CN1650185A - 线圈退化诊断方法和线圈退化诊断装置 - Google Patents

线圈退化诊断方法和线圈退化诊断装置 Download PDF

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Abstract

根据本发明的线圈退化诊断方法，用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过面对线圈的电位测量探头测量内部电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。根据上述结构，可以提供改善的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的改善的线圈退化诊断装置，通过简便的过程，能够容易、精确和可靠的检测当用水直接冷却导体的线圈由于水从导体泄漏到绝缘层中产生的绝缘退化。

Description

线圈退化诊断方法和线圈退化诊断装置
技术领域
本发明涉及当直接用水冷却导体时，在运行时检测从导体到绝缘层的水泄漏并且诊断由于水泄漏引起的线圈的绝缘退化的线圈退化诊断方法，还涉及用在上述诊断方法的线圈退化诊断装置。
背景技术
在旋转电机中，如果其容量增加，则流过定子线圈(定子绕组)的电流增加，由于在定子线圈中的焦耳损耗引起温度过度上升，导致难以设计大容量的旋转电机。
因此，最近，已经提供了许多类型的大容量旋转电机，其中定子线圈直接用水冷却，图27示出了这种结构的一个例子。
通常，大容量旋转电机具有圆柱形的定子铁心，在定子铁心的内部具有多个凹槽，下层线圈2b和上层线圈2a成对放置在每个凹槽中。
上层线圈2a和下层线圈2b采用单独由空心矩形铜导线或者将实心矩形铜导线与空心矩形导线混合制成的导体3a、3b构成的导线，这些导体3a、3b的剖面形状为矩形。设置绝缘层4a、4b，覆盖它们的外侧。
此外，在上下线圈2a、2b中，夹子5a、5b焊接在导体3a、3b的端部，并且各个夹子5a、5b通过第一空心连接导体6连接，从而导体3a、3b直接用从绝缘连接管7提供的去离子水等冷却。
作为长期运行的结果，由于侵蚀，导体3a、3b与夹子5a、5b之间的焊接部分退化，并且可能形成小孔，通过小孔，水漏进绝缘层4a、4b，从而可能引起绝缘击穿。
对于线圈的这种绝缘击穿，由于导体3a、3b与夹子5a、5b之间的焊接部分用绝缘层覆盖，所以这种线圈的绝缘击穿可能不会被视觉识别，但是，例如，在日本专利待审公开No.HEI 9-331656、日本专利待审公开No.HEI 9-51658和日本专利待审公开No.HEI 10-177053中已经提出了识别水泄漏到绝缘层的方法。
这些发明利用由于水的泄漏引起绝缘层的静电电容增加的现象。使电极保持与铁芯外侧的线圈的接触，测量导体和电极的静电电容，如果所测得的静电电容显著增加，则确定水泄漏到绝缘层中了。
由于这些发明只测量绝缘层的静电电容，所以操作简单，这种方法被认为是识别水泄漏到绝缘层中的简单测量方法。
在一些其中每个都具有大容量的大容量旋转电机中，如图28所示，提供在绝缘层9、9a、9b、9c中放置的内部电极8a、8b、8c作为线圈绝缘结构，以降低线圈表面上的电场。
虽然根据绝缘设计，可以以二到四层形成内部电极8a、8b、8c，但是在这里介绍三层的例子。
在该线圈绝缘结构中，由一对上层线圈2a和下层线圈2b构成的线圈2(2a、2b)的导体3的外侧用绝缘层9、9a到9c覆盖，三个内部电极8a到8c安装在绝缘层9：9a到9c上。在最外层上的内部电极8c连接到在线圈2(2a、2b)的直线部分的最外层上的低阻抗层10，从而绝缘层9a到9c的静电电容被中间的内部电极8a、8b划分，从而减小线圈端部绝缘层的外表面上的电场。此外，在线圈端部的末端提供夹子5(5a、5b)，夹子5具有用水直接冷却导体3(3a、3b)的管7。
当在上述日本专利待审公开中公开的检测水泄漏到线圈2(2a、2b)中的绝缘层9、9a到9c的检测技术用在具有上述线圈绝缘结构的旋转电机时，出现了一些问题。
在线圈2(2a、2b)中的绝缘层9、9a到9c中，为了方便说明，如果区域A称作第一内部电极间隔区，区域B称作第二内部电极间隔区，区域C称作第三内部电极间隔区，区域D称作内部电极不存在区，则上述漏水检测技术将只能用在区域D。
但是，在该区域D中，要安装粗环来抑制线圈2(2a、2b)的电磁振荡，并且该环用玻璃绳捆扎。因此，没有多余的空间安装测量电极。
此外，该区域D是要用云母绝缘带缠绕的夹子5的铠装与线圈端部的绝缘层重叠的区域，其绝缘厚度不是常数。因此，由于静电电容与绝缘厚度成反比，所以如果该绝缘厚度不是常数则无法测量所述泄漏。
因此，上述漏水检测技术不能充分测量静电电容。
其次，考虑在区域A的表面上安装电极，并且测量安装的电极与导体3(3a、3b)之间的静电电容。
通常，泄漏的水侵入导体3与最里层的内部电极8a之间的间隙，而不可能侵入内部电极8a的顶部。因此，即使电极安装在区域A的顶部，并且通过在导体3(3a、3b)上施加AC电压测量静电电容，所测得的静电电容值主要由内部电极8a与线圈表面上的电极之间的静电电容确定。因此，在好线圈与漏水线圈之间只有很小的差别。由此，根据漏水对绝缘退化的诊断将变得毫无意义。
如上所述，对于具有内部电极8a、8b插在绝缘层9、9a到9c中的结构的旋转电机不能使用已经提出的技术，因此要求进一步的改进。
本发明满足这种要求，并且本发明的一个目的是提供一种线圈退化诊断方法和线圈退化诊断装置，能够早期、精确和可靠地检测直接用水冷却的导体在运行时从导体泄漏到绝缘层的水产生的线圈绝缘退化，同时容易操作。
发明公开
为了实现上述目的，本发明的线圈退化诊断方法的特征在于用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过面对线圈的电位测量探头测量内部电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
此外，为了实现上述目的，本发明的线圈退化诊断方法的特征在于用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过面对安装在线圈上的表面电极的电位测量探头测量表面电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
