CN115524634A - 一种线圈短路点自动检测系统及短路点位置确认方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种线圈短路点自动检测系统，短路点自动检测装置用于确认发生短路的电磁线的线号，短路点位置确认装置用于确认短路点所在的匝数；短路点位置确认装置包括：直流电阻测试仪、主控PLC装置、第二检测线、触摸屏、控制系统、主机柜，主控PLC装置中安装有控制系统，通过主控PLC装置控制三根测试电磁线线间的切换，利用直流电阻测试仪进行电阻的自动测量，通过计算确认短路点所在的匝数。本发明还涉及一种线圈短路点位置确认方法。本发明实现短路点检测与短路电磁线确认合二为一，具备实时监测、自动报警、程序计算、快速准确等功能，实现线圈绕制过程中所有电磁线短路点实时监测，每10毫秒自动巡检一次通断情况。

Description

一种线圈短路点自动检测系统及短路点位置确认方法

技术领域

本发明属于变压器生产制造技术领域，具体涉及一种用于立绕机绕制过程中的线圈短路点在线监测和位置确认的检测系统及检测方法。

背景技术

线圈是变压器输入和输出电能的电气回路，是变压器最关键的核心部件，电磁线及其绕制而成的线圈的质量，决定着变压器运行的稳定性和安全性。变压器内部线圈短路时，瞬间会产生很大的短路电流，短路电流会产生很大的电动力，造成变压器内部受损，例如：线圈变形、线圈绝缘破坏，严重时可能造成变压器燃烧等安全事故。因此，线圈短路点的检测对变压器的安全稳定运行起着至关重要的作用。

为了排除线圈制作过程中发生短路点，需在电磁线进厂检验、绕制过程、线圈干燥压服前后等多个环节进行检测。目前短路点检测方式主要是人工使用直阻仪逐根进行检测，并通过人工计算估算电磁线短路点的具体位置，其过程复杂、工作效率低，且人工计算存在偏差。

近年来，随着人力资源成本的不断增加，电力传输领域对产品质量以及一线操作员工对作业环境要求的不断提高，为提高作业效率、线圈短路点检测准确率，急需研制一种能够替代人工生产的自动化设备，实现线圈短路点自动、高效、准确检测，提升生产自动化水平及产品质量。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种线圈短路点自动检测系统及检测方法，通过短路点自动监测装置能够实现2-64股电磁线股间短路点检测，发现短路点后声光报警并将短路线股的线号实时显示，短路点位置确认装置利用短路点计算程序迅速确定短路点的位置。本发明所采用的技术方案如下：

一种线圈短路点自动检测系统，包括：短路点自动检测装置和短路点位置确认装置，所述的短路点自动检测装置用于确认发生短路的电磁线的线号，所述的短路点位置确认装置用于确认短路点所在的匝数；

所述的短路点位置确认装置包括：直流电阻测试仪、主控PLC装置、第二检测线、触摸屏、控制系统、主机柜，主控PLC装置中安装有控制系统，所述的控制系统包括：主控PLC程序模块和触摸屏人机交互界面程序模块；短路的两根电磁线通过第二检测线连入短路点位置确认装置，第二检测线总共三根，标号分别为A、B、C，A、B、C三根第二检测线与被检测出短路的两根电磁线的端点连接，短路的两根电磁线共有四个端点，第二检测线与其中三个端点连接；短路点位置确认装置的输入端为A、B、C三根第二检测线，三根第二检测线的一端与短路电磁线连接，另一端与主控PLC装置连接，主控PLC装置通过通信电缆与直流电阻测试仪上的RS232端口连接，通过主控PLC装置控制三根测试电磁线线间的切换，利用直流电阻测试仪进行电阻的自动测量，通过计算确认短路点所在的匝数。

一种线圈短路点位置确认方法，应用前述的一种线圈短路点自动检测系统，两根短路的电磁线，一根电磁线的端点为A、C，另一根电磁线的端点为B、D，两根电磁线间发生短路后产生短路点F，使用直流电阻测试仪测量R_AB、R_AC、R_BC的电阻值，然后将数值代入公式，计算出A至F的匝数，确定短路点所在的线段匝数；计算公式如下：

