发明内容
本发明实施例提供一种可移动环境测试装置、电气设备的性能测试方法及电机定子绝缘性能测试方法,旨在解决测试实验只能在固定位置进行的问题。
一方面,本发明实施例提供了一种可移动环境测试装置,包括:可收纳罩体,具有用于容纳电气设备的可密封容纳腔,可收纳罩体上开设有与容纳腔连通的第一通孔;加湿装置,可拆卸地连接于第一通孔,用于通过第一通孔向容纳腔填充潮湿气体;干燥装置,可拆卸地连接于第一通孔,用于通过第一通孔向容纳腔填充干燥气体。
根据本发明一方面的实施方式,可收纳罩体包括:
支架,支撑形成容纳腔;
密封罩,可拆卸地罩设于支架外以使容纳腔可密封设置。
根据本发明一方面前述任一实施方式,可收纳罩体包括在第一方向上相对的顶部和底部、以及连接于顶部和底部之间的侧部;
第一通孔设置于侧部并位于侧部上靠近底部的位置。
根据本发明一方面前述任一实施方式,可收纳罩体还包括第二通孔,第二通孔设置于可收纳罩体的顶部。
根据本发明一方面前述任一实施方式,还包括:
湿度传感器,设置于容纳腔并用于获取容纳腔内的空气湿度;
控制器,连接于湿度传感器,控制器被配置为根据空气湿度控制加湿装置和/或干燥装置的运行状态。
根据本发明一方面前述任一实施方式,第一通孔为多个,多个第一通孔用于连接多个加湿装置和/或干燥装置;
控制器还被配置于根据空气湿度控制加湿装置和/或干燥装置的开启数量。
根据本发明一方面前述任一实施方式,第一通孔为多个,多个第一通孔用于连接多个加湿装置,且多个第一通孔沿可收纳罩体周向间隔分布;
控制器还被配置为控制连接于指定位置的第一通孔的加湿装置的开启。
根据本发明一方面前述任一实施方式,,干燥装置用于通过第一通孔向容纳腔内填入温度为70摄氏度~100摄氏度的干燥气体。
另一方面,本发明实施例还提供了一种电气设备的性能测试方法,包括:
将电气设备设置于上述的环境模拟测试装置的容纳腔中;
接收包含指定环境湿度的控制指令;
根据控制指令确定加湿装置和干燥装置的工作状态。
根据本发明另一方面的实施方式,根据控制指令确定加湿装置和干燥装置的工作状态的步骤包括:
根据控制指令开启加湿装置并关闭干燥装置,使可收纳罩体内的湿度达到指定环境湿度并保持第一预定时间;
或者,根据控制指令开启干燥装置并关闭加湿装置,干燥装置排出预定温度的干燥气体并保持第二预定时间。
根据本发明另一方面前述任一实施方式,开启加湿装置时,关闭可收纳罩体的第二通孔;或者开启干燥装置时,开启可收纳罩体的第二通孔。
根据本发明另一方面前述任一实施方式,在根据控制指令确定加湿装置和干燥装置的工作状态的步骤之前还包括:
获取容纳腔内的实际环境湿度;
根据控制指令确定加湿装置和干燥装置的工作状态的步骤还包括:
当实际环境湿度小于指定环境湿度时,开启加湿装置并关闭干燥装置和第二通孔,使可收纳罩体内的湿度达到指定环境湿度并保持第一预定时间;
当实际环境湿度大于指定环境湿度时,开启干燥装置和第二通孔并关闭加湿装置,干燥装置排出预定温度的干燥气体并保持第二预定时间。
根据本发明另一方面前述任一实施方式,指定环境湿度为70%-95%,和/或第一预定时间为10小时-30小时,和/或预定温度为60度-120度;和/或第二预定时间为10小时-30小时。
再一方面,本发明实施例还提供一种电机定子绝缘性能测试方法,使用根据上述的电气设备的性能测试方法,其特征在于,电机定子绝缘性能测试方法包括:
将定子移动至存放工位,进行初始绝缘性能测试;
将可收纳罩体罩住定子,开启加湿装置第一预定时间,进行定子绝缘性能测试;
启动干燥装置第二预定时间,测试定子绝缘性能;
将可收纳罩体拆离定子。
