器502电连接，遥控控制器502由电池组503提供工作电源，遥控控制器502与第一遥控器501无线连接；所述的电动升降杆504、遥控控制器502和电池组503均固定在绝缘箱4底板上；

遥控升降装置5可采用龙翔企业生产的直流电动升降杆，其型号为XTL100，工作电压为DC12V，该产品自带遥控控制功能；电池组503采用12V锂电池，容量为16800mAh。

进一步地，绝缘箱4中部设有隔板401，所述的隔板401将绝缘箱4分成了上下两个空间，隔板401中部开凿有用于电动升降杆504活动的洞口；隔板401以上的部分绝缘箱4采用透明材质；

绝缘箱4位于隔板401以下的部分采用电木材质，具有良好的绝缘性；绝缘箱4位于隔板401以上的部分采用透明塑料。

进一步地，遥控切换电阻装置8的输出端通过接地线10与接地体连接。

进一步地，试验夹持装置2为试验夹。

一种发电机定子转子接地试验装置的试验方法，结合附图1和附图3介绍其操作步骤如下：

步骤一，利用第一遥控器501调节电动升降杆504移动使第一静触头301和第二静触头302与第一动触头701和第二动触头702之间为断开状态；遥控切换电阻装置8内的遥控接收开关均为断开状态；试验线1一端通过试验夹持装置2连接到被测试点，试验线1另一端与第一静触头301连接，第二静触头302通过试验线1与可遥控切换电阻装置8的输入端连接，可遥控切换电阻装置8的输出端与接地体电连接；

步骤二，确定需要接入的接地电阻值；通过第二遥控器802或手机APP选择合上相应的遥控接收开关，投入第一次测量的电阻值，例如10KΩ；

步骤三，利用第一遥控器501调节电动升降杆504移动使第一静触头301与第一动触头701接触，第二静触头302与第二动触头702接触；即保证第一静触头301和第二静触头302为连接状态；

步骤四，开始记录从发电机继电保护装置上测量到的接地电阻值；

步骤五，一定时间后，这里推荐取20秒，断开第一静触头301与第一动触头701以及第二静触头302与第二动触头702之间的连接；

步骤六，利用第二遥控器（802）或手机APP切换遥控接收开关，投入第二次测量的电阻值，例如5KΩ，并重复步骤三至步骤五；

步骤七，再将步骤六的测量重复N次后，这里的N代表试验次数，推荐N取8次，试验结束，依次退出试验夹持装置2、遥控升降装置5和遥控切换电阻装置8，最后拆除接地线10。

上述步骤中，如果试验过程中，由于发电机内部故障，导致发电机中性点电压异常升至12kV，保险盒内的保险丝即熔断，切断测试回路，同时可通过遥控升降装置5断开第一静触头301和第二静触头302之间的连接，确保可靠分断测试回路。

由于在整个试验过程中，测试人员均处在电气安全距离以外遥控操作，因而不会受到电气伤害；试验人员均不再需要戴绝缘手套，手持绝缘杆，触碰带电设备，只需在安全距离外手持第一遥控器501和第二遥控器802，遥控操作，即可完成全部试验项目；示意图见图1。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种发电机定子转子接地试验装置，包括试验线（1），其特征在于：试验线（1）一端与试验夹持装置（2）连接，试验线（1）另一端与第一静触头（301）连接，所述的第一静触头（301）固定在绝缘箱（4）顶部，绝缘箱（4）顶部还设有第二静触头（302），第一静触头（301）和第二静触头（302）之间存在一段安全距离；

绝缘箱（4）内设有遥控升降装置（5），遥控升降装置（5）包括电动升降杆（504）；电动升降杆（504）顶部与保险支架（6）连接，保险支架（6）两边分别设有第一动触头（701）和第二动触头（702），第一动触头（701）和第二动触头（702）之间连接有保险丝（9）；所述的遥控升降装置（5）用于驱动保险支架（6）上下移动，从而实现第一静触头（301）和第二静触头（302）的导通或断开；第二静触头（302）通过试验线（1）与遥控切换电阻装置（8）的输入端连接，遥控切换电阻装置（8）的输出端用于与接地体电连接；遥控切换电阻装置（8）设置有遥控接收开关，每一个遥控接收开关均对应串联一个电阻；

遥控切换电阻装置（8）包括若干电阻，若干电阻至少分成了两组电阻模块，每组电阻模块内的电阻单元并联连接，每组电阻模块之间串联连接；遥控切换电阻装置（8）的输入端和输出端为接线端子，所述的接线端子安装在底座（801）上；所述的遥控切换电阻装置（8）的输入端和输出端与每组电阻模块串联连接；所述的遥控接收开关通过第二遥控器（802）控制分合；

所述的遥控接收开关包括控制器、控制器的输入端与无线接收模块电连接，控制器的输出端与继电器的线圈电连接；无线接收模块与第二遥控器（802）实现无线连接，继电器的常开点与电阻串联；

所述的控制器上设有WIFI接口，所述的WIFI接口用于与手机客户端实现连接。

2.根据权利要求1所述的一种发电机定子转子接地试验装置，其特征在于：遥控切换电阻装置（8）内设置具备WIFI数据传输接口的数字电流表和阻值测量表，所述的数字电流表和阻值测量表用于将试验中实测的电流和实际投入的电阻值通过WIFI接口发送至手机APP显示。

3.根据权利要求1所述的一种发电机定子转子接地试验装置，其特征在于：所述的遥控切换电阻装置（8）内的电阻数量为十二个，其中六个电阻单元为一组电阻模块，每一组电阻模块内的电阻先并联连接，两组电阻模块之间再串联连接。

4.根据权利要求1所述的一种发电机定子转子接地试验装置，其特征在于：所述的第一静触头（301）和第二静触头（302）分别通过接线端子与试验线（1）连接；第一动触头（701）和第二动触头（702）之间通过接线端子与保险丝（9）连接；第一静触头（301）与第一动触头（701）和第二静触头（302）与第二动触头（702）之间采用镀银触点。

5.根据权利要求1所述的一种发电机定子转子接地试验装置，其特征在于：遥控升降装置（5）的电动升降杆（504）与遥控控制器（502）电连接，遥控控制器（502）由电池组（503）提供工作电源，遥控控制器（502）与第一遥控器（501）无线连接；所述的电动升降杆（504）、遥控控制器（502）和电池组（503）均固定在绝缘箱（4）底板上。

6.根据权利要求1或5所述的一种发电机定子转子接地试验装置，其特征在于：绝缘箱（4）中部设有隔板（401），所述的隔板（401）将绝缘箱（4）分成了上下两个空间，隔板（401）中部开凿有用于电动升降杆（504）活动的洞口；隔板（401）以上的部分绝缘箱（4）采用透明材质。