CN211978160U - 一种基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，包括气体检测回路和监测电子电路；气体检测回路包括离子室和微电流放大器，监测电子电路包括微处理器和双积分变换器；其中，离子室的进气管适用于连通发电机的冷却气体回路，用于将流经发电机的冷却气体介质引流至离子室内；离子室内设置有将冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，且离子室设置有用于施加直流电场的放电极和用于收集正负离子对在直流电场下定向移动所形成的电流的收集极；微电流放大器的输入端与收集极电连接，用于采集电流，微电流放大器的输出端电连接至双积分变换器；双积分变换器的输出端与微处理器的时钟输入端电连接。其结构简单、成本低、可靠性强，灵敏度高。

Description

一种基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置

技术领域

本公开涉及发电机配套设备领域，尤其涉及一种基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置。

背景技术

如今，在国外、国内的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其工作原理为：首先使装置连通发电机，令发电机冷却气体流过装置内含有放射物质的离子室，之后在离子室中，放射性物质发射的阿尔法粒子轰击并电离气体，产生正负电荷形成极其微弱的电流，通过对此电流的测量，确定是否有发电机绝缘过热分解物质微粒混合在冷却气体中，如有过热物质混合则离子电流将出现下降趋势，利用过滤器等排除装置本体故障后可据此判断是否有发电机绝缘过热发生，进而发出告警信息。

但是现有的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置的结构复杂。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其结构简单、成本低、可靠性强，灵敏度高。

根据本公开的一方面，提供了一种基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，包括气体检测回路和监测电子电路；

所述气体检测回路包括离子室和微电流放大器，所述监测电子电路包括微处理器和双积分变换器；

其中，所述离子室的进气管适用于连通发电机的冷却气体回路，用于将流经所述发电机的冷却气体介质引流至所述离子室内；

所述离子室内设置有将所述冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，且所述离子室设置有用于施加直流电场的放电极和用于收集所述正负离子对在所述直流电场下定向移动所形成的电流的收集极；

