CN203858164U - 一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统，其特征在于，包括测试台、测试装置、电器控制模块、测试控制单元、液压控制模块、传感器模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块、存储模块、输出模块、打印设备、计算机、液晶显示器、位移传感器、压力传感器和温度传感器。所述液压控制模块施加不同压力、不同频率和不同波形的压力；所述数据采集模块通过压力传感器、位移传感器、温度传感器采集数据信号，由数据处理模块数据进行分析处理；所述测试控制单元控制发部指令运行主程序；本新型降低成本、减少资源浪费；量化了设计模型、提高了安全性与可靠性。

Description

一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统

技术领域

本实用新型涉及大型发电机重要组件性能安全测试与评价领域，具体涉及大型发电机出线套管的性能测试，特别涉及一种发电机套管短路机械冲击与弯曲测试系统。 

背景技术

随着对大型发电机的质量要求提高，国际与国家标准均增加了短路机械冲击与弯曲测试项目要求，目前国内发电机配套设备厂家，尚未进行相关的测试。 

现有技术对大型发电机出线套管在设计时，只能采用理论加经验计算来验证机器短路时因短路电流对套管产生的机械冲击力，没有相应的成型测试系统，因此使发电机出线套管存在安全性与可靠性隐患，以往设计时，为了确保套管的使用安全性余量均放大，因而浪费了许多资源与成本；理论计算与经验难以对出线套管的安全性进行量化评价。 

现有相近技术中，CN102410960A，公开了一种多功能管材检验和材料试验的方法及装置，适用于复合材料、金属材料、管材的性能测试，不适用于特殊发电机出线套管性能测试；CN102023031A，公开了一种角冲击台控制系统，用于对传感器进行校准的控制系统；发电机出线套管是金属组件与瓷绝缘组件的多层复合体，外型不规则内部材料不连续，测试系统需要使用多种传感器进行数据采集，所以需要专用测试系统来完成测试任务。 

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种发电机套管短路机械冲击与弯曲测试系统，针对目前发电机出线套管短路机械冲击与弯曲测试方面存在的缺陷，提供了机械冲击与弯曲测试系统，利用了现代控制技术和液压系统对产品施加各种频率、波形和压力，在出线套管测试系统上完成，采集相关的测试数据，并进行数据处理与数据分析，获得有益的结果。 

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种发电机出线套管 短路冲击与弯曲测试系统，包括测试台、测试装置、电器控制模块、测试控制单元、液压控制模块、传感器模块、数据采集模块、数据处理模块、显示模块、存储模块、输出模块、打印设备、液晶显示器、计算机、位移传感器、压力传感器和温度传感器，其特征在于： 

所述测试装置为矩形金属壳体焊接构成，其右侧面设置有数据处理模块、存储模块、输出模块和计算机；所述测试装置内部上方设置有测试控制单元、传感器模块、显示模块和液晶显示器；所述测试装置中间设置有电器控制模块；所述测试装置下方设置有液压站和液压控制模块，所述液压站与液压控制模块通过耐压管道双向连通，所述液压控制模块与压力传感器通过耐压管道双向连通；所述电器控制模块与供电电源电连接，所述测试装置、数据处理模块、传感器模块、数据采集模块、计算机、位移传感器、压力传感器和温度传感器由电器与电器控制模块电连接，并提供所需规格的电源；所述计算机与打印设备(未标出)电信号连接，并执行打印工作；所述测试台由铝合金方通焊接而成，所述位移传感器设置于测试台左侧，所述位移传感器设置有多个，所述测试台右侧设置有位移标尺，用于位移传感器探测电机出线套管的位移量。所述温度传感器设置于测试台下方，所述温度传感器探头从下方探测电机出线套管在短路冲击与弯曲状态下的温度变化数据；所述压力传感器设置于电机出线套管的上方。所述的输出模块是将所需要的输出信息，从存储模块中提取后，发送到输出设备使用，可输送到打印设备，用于打印测试系统的测试结果；也可发送到外部计算机，共同分享测试结果；实现机械冲击与弯曲测试结果的自动生成、显示、打印和存储功能。 

本新型通过公知的PLC编辑器，对被测试出线套管的短路机械冲击过程进行测试与控制，前端设备是传感器和冲击加载设备，通过液压控制模块实现液压参数的控制，由液压控制模块对待测试体出线套管施加不同压力、不同频率和不同波形的压力；通过压力传感器采集被测试出线套管上的压力变化，通过位移传感器采集被测试出线套管上发生的位移变化，通过温度传感器采集环境温度与被测试出线套管上温度的变化；将压力信号、位移信号和温度信号传送到数据采集模块，由数据采集器将三种信息数据传送给数据处理模块，数据处理模块对所获得的测试数据，按预设程序进 行分析、对比处理；将所获得的数据与处理后的二次数据均存储在存储模块中。所述的显示模块，是将所述的存储模块中的数据提取出来，提供给所述的液晶显示器，实时的显示测试结果与测试参数，并生成相关的测试曲线与图表。 