式中：N_AF——A到F点的匝数；N——绕组的总匝数；R_AB——A、B端之间的电阻值；R_AC——A、C端之间的电阻值；R_BC——B、C端之间的电阻值。

本发明主要创新点如下：

(1)系统包含短路点自动检测装置与短路点位置确认装置两部分，实现短路点检测与短路电磁线确认合二为一，具备实时监测、自动报警、程序计算、快速准确等功能。

(2)实现线圈绕制过程中所有电磁线短路点实时监测，每10毫秒自动巡检一次通断情况。

(3)短路点发生后，声光报警器报警提示，并直接显示具体短路电磁线的线号。

(4)智能程序代替人工进行短路点位置计算，5秒钟内即可确认短路点准确位置。

(5)故障点判定准确率达到100％。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的属于本申请保护范围之内的附图。

图1为本发明实施例的线圈短路点自动检测系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的短路点自动检测装置的前面板示意图；

图3为本发明实施例的短路点位置确认装置的连接关系示意图；

图4为本发明实施例的触摸屏人机交互界面的示意图；

图5为本发明实施例的短路点位置确认原理示意图；

图中，1为立绕机，2为线圈，3为短路点自动检测装置，4为花盘，5为短路点位置确认装置，6为检测装置前面板，7为电磁线线号指示灯，8为检测装置运行状态指示灯，9为电源指示灯。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，为本发明实施例的线圈短路点自动检测系统的结构示意图；如图2所示，为本发明实施例的短路点自动检测装置的前面板示意图。在立绕机1上进行线圈2的绕制作业时，使用本发明的线圈短路点自动检测系统自动进行电磁线短路点的检测和短路点的位置确认。一种线圈短路点自动检测系统，包括：短路点自动检测装置3和短路点位置确认装置5，所述的短路点自动检测装置3包括：第一检测线和在线线股短路测试盒，第一检测线的末端一体成型连接有鳄鱼夹，第一检测线的首端连接至在线线股短路测试盒，第一检测线末端的鳄鱼夹分别逐根与被测电磁线一一对应连接。短路点自动检测装置3内置蓄电池进行供电。所述的在线线股短路测试盒用于测试是否有电磁线短路，包括：DC5V蓄电池、报警模块、线路扫描装置。在线线股短路测试盒的工作原理是：以共计64根被测电磁线为例，可满足现有线圈生产需求，电磁线标号是1-64，通过线路扫描装置控制其中两根被测电磁线的通断(1-2/1-3……1-63/2-3……2-64……直至所有电磁线均测试一遍)，在线线股短路测试盒内置DC5V蓄电池电流源，通过内置蓄电池给被测电磁线提供电压，若被测电磁线存在导通，导通的两根电磁线会形成通路产生电流，此时短路点自动检测装置3的电磁线线号指示灯7闪烁声光报警。线路扫描装置为现有技术，可采用市场上现有的线材测试仪。短路点自动检测装置3安装在立绕机1的花盘4上，检测时短路点自动检测装置3在花盘4上固定好，随线圈高速旋转。

本发明实施例中，短路点自动检测装置的检测装置前面板6上设置有电磁线线号指示灯7、检测装置运行状态指示灯8和电源指示灯9。电磁线线号指示灯7的数量为64个，分别与第一检测线和被测电磁线一一对应，当某两根被测电磁线出现短路时，两根被测电磁线对应的指示灯红色点亮；检测装置运行状态指示灯8用于指示短路点自动检测装置3的运行状态，如果运行状态异常，则检测装置运行状态指示灯8闪烁并报警，电源指示灯9用于显示短路点自动检测装置3的供电状态。短路点自动检测装置3进行短路点检测时，通过鳄鱼夹将第一检测线逐根与被测电磁线一一对应连接，打开检测开关，实现线圈绕制过程中每10毫秒自动巡检一次电磁线的通断情况，如有短路点，检测装置运行状态指示灯8声光报警提示，并在显示面板上自动显示短路电磁线的线号，实现迅速确定短路电磁线的线号。