此外，为了实现上述目的，本发明的线圈退化诊断方法的特征在于用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和安装在绝缘层上的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过高输入阻抗电位计测量安装在线圈上的表面电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
此外，为了实现上述目的，本发明的线圈退化诊断方法的特征在于用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层上的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过沿线圈的轴向推进或缩回电位测量探头以确定内部电极的位置，在确定内部电极的位置之后，测量安装在绝缘层上的内部电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
此外，为了实现上述目的，本发明的线圈退化诊断方法的特征在于用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层上的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过沿线圈的轴向推进或缩回电位测量探头以确定内部电极的位置，在确定内部电极的位置之后，测量在线圈上安装的表面电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
根据上述线圈退化诊断方法的优选实施例，与正常线圈的相位相比，如果从内部电极或表面电极中的一个测得的电位在幅度和相位上存在差别，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
此外，为了实现上述目的，本发明的线圈退化诊断方法的特征在于用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层上的内部电极构成，DC电压或方波电压加在线圈的导体上，并且如果所述测量的内部电极或表面电极的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
此外，为了实现上述目的，本发明的线圈退化诊断方法的特征在于用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层上的内部电极构成，安装在线圈上的表面电极暂时接地，当解除接地后，阶梯函数形DC电压即方波电压加在所述导体上，从而测量表面电极的电位。
此外，为了实现上述目的，本发明的线圈退化诊断方法的特征在于用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压、阶梯函数形DC电压和方波电压中的任一个加在线圈的导体上，测量连接到安装在线圈上的表面电极上并保持相同电位的外部电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
根据线圈退化诊断方法的优选实施例，当测得的电位超过通过统计处理得到的极限值时，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。当根据内部电极的位置测得的电位不同时，初步得到具有不同电位的内部电极的电位比的标准值，然后转换为相同位置的内部电极的电位。
另一方面，通过采用上述诊断方法，本发明的线圈退化诊断装置的特征在于包括：线圈，由直接用介质冷却的导体和安装在绝缘层中的用来覆盖导体的内部电极构成；为线圈的导体提供电压的电源；通过电位测量探头测量所述内部电极电位的非接触型表面电位计，以及测量从电源加到所述导体上的电压的电压读取装置。
此外，通过采用上述诊断方法，本发明的线圈退化诊断装置的特征在于包括：线圈，由直接用介质冷却的导体和安装在绝缘层中用来覆盖导体的内部电极构成；为线圈的导体提供电压的电源；安装在线圈上的表面电极装置；通过电位测量探头测量表面电极装置电位的非接触型表面电位计；测量从电源加到所述导体上的电压的电压读取装置。
在所述诊断装置中，可以通过将绝缘板粘结到表面电极上形成表面电极装置。可以通过将绝缘板粘结到表面电极上形成表面电极装置，并且绝缘板具有凸起。可以通过将表面电极粘结到绝缘板上形成表面电极装置，并且绝缘板具有把手。
此外，可以通过弹性部件将压板粘结在表面电极上形成表面电极装置。可以通过弹性部件将压板粘结在表面电极上形成表面电极装置，并且压板具有把手。通过给表面电极提供把手来形成表面电极装置。
所述电位测量探头包括探头支撑部件，用于将其电位测量窗口与表面电极之间的间隙保持为预定距离。此外，电位测量探头由从压板延伸出来的用来支撑表面电极的探头支撑装置支撑，还包括连接到表面电极，并且提供在探头支撑部件上的外部电极，和将该外部电极与电位测量窗口之间的间隙保持在预定距离的隔离物。
此外，本发明的线圈退化诊断装置的特征在于包括：由直接用介质冷却的导体和安装在绝缘层中的用来覆盖导体的内部电极构成的线圈；为线圈的导体提供电压的电源；通过电位测量探头测量内部电极电位的非接触型表面电位计；测量从电源加到线圈上的电压的电压读取装置，以及记录并存储非接触型表面电位计测得的电位的计算机。
此外，本发明的线圈退化诊断装置的特征在于包括：由直接用介质冷却的导体和安装在绝缘层中的用来覆盖导体的内部电极构成的线圈；为线圈的导体提供电压的电源；安装在线圈上的表面电极装置；通过电位测量探头测量表面电极装置的电位的非接触型表面电位计；测量从电源加到导体上的电压的电压读取装置；以及记录并存储非接触型表面电位计测得的电位的计算机。
根据具有上述特征的本发明的线圈退化诊断方法和适用于所述诊断方法的线圈退化诊断装置，用非接触型表面电位计或高输入阻抗电位计从外部测量覆盖导体的内部电极的电位，并且根据测得的电位确定是否有水从导体泄漏到绝缘层，从而诊断绝缘层的退化。因此，通过在常规技术中从来没有采用过的新装置可以容易、迅速和可靠的检测泄漏到绝缘层的水。
附图简要介绍
图1示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第一实施例的示意图；