通过对被测试出线套管在短路状态下，机械冲击的吸收能量测试与出线套管沿轴线方向的线性位移变化值，测试系统会给计算出线套管实际的冲击强度与抗弯强度数据，以此来评价出线套管的安全性和可靠性。 

所述的电器控制模块，是整个测试系统的电源、开关、电器保护部件的集成；用于控制整个测试系统的起动或关闭； 

所述的测试控制单元，是整个测试系统运行的控制中心，总体控制整个测试运行工作，集成了测试控制主程序和各个模块的通讯与数据交换程序，并发出具体测试运行指令；控制整个测试系统的运行、自检、校正、测试等工作。 

所述的位移传感器、压力传感器和温度传感器选用激光位移传感器，高灵敏压力传感器和红外温度传感器，精度高、测试准确； 

所述的传感器，通过波形控制进行校准与修正，可在线进行调试，对出线套管的机械冲击与弯曲变形实现了连续记录；经过对所获得的数据分析与处理，立即可在现场显示设备终端上，显示所测试出线套管的真实测试状态，因此大大提高了大型发电机出线套管在设计、研发与生产中，对产品性能的评价。 

通过上述技术方案，本实用新型技术方案有益效果是：为大型发电机配套组件生产企业提供了一套短路机械冲击与弯曲测试控制系统，解决了没有成型的测试系统问题；所获得的测试数据，减少了理论计算与经验设计预留余量造成的资源与成本浪费；通过实际测试数据，准确量化了大型发电机出线套管的短路冲击与弯曲指标，从而校正了理论计算与经验设计模型；提高了大型发电机出线套管的安全性与可靠性。可以确保发电机的重要部件出线套管，在短路时仍能正常工作，确保大型发电机的正常运行。 

其它替代技术方案： 

1、本实用新型机械冲击采用液压控制实施，也完全可以采用其它机械力冲击方式，或气动力冲击方式，或电磁力冲击方式； 

2、本实用新型所选的传感器，有多种可替代技术手段，比如：激光传感器、红外传感器、紫外传感器等。 

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。 

图1为本实用新型实施例所公开的一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统框图； 

图2为本实用新型实施例所公开的一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统标注图； 

图3为本实用新型实施例所公开的一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统结构示意图。 

图中数字和字母所表示的相应部件名称： 

1.测试台       2.测试装置     3.出线套管     4.电器控制模块 

5.测试控制单元 6.液压控制模块 7.传感器模块   8.数据采集模块 

9.数据处理模块10.显示模块    11.存储模块    12.输出模块 

13.打印设备    14.液晶显示器  15.计算机      16.位移传感器 

17.压力传感器  18.温度传感器  19.位移标尺    20.液压站 

21.信号线 

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 

根据图1、图2和图3，本实用新型提供了一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统，包括测试台1、测试装置2、电器控制模块4、测试控制单元5、液压控制模块6、传感器模块7、数据采集模块8、数据处理模块 9、显示模块10、存储模块11、输出模块12、打印设备13、液晶显示器14、计算机15、位移传感器16、压力传感器17和温度传感器18，其特征在于： 

所述测试装置2为矩形金属壳体焊接构成，其右侧面设置有数据处理模块9、存储模块11、输出模块12和计算机15；所述测试装置2内部上方设置有测试控制单元5、传感器模块7、显示模块10和液晶显示器14；所述测试装置2中间设置有电器控制模块4；所述测试装置2下方设置有液压站20和液压控制模块6，所述液压站20与液压控制模块6通过耐压管道双向连通，所述液压控制模块6与压力传感器17通过耐压管道双向连通；所述电器控制模块4与供电电源电连接，所述测试装置2、数据处理模块9、传感器模块7、数据采集模块8、计算机15、位移传感器16、压力传感器17和温度传感器18与电器控制模块电气连接，并提供所需规格的电源；所述计算机15与打印设备(未标出)电信号连接，并执行打印工作；所述测试台1由铝合金方通焊接而成，所述位移传感器16设置于测试台1左侧，所述位移传感器16设置有多个，所述测试台1右侧设置有位移标尺，用于位移传感器16探测电机出线套管的位移量。所述温度传感器18设置于测试台1下方，所述温度传感器探头从下方探测电机出线套管在短路冲击与弯曲状态下的温度变化数据；所述压力传感器17设置于电机出线套管的上方。所述的输出模块12是将所需要的输出信息，从存储模块11中提取后，发送到输出设备使用，可输送到打印设备，用于打印测试系统的测试结果；也可发送到外部计算机，共同分享测试结果；实现机械冲击与弯曲测试结果的自动生成、显示、打印和存储功能。 