在本发明实施例的可移动环境测试装置中,测试装置包括可收纳罩体、加湿装置和干燥装置。可收纳罩体具有密封的容纳腔,能够模拟密闭的环境。可收纳罩体同时可以收纳,方便运输和转移,能够实现测试装置可移动的目的。可收纳罩体上设置有第一通孔,加湿装置能够通过第一通孔向容纳腔填充潮湿气体,从而模拟潮湿环境,且由于容纳腔可密封,使得容纳腔内的空气湿度可以达到任意预设湿度。干燥装置能够通过第一通孔向容纳腔填充干燥气体,从而对密封腔内的空气进行干燥,可以测试电气设备的绝缘性能。因此本发明实施例的可移动环境测试装置不仅便于运输和转移,还能够模拟潮湿环境和干燥环境等对电气设备的性能进行测试。本发明实施例的可移动环境测试装置能够解决测试实验只能在固定位置进行的问题。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中,提出了许多具体细节,以便提供对本发明的全面理解。但是,对于本领域技术人员来说很明显的是,本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中,至少部分的公知结构和技术没有被示出,以便避免对本发明造成不必要的模糊;并且,为了清晰,可能夸大了部分结构的尺寸。此外,下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本发明的实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
随着风力发电技术的不断发展,对风力发电机组的性能要求越来越高。发电机作为风力发电机组重要的一部分,其性能指标更加严格。通常,发电机出厂之前都需要验证发电机中定子绝缘系统的封闭性,保障发电机在潮湿的环境下也能够可靠的运行。
目前对发电机定子的绝缘性能进行测试的方法主要为:将发电机定子完全浸入浸水槽中进行浸水测试,浸水2h~4h后测试绝缘性能,然后利用烘箱采用160℃的高温进行烘潮处理,烘潮时间10h~12h,烘干后再次测试发电机定子的绝缘性能。
由于发电机定子的体型较大,导致浸水试验中使用的浸水槽也同样巨大。且浸水槽只能固定在一个位置进行操作,不能够跨地区移动或者移动费用高昂。浸水后,发电机定子绝缘系统发生非表面性受潮,为体受潮,必须进行高温烘潮处理,烘潮温度一般要高达160摄氏度,才能够将发电机定子中的体受潮完全烘干,但是体受潮对绝缘系统是一种不可逆的损伤,另外高温干燥对发电机定子也会产生不可恢复的损伤。发电机定子体受潮以后,必须经过较长的时间进行烘潮处理,导致测试周期较长。同时由于烘潮的温度高、烘潮时间长导致测试消耗的能量较多。
浸水时间是将电机定子完全浸入水中,而根据电机定子的实际使用工况,电机定子在实际使用工况下受到的环境应力为潮湿空气而非完全浸入水中。由于水的表面张力存在,浸水时间过短并不能使得细微的缺陷位置受到水分的侵入,发现不了电机定子的缺陷,而随着浸水时间延长,绝缘电阻恢复率将会出现明显的降低趋势,这就导致电机定子绝缘系统会产生较明显的不可逆损伤。
为了解决上述技术问题提出本发明。为了更好地理解本发明,下面结合图1至图5对本发明实施例的可移动环境测试装置、电气设备的性能测试方法及电机定子绝缘性能测试方法进行详细描述。
图1为本发明第一实施例提供的一种可移动环境测试装置,包括:可收纳罩体100,具有用于容纳电气设备的可密封容纳腔110,可收纳罩体100上开设有与容纳腔110连通的第一通孔120;加湿装置200,可拆卸地连接于第一通孔120,用于通过第一通孔120向容纳腔110填充潮湿气体;干燥装置300,可拆卸地连接于第一通孔120,用于通过第一通孔120向容纳腔110填充干燥气体。
干燥气体例如为温度为70摄氏度~100摄氏度的干燥气体。干燥空气的温度处于70摄氏度~100摄氏度范围之内,既能够加快干燥效率,还能够避免干燥空气温度过高对电气设备产生不可逆的损伤。
在本发明实施例的可移动环境测试装置中,测试装置包括可收纳罩体100、加湿装置200和干燥装置300。可收纳罩体100具有密封的容纳腔110,能够模拟密闭的环境,以保持容纳腔内的湿度控制要求,达到测试的目的。可收纳罩体100同时可以收纳,方便运输和转移,能够实现测试装置可移动的目的,当用于大兆瓦电机定子的绝缘性能测试时,突破了传统的在工厂内测试的方法,减少运输环节,可直接在现场进行测试,省时省力效率高。