图2是一个等效电路图，该电路用于计算根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第一实施例中的内部电极的电位；
图3示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第二实施例的示意图；
图4示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第三实施例的示意图；
图5是一个等效电路图，该电路用于计算根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第二实施例和第三实施例的内部电极的电位；
图6示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第四实施例的示意图；
图7示出了与正常线圈的电位相比，表面电位随位置的变化，在所述位置上根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置测量所述电位；
图8是波形比较图，比较根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置所施加的电压、在正常线圈中的电压与水泄漏到其绝缘层的线圈的电压的各个波形；
图9是是比较电压变化的图，比较施加根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的较阶梯形DC电压、在正常线圈中的电压与水泄漏到其绝缘层的线圈的电压的电压变化；
图10示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第五实施例的示意图；
图11是根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置确定正常线圈与退化线圈(水泄漏到绝缘层的线圈)的电位概率分布图；
图12示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第一个例子的示意图，其中图12A是表面电极装置的侧视图，图12B是从图12A的箭头XIIB-XIIB的方向看，表面电极装置的前视图；
图13示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第二个例子的示意图；
图14示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第三个例子的示意图，其中图14A是表面电极装置的侧视图，图14B是从图14A的箭头XIVB-XIVB的方向看，表面电极装置的前视图；
图15示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的安装在线圈上的表面电极装置的第三实施例的状态的示意图；
图16示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第四个例子的示意图，其中图16A是表面电极装置的侧视图，图16B是从图16A的箭头XVIB-XVIB的方向看，表面电极装置的前视图；
图17示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第五个例子的示意图，其中图17A是表面电极装置的侧视图，图17B是从图17A的箭头XVIIB-XVIIB的方向看，所述表面电极装置的前视图；
图18示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的安装在线圈上的表面电极装置的第四实施例的状态的示意图；
图19示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第六个例子的示意图，其中图19A是表面电极装置的侧视图，图19B是从图19A的箭头XIXB-XIXB的方向看，表面电极装置的前视图；
图20示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第七个例子的示意图，其中图20A是表面电极装置的侧视图，图20B是从图20A的箭头XXB-XXB的方向看，表面电极装置的前视图；
图21示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第八个例子的示意图，其中图21A是表面电极装置的侧视图，图21B是从图21A的箭头XXIB-XXIB的方向看，表面电极装置的前视图；
图22示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第九个例子的示意图，其中图22A是表面电极装置的侧视图，图22B是从图22A的箭头XXIIB-XXIIB的方向看，表面电极装置的前视图；
图23示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的电位检测装置的第一个例子的示意图；
图24示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的电位检测装置的第二个例子的示意图，其中图24A是电位检测装置的平面图，图24B是从图24A的箭头XXIVB-XXIVB的方向看，电位检测装置的横截面图；
图25示出了适用于本发明的线圈退化装置的电位检测装置的第三个例子的示意图，其中图25A是电位检测装置的侧视图，图25B是从图25A的箭头XXVB-XXVB的方向看，电位检测装置的前视图；
图26示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的电位检测装置的第四个例子的示意图；
图27示出了常规旋转电机的定子线圈的一部分的示意图；
图28示出了图27的定子线圈的端部的一部分的示意图。
实施本发明的最佳方式
下面将参考附图和加在这些附图上的参考数字介绍根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置。
图1示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第一实施例的示意图，其中，例如，测量位置是已经在前面介绍的图28所示的区域A中的横剖面位置。