所述的短路点位置确认装置5包括：直流电阻测试仪、主控PLC装置、第二检测线、触摸屏、控制系统、主机柜，触摸屏安装在主机柜的一侧面，主控PLC装置安装在主机柜中，主控PLC装置中安装有控制系统，所述的控制系统包括：主控PLC程序模块和触摸屏人机交互界面程序模块。主控PLC程序模块和触摸屏人机交互界面程序模块各自有自己的存储器，程序模块固化于各个部分的存储器上，系统上电后自动运行，完成系统自检、数据采集和计算、电磁线线间切换、智能判断、信息显示等功能。

利用短路点自动检测装置3确认短路电磁线的线号后，将短路点位置确认装置5推至线圈2附近，将短路的两根电磁线通过第二检测线连入短路点位置确认装置5，选择线圈结构型式，录入线圈匝数，短路点位置确认装置5自动测量采集短路的两根电磁线间的电阻值，通过计算确认短路点所在匝数，5秒左右即可输出结果。第二检测线总共三根，标号分别为A、B、C，分别与下文公式中的A、B、C相对应，A、B、C三根第二检测线与被检测出短路的两根电磁线的端点连接，短路的两根电磁线共有四个端点，第二检测线与其中三个端点连接。如图3所示，为本发明实施例的短路点位置确认装置的连接关系示意图。直流电阻测试仪为本装置中的一部分，短路点位置确认装置5的输入端为A、B、C三根第二检测线，三根第二检测线的一端与短路电磁线连接，另一端与主控PLC装置连接。主控PLC装置通过通信电缆与直流电阻测试仪上的RS232端口进行连接，通过主控PLC装置控制三根测试电磁线线间的切换(R_AB、R_BC、R_AC)，并利用直流电阻测试仪进行电阻的自动测量，通过计算确认短路点所在的匝数。直流电阻测试仪可采用型号为UC2517B的直流电阻测试仪。

触摸屏人机交互界面程序模块，是一种智能化操作控制显示装置。它利用显示屏显示，通过触摸屏人机交互界面(输入单元)写入工作参数或输入操作命令，实现人与机器的信息交互。如图4所示，为本发明实施例的触摸屏人机交互界面的示意图。系统上电后，主控PLC装置首先进行系统初始化，读取存储在EEPROM中的系统设定参数，初始化串行通讯模块，进入工作状态后监控触摸屏人机交互界面(显控单元)发来的控制命令，同时依据采集的实时阻值等数据自动执行计算程序流程。如出现异常，可根据故障类别报警或停机。

如图5所示，为本发明实施例的短路点位置确认原理示意图。一种线圈短路点位置确认方法，两根短路的电磁线，一根电磁线的端点为A、C，另一根电磁线的端点为B、D，两根电磁线间发生短路后产生短路点F，首先使用本装置内的直流电阻测试仪测量R_AB、R_AC、R_BC的电阻值，然后将数值代入公式，可计算出A至F的匝数，可确定短路点所在的线段匝数。计算公式如下：