可收纳罩体100上设置有第一通孔120,加湿装置200能够通过第一通孔120向容纳腔110填充潮湿气体,从而模拟潮湿环境,且由于容纳腔110可密封,使得容纳腔110内的空气湿度可以控制达到需要的预设湿度。实验证明,通过将例如定子置于一定湿度的环境中保持预定时间测试绝缘性能,完全可以达到传统的通过浸水操作进行的绝缘测试的效果。干燥装置300能够通过第一通孔120向容纳腔110填充干燥气体,从而对密封腔内的空气进行干燥,可以测试电气设备的绝缘性能。在同一测试装置的空腔内再次进行烘干并测试例如定子的绝缘性能,避免了传统的定子在各种测试设备中转移的操作,对于重型电机而言,是非常有利的。因此本发明实施例的可移动环境测试装置不仅便于运输和转移,还能够模拟潮湿环境和干燥环境等对电气设备的性能进行测试。本发明实施例的可移动环境测试装置能够解决测试测试只能在固定位置进行的问题。
此外,本发明实施例的可移动环境测试装置,通过加湿装置200能够增加容纳腔110内的空气湿度来测试电气设备的绝缘性能,而不是将电气设备浸入水中来测试电气设备的绝缘性能。将电气设备置于空气湿度较高的模拟环境中更加接近电气设备的实际使用的极端环境,潮湿环境中的潮湿空气中不具有水的表面张力作用,因此能够进入电气设备的各种细微位置,测试结果也更加准确。
将电气设备置于空气湿度较高的环境中而并非完全浸入水中,无需使用高温对电气设备进行烘潮,能够避免高温对电气设备造成的不可恢复的损伤。
可收纳罩体100的设置方式有多种,例如可收纳罩体100可以选用具有一定支撑性的材料制成,使得可收纳罩体100可以支撑形成容纳腔110并可便于折叠收纳。需要使用时,支撑罩体形成容纳腔110进行测试实验,测试完成后即可以折叠收纳保存。
在一些可选的实施例中,可收纳罩体100包括:支架130,支撑形成容纳腔110;密封罩140,可拆卸地罩设于支架130外以使容纳腔110可密封设置。
在这些可选的实施例中,可收纳罩体100包括支架130和密封罩140,支架130支撑形成容纳腔110并向密封罩140提供支撑力,密封罩140可拆卸地罩设于支架130外使得密封腔可密封。采用支架130能够提供更好的支撑性,保证可收纳罩体100具有良好的支撑性,防止可收纳罩体100在使用过程中发生塌陷等损伤影响测试的正常进行。
支架130的设置有多种方式,例如支架130包括多根可拆卸连接的连接杆,可以将连接杆在现场可拆卸的安装搭建形成具有容纳腔110的支架130。或者,支架130为伸缩式支架130,支架130包括多根相互可转动连接的连接杆,连接杆例如为伸缩杆,通过改变连接杆的相对位置使得支架130处于收纳状态或展开支撑形成容纳腔110的状态。
支架130支撑形成容纳腔110时的轮廓例如和电气设备的外轮廓相适配。例如当电气设备为发电机的定子时,支架130支撑形成容纳腔110时的外轮廓大致呈圆柱形,当密封罩140罩设于支架130外形成可收纳罩体100时,使得可收纳罩体100大致呈圆柱形。
密封罩140的设置方式有多种,例如密封罩140选用耐高温的材料制成,使得在测试过程中,使用高温干燥空气进行烘潮时不会对密封罩140造成影响。进一步的,密封罩140选用能够隔绝空气防止水分挥发的材料制成,防止测试过程中,水分通过密封罩140蒸发影响测试的正常运行。作为一种可选的实施方式,密封罩140的材料例如包括聚丙烯涂层布或者聚氨酯涂层布等防水材料。
可收纳罩体100例如包括在第一方向上相对的顶部和底部、及连接于顶部和底部之间的侧部。第一通孔120例如设置于侧部并位于侧部上靠近底部的位置。
在这些可选的实施例中,可收纳罩体100可以通过底部放置于合适位置,第一通孔120设置侧部并位于侧部上靠近底部的位置,便于加湿装置200和/或干燥装置300连接于第一通孔120,潮湿空气和/或干燥空气在密封腔内从底部进入,能够保证潮湿空气/或干燥空气和放置于容纳腔110内的电气设备完全接触,保证测试结果的准确性。