本实施例的线圈退化诊断装置包括对直接用水冷却的线圈11施加AC电压的AC电源12，和测量线圈11的电位的电位测量装置23。
线圈11包括围绕位于中间部分的导体13的第一绝缘层14和第二绝缘层15，以及安装在第一绝缘层14和第二绝缘层15之间的第一内部电极16。线圈11的横剖面部分对应于图28的区域A。
另一方面，电位测量装置23包括在测量部分具有电位测量窗口17的电位测量探头18，通过输入端21连接到电位测量探头18并且适于测量线圈11的电位的非接触型表面电位计19，和电压读取(读出)装置20，例如，示波器、AC电压表，其通过输出端22连接到非接触型表面电位计19，并且适于测量从AC电源12加到线圈11上的AC电压。
根据使用具有上述结构的线圈退化诊断装置，检测由于水从导体13泄漏到第一绝缘层14引起的电位的线圈退化诊断方法，电位测量探头18的电位测量驱动窗口17接近线圈11一侧的表面。
首先，AC电压E从AC电源12加到线圈11的导体13。此时，通过电位测量探头18用非接触型表面电位计19测量第一内部电极16的电位，并用电压读取装置20读出其电压。如果非接触型表面电位计19本身可以测量AC电压，则可以取消电压读取装置20。
然后，利用图2所示的等效电路计算第一内部电极16此时的电位。
现在，在图2所示的等效电路中，假设在导体13与位于最里面的第一内部电极16之间的静电电容为Ca，在第一内部电极16与第二内部电极24之间的静电电容为Cb，在第二内部电极24与第三内部电极25之间的静电电容为Cc。
如果泄漏的水从导体13侵入第一绝缘层14、第二绝缘层15或第三绝缘层26中的任一个，并且水的相对介电常数非常大，例如，80，则第一内部电极16的静电电容为Ca增加。此外，已知如果水的电导率高于第二和第三绝缘层15、26的电导率，则介质损耗大大增加。为了模拟该介质损耗，在导体13与第一内部电极16之间提供等效电阻Ra。如果没有泄漏的水侵入，则电压E由静电电容Ca、Cb、Cc分压。
第一内部电极16的电位Va用下面的公式表示。
[公式1]
Va = 1 / Cb + 1 / Cc 1 / Ca + 1 / Cb + 1 / Cc
这里，作为测量值，导体13与第一内部电极16之间的静电电容为Ca，第一内部电极16与第二内部电极24之间的静电电容为Cb，第二内部电极24与第三内部电极25之间的静电电容为Cc给定为Ca＝1500pF，Cb＝2500pF和Cc＝3000pF。
现在，在所加电压E为100rms在50Hz的AC的情况下，得到Va＝52.4V。
接着，假设如果泄漏的水侵入第一绝缘层14，并由此静电电容为Ca成倍增加到3000pF，则介质损耗增加，并且电损耗因数增加到0.5(通常，如果正常小于0.01)，计算第一内部电极16的电位Va。
由于公式的复杂计算，所以将只给出计算结果。得到Va＝72.0V，比正常情况高37％。
此外，计算第二内部电极24的电位Vb，并在表1中列出结果。
[表1]
线圈条件 第一内部电极电位Va(V) 第二内部电极电位Vb(V)
正常 52.4  23.8
泄漏的水侵入到绝缘层中 72.0  32.7
根据表1，由于泄漏的水侵入到绝缘层中，第二内部电极24的电位增加大约37％。
由此发现，泄漏的水侵入到绝缘层中与内部电极电位的增加紧密相关。
同时，所加电压的频率必须为非接触型表面电位计19完全能够跟随的频率，在上述例子中，使用50Hz的频率。
但是，在非接触型表面电位计19的频率响应更低的情况下，即，低于商业频率，例如，20Hz，则必须用AC电压发生器施加电压。
此外，最好使用示波器作为电压读取装置20，以便确定非接触型表面电位计19是否完全能够跟随所加的频率，以实现精确测量。
根据该实施例，AC电源12不总是为正弦波，在正负值之间重复变化的任何波形，例如，三角波、方波等，都可以产生与上述相同的效果。
这样，根据泄漏的水侵入到绝缘层中与内部电极电位的增加紧密相关的事实，本实施例能够通过测量内部电极的电位快速准确地检测侵入到绝缘层的泄漏的水，从而能够可靠地确定绝缘退化。
图3示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第二实施例的示意图。此外，在本实施例中，测量位置也是图28所示的区域A中的横剖面位置，与第一实施例相同。
与第一实施例所用的元件相同的元件标注相同的参考数字。
利用安装在第二绝缘层15的表面上的表面电极27制备第二实施例的线圈退化诊断装置。
通过用粘合剂在一侧表面覆盖例如30mm×30mm的铝箔，并连接到第二绝缘层15的外表面形成表面电极27。此外，其它元件基本与第一实施例的相同，所以这里省略其介绍。
通过以电位测量探头18的电位测量窗口17靠近附着在第二绝缘层15的外表面上的表面电极27，AC电压E从AC电源12加到线圈11的导体13并且用非接触型表面电位计19通过电位测量探头18测量表面电极27的电位，同时用电压读取(读出)装置20读出电压的方式，使用具有上述结构的线圈退化诊断装置实现检测由从导体13泄漏到第一绝缘层14引起的电位的线圈退化诊断方法。
如果可以用非接触型表面电位计19测量AC电压，则可以省略电压读取装置20，如第一实施例。当测量表面电极27的电位时，允许用高输入阻抗电位计28代替在第一实施例中所用的电位测量探头18和非接触型表面电位计19，如图4所示。
接着，使用图5所示的等效电路计算表面电极27的电位。
通过在图2所示的第一实施例中的等效电路上增加在第一内部电极16与表面电极27之间的静电电容Ce和在表面电极27与周围的线圈之间的杂散静电电容Cf构成图5所示的等效电路。
表面电极27的电位是指用杂散静电电容Cf与静电电容Ce分压第一内部电极16的电位与周围元件的电位得到的电位。这里，静电电容Ce与杂散静电电容Cf相比足够大，并且表面电极27的电位与第一内部电极16的电位之差小于几个百分点。因此，表面电极27的电位可以看作是第一内部电极16的电位。
根据本实施例，关键在于表面电极27的电位可以看作是第一内部电极16的电位，并且通过测量表面电极27的电位可以迅速可靠地检测泄漏的水侵入绝缘层，从而精确地确定绝缘退化。
图6示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第四实施例的示意图。