式中：

N_AF——A到F点的匝数；

N——绕组的总匝数；

R_AB——A、B端之间的电阻值；

R_AC——A、C端之间的电阻值；

R_BC——B、C端之间的电阻值。

应用本发明的一种线圈短路点自动检测系统及短路点位置确认方法，实现线圈短路点自动检测和位置确认的工艺流程如下：

1.短路点自动检测装置。

(1)检查装置的电池电量，触摸屏屏幕上显示电量，馈电时自动报警，提示充电。

(2)将在线线股短路测试盒在立绕机的花盘上固定好。

(3)将第一检测线的鳄鱼夹逐根夹到电磁线线股上。

(4)将总线缆插头插入在线线股短路测试盒的插座内。

(5)打开检测开关。启动立绕机正常绕制线圈。

(6)短路点自动检测装置自动巡检，发生电磁线短路时声光报警。

(7)短路的电磁线线股对应的线号指示灯红色自动红色常亮，然后与短路点位置确认装置联接查找短路点的具体位置，对短路点进行处理。

(8)复位后，继续绕制线圈至结束。

(9)关闭短路点自动检测装置的开关。

(10)拆卸第一检测线的鳄鱼夹和连接插头。

2.短路点位置确认装置。

(1)将检测出的两组短路电磁线线股通过第二检测线连接到短路点位置确认装置中。打开短路点位置确认装置的电源。

(2)录入【项目名称】【施工单号】【操作者】【线圈总匝数】等信息。

(3)点击【开始测试】。

(4)显示两组短路电磁线的各端绝缘电阻值以及短路点位置等测试结果。

(5)查找并处理短路点，选择上传或导出结果信息。

(6)关闭系统电源。

(7)拆卸第二检测线线夹。

最后需要说明的是：以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此。本领域技术人员应该理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种线圈短路点自动检测系统，其特征在于，包括：短路点自动检测装置(3)和短路点位置确认装置(5)，所述的短路点自动检测装置(3)用于确认发生短路的电磁线的线号，所述的短路点位置确认装置(5)用于确认短路点所在的匝数；

所述的短路点位置确认装置(5)包括：直流电阻测试仪、主控PLC装置、第二检测线、触摸屏、控制系统、主机柜，主控PLC装置中安装有控制系统，所述的控制系统包括：主控PLC程序模块和触摸屏人机交互界面程序模块；短路的两根电磁线通过第二检测线连入短路点位置确认装置(5)，第二检测线总共三根，标号分别为A、B、C，A、B、C三根第二检测线与被检测出短路的两根电磁线的端点连接，短路的两根电磁线共有四个端点，第二检测线与其中三个端点连接；短路点位置确认装置(5)的输入端为A、B、C三根第二检测线，三根第二检测线的一端与短路电磁线连接，另一端与主控PLC装置连接，主控PLC装置通过通信电缆与直流电阻测试仪上的RS232端口连接，通过主控PLC装置控制三根测试电磁线线间的切换，利用直流电阻测试仪进行电阻的自动测量，通过计算确认短路点所在的匝数。

2.根据权利要求1所述的一种线圈短路点自动检测系统，其特征在于，触摸屏安装在主机柜的一侧面，主控PLC装置安装在主机柜中。

3.根据权利要求2所述的一种线圈短路点自动检测系统，其特征在于，主控PLC程序模块和触摸屏人机交互界面程序模块各自有自己的存储器，程序模块固化于各个部分的存储器上。

4.根据权利要求3所述的一种线圈短路点自动检测系统，其特征在于，直流电阻测试仪采用型号为UC2517B的直流电阻测试仪。

5.根据权利要求1所述的一种线圈短路点自动检测系统，其特征在于，短路点自动检测装置(3)安装在花盘(4)上，所述的短路点自动检测装置(3)包括：第一检测线和在线线股短路测试盒，第一检测线的末端一体成型连接有鳄鱼夹，第一检测线的首端连接至在线线股短路测试盒，第一检测线末端的鳄鱼夹分别逐根与被测电磁线一一对应连接。

6.根据权利要求5所述的一种线圈短路点自动检测系统，其特征在于，所述的在线线股短路测试盒用于测试是否有电磁线短路，包括：DC5V蓄电池、报警模块、线路扫描装置。

7.根据权利要求6所述的一种线圈短路点自动检测系统，其特征在于，短路点自动检测装置(3)的检测装置前面板(6)上设置有电磁线线号指示灯(7)、检测装置运行状态指示灯(8)和电源指示灯(9)。

8.根据权利要求7所述的一种线圈短路点自动检测系统，其特征在于，短路点自动检测装置(3)内置蓄电池进行供电，线路扫描装置采用线材测试仪。

9.一种线圈短路点位置确认方法，其特征在于，应用如权利要求1所述的一种线圈短路点自动检测系统，两根短路的电磁线，一根电磁线的端点为A、C，另一根电磁线的端点为B、D，两根电磁线间发生短路后产生短路点F，使用直流电阻测试仪测量R_AB、R_AC、R_BC的电阻值，然后将数值代入公式，计算出A至F的匝数，确定短路点所在的线段匝数；计算公式如下：

式中：N_AF——A到F点的匝数；N——绕组的总匝数；R_AB——A、B端之间的电阻值；R_AC——A、C端之间的电阻值；R_BC——B、C端之间的电阻值。

10.根据权利要求9所述的一种线圈短路点位置确认方法，其特征在于，将短路的两根电磁线通过第二检测线连入短路点位置确认装置，选择线圈结构型式，录入线圈匝数。

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