在一些可选的实施例中,可收纳罩体100上还开设有和容纳腔110连通的第二通孔150,第二通孔150设置于可收纳罩体100的顶部区域。当第一通孔120连接干燥装置300,通过干燥装置300向容纳腔110内填充干燥气体时,打开第二通孔150,使得容纳腔110内的潮湿空气可以从第二通孔150处流出,提高干燥效率。第二通孔150位于可收纳罩体100的顶部,在干燥空气从靠近底部的第一通孔120进入时,使得潮湿空气从顶部的第二通孔150排出,能够提高干燥效率。
在又一些可选的实施例中,可移动环境测试装置还包括:湿度传感器400,设置于容纳腔110并用于获取容纳腔110内的空气湿度;控制器500,连接于湿度传感器400,控制器500被配置为根据空气湿度控制加湿装置200和/或干燥装置300的运行状态。进一步的,可移动环境测试装置还包括控制开关410,用于控制湿度传感器400的开启和关闭。
在测试过程中,通常需要容纳腔110内的空气湿度保持在一定范围之内。在这些可选的实施例中,通过湿度传感器400能够实时获取容纳腔110内的空气湿度,控制器500根据空气湿度控制加湿装置200的运行状态,能够保证容纳腔110内的空气湿度在测试过程中处于合适的范围。控制器500根据空气湿度控制干燥装置300的运行状态,使得空气在达到预定空气湿度时能够及时停止干燥装置300,减小能源的浪费。
湿度传感器400的设置位置不做限定,优选的,湿度传感器400设置于容纳腔110内并靠近可收纳罩体100的顶部设置。
在通过加湿装置200对容纳腔110内的空气进行加湿的过程中,潮湿空气从底部向上逐渐扩散,将湿度传感器400设置于容纳腔110的顶部,湿度传感器400所在位置的空气湿度较低,当湿度传感器400获取的空气湿度达到表征空气较为潮湿的第一预设空气湿度时,表示容纳腔110内整体的空气湿度都能够达到预设湿度,湿度传感器400获取的空气湿度能够更加准确反映容纳腔110内的空气湿度。
在通过干燥装置300对容纳腔110内的空气进行干燥的过程中,干燥空气从底部向上逐渐扩散,潮湿空气从顶部的第二通孔150处流出,湿度传感器400所在位置的空气湿度较高。当湿度传感器400获取的空气湿度达到表征空气较为干燥的第二空气湿度时,容纳腔110内其他位置的空气均比较干燥,保证干燥得更加充分。
控制器500的设置位置不做限定,优选的,控制器500设置于可收纳罩体100外,防止容纳腔110内空气湿度较高对控制器500的正常运行产生影响。
进一步的,第一通孔120的个数例如为多个,多个第一通孔120用于连接多个加湿装置200和/或干燥装置300,控制器500还被配置为根据空气湿度控制加湿装置200和/或干燥装置300的开启数量。
在这些可选的实施例中,当对容纳腔110内的空气进行加湿的过程中,当空气湿度较低时,控制器500可以控制多个加湿装置200均处于开启状态,能够提高加湿速率。当空气湿度达到第一预设湿度时,控制器500可以控制单个或较少的几个加湿器处于开启状态,能够使得当前的空气湿度始终维持在合适的范围之内,便于测试的进行。当对容纳腔110内的空气进行干燥的过程中,当空气湿度较高时,控制器500可以控制多个干燥装置300均处于开启状态,能够提高干燥效率。当空气湿度较低时,控制器500可以控制单个或者较少的几个干燥装置300处于开启状态,能够达到节省能源的目的。
在另一些可选的实施例中,多个第一通孔120沿可收纳罩体100周向间隔分布;控制器500还被配置为控制连接于指定位置的第一通孔120的加湿装置200开启。
在电气设备的使用过程中,例如当电气设备为风力发电机的定子时,在特殊季节,风力发电机的定子主要受到的潮湿空气往往来自于预设方向。在测试过程中,控制器500能够控制连接于指定位置的第一通孔120的加湿装置200开启,能够模拟当电气设备受到的潮湿空气来自于预设方向的工况,使得可移动环境测试装置可以模拟多种工况下的环境,从而测试电气设备在多种工况下的性能。并且可以充分利用环境因素进行测试,节约了能源需求。
在一些可选的实施例中,可移动环境测试装置还包括温度传感器,用于获取容纳腔110内的实际温度,便于用户及时获取测试过程中的温度信息。