在图6中，相同的参考数字附在与第一实施例所用的元件相同的元件上。
用绝缘层29和第一到第三绝缘层14、15、26覆盖包括上层线圈和下层线圈的线圈11的导体13的外部。第一到第三内部电极16、24、25安装在绝缘层29和第一到第三绝缘层14、15、26上。在最外层的第三内部电极25连接到在线圈11的直线部分的最外层上的低阻抗层30，第一到第三绝缘层14、15、26的静电电容由在中间位置的第一和第二内部电极16、24分开。此外，在具有线圈端部的绝缘层的外表面上的电场被抑制得非常小的线圈绝缘结构的旋转电机中，从外部不能观察到第一到第三内部电极16、24、25的位置。因此，根据本实施例，在确定第一到第三内部电极16、24、25的位置之后，测量内部电极的电位，以确定是否出现水从导体13泄漏到第一到第三绝缘层14、15、26的情况。在线圈端部的末端提供具有管31的夹子32，用于用水直接冷却导体13。为了容易说明，在线圈11的绝缘层29和第一到第三绝缘层14、15、26中，为了区别，区域A称作第一内部电极间隔区，区域B称作第二内部电极间隔区，区域C称作第三内部电极间隔区，区域D称作内部电极不存在区。
根据本实施例，AC电压从AC电源12加到导体13，然后将非接触型表面电位计19的电位测量探头18沿线圈端部的表面推进或缩回，测量区域A到D的电位。
图7是比较漏水线圈的电位(虚线所示)与正常线圈的电位(实线所示)之间的电位的图，所述电位是沿线圈端部的表面推进或缩回非接触型表面电位计19的电位测量探头18而得到的。
如图7所示，发现随着电位测量探头18在区域A到D上推进或缩回，电位以较明显的台阶形式变化。对于第一内部电极16和第二内部电极24的电位，如果分别读取离夹子32距离为160mm到190mm的区域的电位或到夹子32的距离为210mm到240mm的区域的电位，则与正常线圈相比可以确定水是否泄漏的事实。
如上所述，根据本实施例，在通过沿绝缘层的外表面推进或缩回电位测量探头18确定第一和第二内部电极16、24的位置之后，测量在各自内部电极16、24中的区域A、B的电位，根据测量结果可以确定水是否泄漏的事实。因此，可以迅速可靠地检测泄漏的水侵入绝缘层，并且由此快速识别绝缘退化，从而随后采取适当的对策。
虽然根据本实施例，在通过沿绝缘层的外表面推进或缩回电位测量探头18确定第一和第二内部电极16、24的位置之后，测量在各个内部电极16、24中的区域A和B的电位，但是也允许在电位测量时，在测量位置上安装表面电极27，并通过使用非接触型表面电位计19或高输入阻抗电位计28中的一种测量表面电极27的电位。
此外，当检测水从导体13泄漏到绝缘层时，允许观察根据图1所示的实施例或图3所示的第二实施例测得的第一内部电极16和第二内部电极24的电位波形，并读取相对于所加电压，电位波形的相位差，并根据所述相位差确定水是否泄漏到绝缘层中。
即，当例如100Vrms的AC电压加在导体13时，正常线圈的内部电极的电位波形用正弦波曲线，具有与用窄虚线表示的所加电压相同相位，另一方面，当水泄漏到绝缘层中时，线圈的内部电极的电位波形表示为用实线表示的相位延迟的正弦波曲线。
因此，本实施例利用如果泄漏的水侵入到绝缘层中，则与正常线圈的电位波形相比存在相位延迟的现象。
如上所述，当与正常线圈的电位波形相比所测得的电位波形有延迟时，则本实施例确定泄漏的水侵入到绝缘层中，从而容易识别水泄漏是否存在，并由此可以稳妥地采取适当的对策。
当检测水从导体13泄漏到绝缘层时，允许通过将要加到导体13的DC电压整形为阶梯形或方波波形来确定水泄漏是否存在。例如，根据实验，发现当具有阶梯形波形的100V的DC电压加到导体13时，第一内部电极16的电位变为大约52V，如虚线所示，之后，虽然保持恒定电压，但是在对漏水的线圈施加电压之后，经受漏水的线圈电压马上上升到大约72V，如实线所示，并且之后随着时间稍稍上升。
本实施例利用了当泄漏的水侵入绝缘层时，电位上升超过正常线圈的现象。
如上所述，根据本实施例，DC电压加在导体13上，随后，读出第一内部电极16的电位，由此，当电位高于正常线圈的电位时，可以确定泄漏的水侵入绝缘层。因此，可以迅速可靠地检测泄漏的水侵入绝缘层，从而早期识别绝缘退化并采取适当的对策。
此外，当表面电极27附着在绝缘层的外表面上，以检测从导体13泄漏的水侵入绝缘层时，通过摩擦等使绝缘层的外表面带电，从而即使施加零伏电压，第一电极27也会具有较大电位，可能引起测量错误。由于此原因，在电压加到导体13之前，表面电极27接地一次，然后释放。随后，电压加到导体13，并读出第一内部电极16的电位。此时，当测量值高于正常线圈的电位时，可以认为泄漏的水侵入到绝缘层中。因此，可以以较小的测量误差确定泄漏的水侵入到绝缘层中是否存在。
图10示出了根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置的第五实施例的示意图。
相同的参考数字附在与第一实施例所用的元件相同的元件上。
在本实施例的线圈退化诊断装置中，表面电极27附着在外径侧线圈(下层线圈)33的第二绝缘层15上，在内径侧线圈(上层线圈)34的直径内侧上提供外部电极35。表面电极27用连接线36连接到外部电极35，从而表面电极27与外部电极35具有相同的电位。当检测是否泄漏的水侵入绝缘层时，具有电位测量窗口17的电位测量探头18靠近外部电极35，从而测量与外部电极35具有相同的电位的表面电极27的电位，由此，使不能直接测量电位的部分容易进行电位测量。由于从电路方面来说，表面电极27与外部电极35具有相同的电位，所以在用表面电极27整体代替的情况下，本实施例将参考图5进行说明。
在这种情况下，当测量外部电极35的电流时，必须充分减小在表面电极27、外部电极35、连接线36以及周围线圈之间的静电电容。即，必须使静电电容Cf与图5的静电电容Ce相比足够小，同时保持所述绝缘阻抗足够高，从而减小测量误差。
在上述实施例中，表面电极27与外部电极35可以由具有导电性的任何材料构成，例如，粘合金属产生的纤维增强塑料(FRP)、导电聚合材料和导电纤维等，并且可以采用多边形、圆形、椭圆形等形状形成。
参考图11介绍使用具有上述结构的线圈退化诊断装置根据水从导体13泄漏到第一绝缘层14检测第一内部电极16的电位的线圈退化诊断方法。