本新型通过公知的PLC编辑器，对被测试出线套管的短路机械冲击过程进行测试与控制，前端设备是传感器和冲击加载设备，通过液压控制模块6实现液压参数的控制，由液压控制模块6对待测试体出线套管3施加不同压力、不同频率和不同波形的压力；通过压力传感器17采集被测试出线套管3上的压力变化，通过位移传感器16采集被测试出线套管3上发生的位移变化，通过温度传感器18采集环境温度与被测试出线套管3上温度的变化；将压力信号、位移信号和温度信号传送到数据采集模块8，由数据采集模块8将三种信息数据传送给数据处理模块9，数据处理模块9对 所获得的测试数据，按预设程序进行分析、对比处理；将所获得的数据与处理后的二次数据均存储在存储模块11中。 

所述的显示模块10，将所述的存储模块11中的数据提取出来，提供给所述的液晶显示器14，实时的显示测试结果与测试参数，并生成相关的测试曲线与图表； 

所述的输出模块12，将所需要的输出信息，从存储模块11中提取后，发送到输出设备使用，可输送到打印设备13，用于打印测试系统的测试结果；也可发送到计算机15，共同分享测试结果；实现机械冲击与弯曲测试结果的自动生成、显示、打印和存储功能。 

通过对被测试出线套管3在短路状态下，机械冲击的吸收能量测试与出线套管3沿轴线方向的线性位移变化值，测试系统会计算出线套管3实际的冲击强度与抗弯强度数据，以此来评价出线套管3的安全性和可靠性。 

所述的电器控制模块4，是整个测试系统的电源、开关、电器保护部件的集成；用于控制整个测试系统的起动或关闭； 

所述的测试控制单元5，是整个测试系统运行的控制中心，总体控制整个测试运行工作，集成了测试控制主程序和各个模块的通讯与数据交换程序，并发出具体测试运行指令；控制整个测试系统的运行、自检、校正、测试等工作。 

所述位移传感器16、压力传感器17和温度传感器18选用激光位移传感器16，高灵敏压力传感器17和红外温度传感器18，精度高、测试准确； 

所述的传感器，通过波形控制进行校准与修正，可在线进行调试，对出线套管3的机械冲击与弯曲变形实现了连续记录；经过对所获得的数据分析与处理，立即可在现场显示设备终端上，显示所测试出线套管3的真实测试状态，因此大大提高了大型发电机出线套管在设计、研发与生产中，对产品性能的评价。 

实施例1，本测试系统已经应用于我公司600MVA发电机出线套管的耐冲击及轴向力距测试，也为国内多家公司生产的套管实施了测试。 

为大型发电机配套组件生产企业提供了一套短路机械冲击与弯曲测试的控制系统，解决了没有成型的测试系统问题；所获得的测试数据，减少了理论计算与经验设计预留余量造成的资源与成本浪费；通过实际测试数 据，准确量化了大型发电机出线套管的短路冲击与弯曲指标，从而校正了理论计算与经验设计模型；提高了大型发电机出线套管的安全性与可靠性。 

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。 

Claims (4)

1.一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统，其特征在于，包括测试台、测试装置、电器控制模块、测试控制单元、液压控制模块、传感器模块、数据采集块、数据处理模块、显示模块、存储模块、输出模块、打印设备、液晶显示器、计算机、位移传感器、压力传感器和温度传感器；所述测试装置为矩形金属壳体焊接构成，其右侧面设置有数据处理模块、存储模块、输出模块和计算机；所述测试装置内部上方设置有测试控制单元、传感器模块、显示模块和液晶显示器；所述测试装置中间设置有电器控制模块；所述测试装置下方设置有液压站和液压控制模块，所述液压站与液压控制模块通过耐压管道双向连通，所述液压控制模块与压力传感器通过耐压管道双向连通；所述电器控制模块与供电电源电连接，所述测试装置、数据处理模块、传感器模块、数据采集块、计算机、位移传感器、压力传感器和温度传感器由电器与电器控制模块电连接；所述测试台由铝合金方通焊接而成，所述位移传感器设置于测试台左侧，所述位移传感器设置有多个，所述测试台右侧设置有位移标尺，用于位移传感器探测电机出线套管的位移量。所述温度传感器设置于测试台下方，所述温度传感器探头从下方探测电机出线套管在短路冲击与弯曲状态下的温度变化数据；所述压力传感器设置于电机出线套管的上方。

2.根据权利要求1所述的一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统，其特征在于，所述的液压控制模块通过控制液压泵及相关阀件，对出线套管施加不同压力、不同频率和不同波形的压力。

3.根据权利要求1所述的一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统，其特征在于，所述的数据采集模块通过压力传感器采集被测试出线套管上的压力变化，通过位移传感器采集被测试出线套管上发生的位移变化，通过温度传感器采集环境温度与被测试出线套管上温度的变化。

4.根据权利要求3所述的一种发电机出线套管短路冲击与弯曲测试系统，其特征在于，所述的位移传感器、压力传感器和温度传感器分别为激光位移传感器，高灵敏压敏传感器和红外温度传感器。