进一步的,可移动环境测试装置还包括电源装置600,用于向加湿装置200、干燥装置300、湿度传感器400、温度传感器和控制器500等进行供电。
本发明第二实施例还提供一种电气设备的性能试验方法,包括以下步骤:
步骤S401:将电气设备设置于上述环境模拟测试装置的容纳腔110中。
步骤S402:接收包含指定环境湿度的控制指令。
步骤S403:根据控制指令确定加湿装置200和干燥装置300的工作状态。
在本发明的试验方法中,首先将电气设备置于容纳腔110中,然后接收控制指令,并根据控制指令确定加湿装置200和干燥装置300的工作状态,开始电气设备的绝缘性能测试实验。
步骤S403例如包括根据控制指令开启加湿装置200并关闭干燥装置300,使可收纳罩体100内的湿度达到指定环境湿度并保持第一预定时间;或者,根据控制指令开启干燥装置300并关闭加湿装置200,干燥装置300排出预定温度的干燥气体并保持第二预定时间。
在这些可选的实施例中,当开启加湿装置200对容纳腔110的空气进行加湿时,使得容纳腔110内的空气湿度达到指定湿度并保持第一预定时间,即电气设备处于潮湿环境中保持第一预定时间,能够充分测试电气设备的绝缘性能。
第一预定时间例如为10小时~30小时,优选的,第一预定时间例如为12小时~24小时。
指定环境湿度可以为70%~95%。优选的,指定环境湿度例如为70%~90%。
当开启干燥装置300对容纳腔110内的空气进行干燥处理时,干燥装置300排出预定温度的干燥气体并保持第二预定时间。通过控制干燥装置300的运行时间,能够保证干燥效果。
预定温度可以为60度~100度,优选的,预定温度为70度~90度。第二预定时间例如为10小时~30小时,优选的,第二预定时间为10小时~12小时。
在一些可选的实施例中,可收纳罩体100上还开设有第二通孔150,此时步骤S403包括:开启加湿装置200时,关闭可收纳罩体100的第二通孔150;或者开启干燥装置300时,开启可收纳罩体100的第二通孔150。使得在加湿过程中能够保持一个相对密闭的环境,在干燥过程中,加快潮湿空气从第二通孔150散出,进而加快干燥效率。
在一些可选的实施例中,步骤S403之前还包括:获取容纳腔110内的实际环境湿度。此时,步骤S403包括:当实际环境湿度小于指定环境湿度时,开启加湿装置200并关闭干燥装置300和第二通孔150,使可收纳罩体100内的湿度达到指定环境湿度并保持第一预定时间;当实际环境湿度大于指定环境湿度时,开启干燥装置300和第二通孔150并关闭加湿装置200,干燥装置300排出预定温度的干燥气体并保持第二预定时间。
在这些可选的实施例中,根据实际环境湿度和指定环境湿度的比较,能够准确判断测试当前是需要加湿还是干燥,进而可以根据比较结果控制干燥装置300和加湿装置200的运行状态。
本发明第三实施例还提供一种电机定子绝缘性能的测试方法,使用上述的电气设备的性能测试方法,本发明第三实施例的方法包括以下步骤:
步骤S501:将定子移动至存放工位,进行初始绝缘性能测试。
步骤S502:将可收纳罩体100罩住定子,开启加湿装置200第一预定时间,进行定子绝缘性能测试。
步骤S503:启动干燥装置300第二预定时间,测试定子绝缘性能。
步骤S504:将可收纳罩体100拆离定子。
在本发明第三实施例中,首先将测试对象定子移动至存放工位,然后根据使用需求在合适的位置搭建可收纳罩体100,使得可收纳罩体100罩设于定子,令定子位于可密闭的容纳腔110。其中可收纳罩体100质量轻体积小,便于在合适的位置搭建进行测试。搭建好可收纳罩体100以后开启加湿装置200,对容纳腔110内的空气进行加湿处理,模拟定子的实际使用环境。加湿装置200运行第一预定时间后,关闭加湿装置200,并开启干燥装置300,对定子进行干燥处理。测试定子的结缘性能。测试完毕后,将可收纳罩体100由定子外拆除。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。