用来测量第一内部电极16的电位的数据包括所制造的线圈的绝缘厚度、第一内部电极16的长度的离散度、表面电极27和外部电极35的安装条件、电位测量探头18与测量电极之间的位置关系的离散度以及测量人员的测量误差。根据本实施例，测量数据经过统计考虑(consideration)，从而确定是正常线圈还是受到泄漏的水侵入的线圈。
图11显示通过在内径侧线圈(上层线圈)34上的涡轮侧和集电器侧上的42个端部测量得到的84个点，画在正态概率图(normalprobability paper)上。
为了得到所述概率，采用平均等级(average rank)方法，并且在1/(84+1)＝1.2％到84/(84+1)＝98.8％的范围进行绘制。概率超过94％的五个点远远偏离正常线圈的数据点的回归线。
从概率考虑，以回归线与表示98.8％的最大概率的虚线的交叉点作为限制值，可以认为大于该最大概率的数据偏离正常线圈的分布。在上述例子中，四个点偏离回归线，所以认为这四个点表示绝缘层受到泄漏的水的侵入。
作为另一个线圈退化诊断方法，存在比上述线圈退化诊断方法简单的方法。
根据该线圈退化诊断方法，得到测量数据的平均值和标准偏差，通过在平均值中增加标准偏差与预定倍数“A”的乘积得到的值作为限定值，认为超过该值的数据偏离正常线圈的数据分布，从而确定泄漏的水侵入绝缘层中。
用图11所示的数据详细说明上述情况。数据的平均值为53.59，标准偏差为5.32。对于倍数“A”，通常采用2.5或3.0倍。
如果倍数为2.5倍，则限定值为53.59+2.5×5.32＝66.89。
如果倍数为3.0倍，则限定值为53.59+3.0×5.32＝69.55。
即使采用上述倍数中的任意一个，根据该数据，三个点偏离，因此，确定这三个点表示绝缘层受到泄漏的水的侵入。
根据统计处理方法，被确定泄漏的水侵入到绝缘层中的线圈的数量与线圈的实际数量可能不同。虽然根据情况对策可能不同，但是在考虑可靠性的情况下，应当采用较低的限定值。
根据上述方法，虽然可以认为通过测量内部电极的电位很容易对所有的线圈进行线圈退化的诊断，但实际上不总是这样。
例如，为了抑制由于电磁力引起的线圈振动，线圈的端部用玻璃绳缠绕、用纤维增强塑料(FRP)块夹住或用螺栓拉紧，从而有时不能在同一位置测量内部电极16或24(图6中显示的区域A或区域B)。由于该原因，存在在区域A中的第一内部电极16的电位测量与在区域B中的第二内部电极24的电位测量共存的情况。
在这种情况下，第一内部电极16与第二内部电极24之间的电位比由内部电极的几何形状确定，如表1中所示，该比例对于泄漏的水侵入第一绝缘层14没有任何影响。在表1所示数据的情况下，对于正常线圈与泄漏的水侵入绝缘层的线圈，第一内部电极16与第二内部电极24之间的电位比为2.2倍。
因此，通过使用能够预先得到要测量的两个电极的电位，从而预先得到两个电极之间的电位比的线圈，并通过使用转换为第一内部电极16或第二内部电极24中的一个的数据，可以解决上述问题。由此，可以检测是否泄漏的水侵入绝缘层。
图12A和12B示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第一个例子的示意图，其中图12A是表面电极装置的侧视图，图12B是从图12A的箭头XIIB-XIIB的方向看，表面电极装置的前视图。
在本例子的表面电极装置中，绝缘板37粘结在由导电板、导电膜或导电箔中的任一个制成的表面电极27上。
根据本实施例，虽然绝缘板37粘结在表面电极27上Y以形成表面电极装置，但是也可以以所谓的三明治形将由导电板、导电膜或导电箔中的任一个制成的表面电极27与绝缘板37粘结在一起。例如，如图13所示，允许粘结表面电极装置，其中表面电极27和绝缘板37以在线圈11一侧的表面上向外的顺序放置，其中导体13用第一绝缘层14和第二绝缘层15覆盖，另一方面，第一内部电极16放在第一绝缘层14和第二绝缘层15或表面电极装置之间，其中该表面电极装置绝缘板37和表面电极27以在线圈11的另一侧表面上所示的向外的顺序放置。即使粘结顺序相反也能够进行测量的原因在于，可以消除对绝缘物质的电气影响，因为通过使用非接触型表面电位测量装置施加AC、阶梯形DC或方波电压，从而测量变化率。
即使在表面电极装置与线圈的表面之间的间隙小于1mm，在间隙长度不变的情况下也不会对电位测量精度产生影响。
图14A和14B示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第三个例子的示意图，其中图14A是表面电极装置的侧视图，图14B是从图14A的箭头XIVB-XIVB的方向看，表面电极装置的前视图。
通过在具有多个突起38的绝缘板37上粘结表面电极27形成本例子的表面电极装置。
通常，由于线圈端部具有弯曲或不平坦的表面，而在电位测量中产生误差。
根据该例子，考虑到这种情况，并且当表面电极27附着在线圈11的表面上时，如图15所示，即使在线圈11的表面上由于修饰(varnish)29的处理引起不平坦，通过在绝缘板37上形成的突起也能够保证稳定性，从而使第一内部电极16与表面电极27之间的距离变化变小，由此减小电位的测量误差。
因此，根据该例子，因为减小了第一内部电极16与表面电极27之间的距离变化，所以可以以小测量误差进行电位测量。
图16A和16B示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第四个例子的示意图，其中图16A是表面电极装置的侧视图，图16B是从图16A的箭头XVIB-XVIB的方向看，表面电极装置的前视图。
在本例子的表面电极装置中，由例如导电海绵体和导电橡胶等导电材料形成的表面电极27粘结到由具有出色的绝缘特性或导电性的材料形成的压板40。
根据本例子，通过将压板40粘结到由导电材料构成的表面电极27上形成表面电极装置，该表面导电装置粘结到线圈11的表面，如图18所示。此时，即使在线圈11的表面上由于修饰29的处理引起不平坦，在这样的不平坦之后，通过利用由导电材料形成的表面电极27的缓冲作用(cushioning effect)由压板40赋予推力可以保持粘着特性，从而使第一内部电极16与表面电极27之间的距离变化变小，由此减小电位测量误差。根据本实施例，虽然压板40粘结到由导电材料构成的表面电极27上，但是，代替该例子，可以允许在由导电材料构成的表面电极27与压板40之间使用具有出色缓冲性能的弹性或柔性部件41，如图17A和17B所示。
图19A和19B示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的表面电极装置的第六个例子的示意图，其中图19A是表面电极装置的侧视图，图19B是从图19A的箭头XIXB-XIXB的方向看，表面电极装置的前视图。
在本例子的表面电极装置中，由于表面电极27具有把手42，所以方便运送表面电极27并保持在线圈11的测量位置上的表面电极27的推力。
根据本例子，虽然表面电极27具有把手42，但是本发明并不限于该例子，并且允许例如分别将把手42附着或安装到粘结到表面电极27的绝缘板37上，如图20A和20B所示，压板40粘结到由导电材料构成的表而电极27上，如图21A和21B所示，压板40通过弹性部件41粘结到由导电材料构成的表面电极27上，如图22A和22B所示。
在图19到22所示的把手42的附着或安装角可以自由调节，从而提高易操作性。
此外，在图12到17和图20到22中，绝缘板37和压板40用来固定表面电极27，并且这些板的每一个上可形成一个或多个孔。此外，在表面电极27由固体材料形成的情况下，绝缘板37和压板40可以只构成框架。
图23示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的电位检测装置的第一个例子的示意图。
此外，相同的参考数字附在与第一实施例所用的元件相同的元件上。
在本例子的电位检测装置中，由绝缘材料形成的探头支撑部件43安装在表面电极27上，电位测量探头18的电位测量窗口17安装在该探头支撑部件43上。由绝缘材料形成的探头固定装置44也安装在与电位测量探头18的电位测量窗口17相对的部分。
探头支撑部件43具有台阶(阶梯的)部分46，由该台阶部分46支撑电位测量探头18，从而以恒定的距离保持电位测量探头18的电位测量窗口17与表面电极27之间的间隙。
此外，电位测量探头18通过穿过探头固定装置44的探头引线45连接到非接触表面电位计(未示出)。
根据具有上述结构的电位检测装置，首先，用手运送探头固定装置44，以测量电位，然后表面电极27沿线圈(未示出)的表面移动，从而测量表面电位。根据图7所示的变化条件识别测量位置(或要测量的位置)，并且使表面电极27与该测量位置接触，从而测量线圈的内部电极的电位。
如上所述，根据本例子，当测量线圈的内部电极的电位时，可以由操作人员用单手放置电位测量探头18的探头支撑部件43和探头固定装置44以进行在表面电极27上安装电位测量探头18的过程，可以简化测量工作。
此外，根据本例子，虽然在电位测量探头18的分开的位置安装探头支撑部件43和探头固定装置44，但本发明并不限于该例子的这种方案，并且如图24A和24B所示，可以用具有L形整体结构的探头支撑部件47支撑电位测量探头18。
图25A和25B示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的电位检测装置的第三个例子的示意图，其中图25A是电位检测装置的侧视图，图25B是从图25A的箭头XXVB-XXVB的方向看，电位检测装置的前视图。
此外，相同的参考数字附在与第一实施例所用的元件相同的元件上。
根据本实施例的电位检测装置，由导电材料形成的表面电极27通过弹性部件41粘结到压板40上，在从压板40上延伸出的探头支撑部件47上提供外部电极35和电位测量探头18。然后，表面电极27和外部电极35通过连接线36连接在一起，隔离物48插在外部电极35、电位测量探头18和电位测量窗口17之间。电位测量探头18通过探头引线45连接到非接触型表面电位计(未示出)。
如上所述，在本例子中，表面电极27、外部电极35和电位测量探头18整体安装在压板40和探头支撑部件47上，可以简化在线圈上预先建立和安装这些部件，由此，进一步提高工作效率。特别是，当测量线圈不能直接接近部分的电位时，可以有效地进行安装、运送等工作。
作为参考图23到25介绍的与所述线圈表面接触的电极部分，可以用图12、13、14、16或17中所示的电极装置代替在本例子中介绍的电极装置。
图26示出了适用于本发明的线圈退化诊断装置的电位检测装置的第四个例子的示意图，其中相同的参考数字附在与第一实施例所用的元件相同的元件上。
根据本例子的电位检测装置，如同在图25所示的例子，探头引线45、外部电极35、电位测量探头18等安装在从通过弹性部件41粘结在表面电极27上的压板40上延伸出的探头支撑部件47上，从而表面电极27、外部电极35、电位测量探头18等作为整体结构安装，以利于搬运或运输。此外，在电位检测装置上，导体13与第一绝缘层14和第二绝缘层15接触，另一方面，表面电极27与用第一内部电极16覆盖的线圈11接触。通过电位测量探头18测量第一内部电极16的电位，测得的电位通过发射/接收元件49a、49b输入到计算机或计算器50，以存储数据。
同时，该例子具有电压读取装置20，用于读取从AC电源加到导体13上的AC电压的大小和波形。
因此，根据本例子，表面电极27、外部电极35和电位测量探头18安装在压板40和探头支撑部件47上，从而提供整体结构，这样方便了安装和运送。另外，由于由电位测量探头18测得的电位存储在计算机50中，所以可以更精确地进行随后根据该数据的线圈退化测量。此外，根据本例子，虽然非接触型表面电位计19与计算机50通过电波的方式连接，但是本发明并不限于本例子，也可以通过红外线的方式连接或者使用信号连接电缆直接连接。
工业实用性
根据本发明的线圈退化诊断方法和适用于该诊断方法的线圈退化诊断装置，用非接触型电位计或高输入阻抗电位计从外部测量覆盖所述导体的内部电极的电位，并根据测得的电位诊断水是否从导体泄漏到绝缘层中，并由此诊断绝缘层的退化。因此，通过利用在常规技术中从来没有想到的新颖方式可以容易、迅速和可靠地检测泄漏到绝缘层的水，并且随后可以进行精确地处理。因此，本发明非常有利于工业应用。

Claims (23)

1、一种线圈退化诊断方法，其中用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过面对线圈的电位测量探头测量所述内部电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定所述介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
2、一种线圈退化诊断方法，其中用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过面对所述安装在线圈上的表面电极的电位测量探头测量表面电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从所述导体泄漏到所述绝缘层，并且其绝缘退化。
3、一种线圈退化诊断方法，其中用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过高输入阻抗电位计测量安装在线圈上的表面电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从所述导体泄漏到所述绝缘层，并且其绝缘退化。
4、一种线圈退化诊断方法，其中用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过沿线圈的轴向推进或缩回电位测量探头确定内部电极的位置，在确定内部电极的位置之后，测量安装在绝缘层中的内部电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从所述导体泄漏到所述绝缘层，并且其绝缘退化。
5、一种线圈退化诊断方法，其中用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压加在线圈的导体上，通过沿线圈的轴向推进或缩回电位测量探头确定内部电极的位置，在确定内部电极的位置之后，测量在线圈上安装的表面电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从导体泄漏到绝缘层，并且其绝缘退化。
6、根据权利要求1到5中任一个的线圈退化诊断方法，其中如果从内部电极或表面电极中的一个测得的相对于施加到所述导体的电压的电位与正常线圈的状态在幅度和相位上存在差别，则确定介质从所述导体泄漏到所述绝缘层，并且其绝缘退化。
7、一种线圈退化诊断方法，其中用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压或方波电压加在线圈的导体上，并且如果测量的内部电极或表面电极的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从所述导体泄漏到所述绝缘层，并且其绝缘退化。
8、一种线圈退化诊断方法，其中用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，安装在线圈上的表面电极临时接地，并且在接地释放以后，阶梯函数形DC电压或方波电压加到所述导体上，从而测量表面电极的电位。
9、一种线圈退化诊断方法，其中用绝缘层覆盖直接用介质冷却的导体，线圈由导体和要安装在绝缘层中的内部电极构成，AC电压、阶梯函数形DC电压或方波电压中的任一个加在线圈的导体上，测量连接到安装在线圈上的表面电极上并保持相同电位的外部电极的电位，并且如果测得的电位高于正常线圈的电位，则确定介质从所述导体泄漏到所述绝缘层，并且其绝缘退化。
10、根据权利要求1到9中任一个的线圈退化诊断方法，其中当测得的电位超过通过统计处理得到的限定值时，则确定介质从所述导体泄漏到所述绝缘层，并且其绝缘退化。
11、根据权利要求1到9中任一个的线圈退化诊断方法，其中当测得的电位随内部电极的位置不同时，预先得到具有不同电位的内部电极的电位比的标准值，然后转换为相同位置的内部电极的电位。
12、一种线圈退化诊断装置，包括：由直接用介质冷却的导体和安装在绝缘层中用来覆盖所述导体的内部电极构成的线圈；为线圈的导体提供电压的电源；通过电位测量探头测量内部电极电位的非接触型表面电位计，以及测量从电源加到所述导体上的电压的电压读取装置。
13、一种线圈退化诊断装置，包括：由直接用介质冷却的导体和安装在绝缘层中用来覆盖导体的内部电极构成的线圈；为线圈的导体提供电压的电源；安装在线圈上的表面电极装置；通过电位测量探头测量表面电极装置电位的非接触型表面电位计；测量从电源加到所述导体上的电压的电压读取装置。
14、根据权利要求13的线圈退化诊断装置，其中通过将绝缘板粘结到表面电极上形成所述表面电极装置。
15、根据权利要求13的线圈退化诊断装置，其中通过将绝缘板粘结到表面电极上形成表面电极装置，并且绝缘板具有凸起。
16、根据权利要求13的线圈退化诊断装置，其中通过将表面电极粘结到绝缘板上形成表面电极装置，并且绝缘板具有把手。
17、根据权利要求13的线圈退化诊断装置，其中通过弹性部件将压板粘结到表面电极上形成表面电极装置。
18、根据权利要求13的线圈退化诊断装置，其中通过弹性部件将压板粘结在表面电极上形成表面电极装置，并且压板具有把手。
19、根据权利要求13的线圈退化诊断装置，其中表面电极装置的表面电极形成为具有把手。
20、根据权利要求13的线圈退化诊断装置，其中电位测量探头包括探头支撑部件，用于以预定距离保持在其电位测量窗口与表面电极之间的间隙。
21、根据权利要求13的线圈退化诊断装置，其中电位测量探头由探头支撑装置支撑，所述探头支撑装置从用来支撑表面电极的压板延伸出，并且还包括连接到表面电极，且在探头支撑部件上提供的外部电极以及以预定距离保持外部电极与电位测量窗口之间的间隙的隔离物。
22、一种线圈退化诊断装置，包括：由直接用介质冷却的导体和安装在绝缘层中用来覆盖导体的内部电极构成的线圈；为线圈的导体提供电压的电源；通过电位测量探头测量内部电极电位的非接触型表面电位计；测量从电源加到线圈上的电压的电压读取装置，以及记录并存储非接触型表面电位计测得的电位的计算机。
23、一种线圈退化诊断装置，包括：由直接用介质冷却的导体和安装在绝缘层中用来覆盖所述导体的内部电极构成的线圈；为线圈的导体提供电压的电源；安装在线圈上的表面电极装置；通过电位测量探头测量表面电极装置的电位的非接触型表面电位计；测量从电源加到所述导体上的电压的电压读取装置；以及记录并存储非接触型表面电位计测得的电位的计算机。
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