所述微电流放大器的输入端与所述收集极电连接，用于采集所述电流，所述微电流放大器的输出端电连接至所述双积分变换器；

所述双积分变换器的输出端与所述微处理器的时钟输入端电连接。

在一种可能的实现方式中，所述气体检测回路还包括取样器、调节阀、流量计、出气法兰和光电转换器；

所述取样器的进气管与所述离子室连通，所述取样器的出气管与所述调节阀的进气口连通，所述调节阀的出气口连通所述流量计的进气口，所述流量计的出气口连通所述出气法兰；且

所述光电转换器的输入端与所述流量计的光电输出端电连接，所述光电转换器的输出端与所述微处理器的光电输入端电连接。

在一种可能的实现方式中，所述气体检测回路还包括差压变送器；

所述差压变送器的低压端与所述调节阀的进气口连通，所述差压变送器的高压端与所述离子室的进气管连通。

在一种可能的实现方式中，所述气体检测回路还包括进气法兰、球阀和第一三通；

所述进气法兰、所述球阀和所述第一三通的进气口依次连通；

所述第一三通的第一出气口连通所述离子室的进气管，所述第一三通的第二出气口与所述差压变送器的高压端连通。

在一种可能的实现方式中，所述气体检测回路还包括第二三通；

所述取样器的出气管连通所述第二三通的进气口，所述第二三通的第一出气口连通所述调节阀的进气口，所述第二三通的第二出气口连通所述差压变送器的低压端。

在一种可能的实现方式中，所述气体检测回路还包括连接在所述取样器与所述第二三通之间的第三三通；

所述第三三通的进气口连通所述取样器的出气管，所述第三三通的第一出气口连通所述第二三通的进气口；

所述第三三通的第二出气口连接有角阀，所述角阀未与所述第三三通连接的一端连接有排气法兰。

在一种可能的实现方式中，所述监测电子电路还包括离子电流光条和显示器，所述离子电流光条与所述微处理器的第一数字输出端电连接；

所述显示器与所述微处理器的第二数字输出端电连接。

在一种可能的实现方式中，所述放射源中的放射性物质为镅(Am-241)。

在一种可能的实现方式中，所述监测电子电路还配置有网络连接模块，所述网络连接模块与所述微处理器电连接；

其中，所述网络连接模块为4G网络接口。

在一种可能的实现方式中，所述监测电子电路还包括输入设备，所述输入设备与所述微处理器的数字输入端电连接。

本申请实施例的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置分为气体检测回路和监测电子电路两部分，本申请在安装时将气体检测回路与发电机的冷却气体回路连通，发电机冷却气体介质会流入本申请的气体检测回路，并通过监测电子电路对发电机冷却气体介质进行监测，如发电机冷却气体介质内混有发电机绝缘过热分解物质微粒则经过校核后发出告警信号。本申请在绝缘过热早期(过热温度不低于230℃)即可发出告警信号，以避免发电机出现更加严重故障。具体的，首先发电机冷却气体进入离子室内部，离子室将发电机冷却气体介质电离成电信号，此使电信号可以流入微电流放大器中进行放大，然后输入双积分变换器将电信号转化为数字信号，经双积分变换器转变后的数字信号流入微处理器中，微处理器根据程序逻辑校核本申请的工况之后判定是否发出告警信号。综上所述，本申请利用电子技术代替了现有基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置的过滤器和电磁阀部件，大幅度的降低了成本，且本申请的气体检测回路简单、可靠性强，由此灵敏度高，且由于本申请的气体检测回路与发电机形成密闭回路，所以不容易受到外部环境影响。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。

图1示出本公开实施例的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置中的气体检测回路的管路连接结构俯视示意图；

图2示出本公开实施例的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置的监测电子电路图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

其中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型或简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。

图1示出根据本公开一实施例的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置中气体监测回路的管路连接结构的俯视示意图。图2示出根据本公开一实施例的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置的监测电子电路图。如图1 和图2所示，本申请的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置包括：气体检测回路和监测电子电路，气体检测回路包括离子室100和微电流放大器(图中未示出)，监测电子电路包括微处理器1400和双积分变换器1300，其中，离子室100的进气管适用于连通发电机的冷却气体回路，以用于将流经发电机的冷却气体介质引流至离子室100内。离子室100内设置有将冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，且离子室100设置有用于施加直流电场的放电极(图中未示出)和用于收集正负离子对在直流电场下定向移动所形成的电流的收集极(图中未示出)。微电流放大器的输入端与离子室100的收集极电连接，用于采集电流，微电流放大器的输出端电连接至双积分变换器1300，双积分变换器1300的输出端与微处理器1400的时钟输入端电连接，其中，微处理器1400输出检测信息。

本申请实施例基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置分为气体检测回路和监测电子电路两部分，本申请在安装时将气体检测回路与发电机的冷却气体回路连通，发电机冷却气体介质会流入本申请的气体检测回路，并通过监测电子电路对发电机冷却气体介质进行监测，如发电机冷却气体介质内混有发电机绝缘过热分解物质微粒则经过校核后发出告警信号。本申请在绝缘过热早期(过热温度不低于230℃)即可发出告警信号，以避免发电机出现更加严重的故障。

具体的，首先，流经发电机的冷却气体介质进入离子室100内部，离子室100将冷却气体介质电离成电信号，此使电信号可以流入微电流放大器中进行放大，然后输入双积分变换器1300将电信号转化为数字信号，经双积分变换器1300转变后的数字信号流入微处理器1400中，微处理器1400根据程序逻辑校核本申请的工况之后判定是否发出告警信号。综上所述，本申请利用了电子技术代替了现有基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置的过滤器和电磁阀部件，大幅度的降低了成本，且本申请的气体检测回路简单、可靠性强，由此灵敏度高，且由于本申请的气体检测回路与发电机形成密闭回路，所以不容易受到外部环境影响。

其中，需要指出的是，在本申请中，双积分变换器可以直接采用本领域的常规技术手段来实现，如：可以直接采用数字万用表中的现有芯片来实现。因此，此处不再进行赘述。

进一步的，在一种可能的实现方式中，气体检测回路还包括取样器200、调节阀300、流量计400、出气法兰1200和光电转换器1700。

其中，取样器200的进气管与离子室100连通，取样器200的出气管与调节阀300的进气口连通，调节阀300的出气口连通流量计400的进气口，流量计400的出气口连通出气法兰1200。同时，光电转换器1700的输入端与流量计400的光电输出端电连接，光电转换器1700的输出端与微处理器1400的光电输入端电连接。

由此，通过取样器200实时采取离子室100内排出的冷却气体介质，取样器200对冷却气体介质取样后，将冷却气体介质通过调节阀300传输至流量计 400中，由流量计400测定当前流经的冷却气体介质的流量，进而再通过光电转换器1700将检测到的流量值传输至微处理器1400中，由微处理器1400对当前的流量进行检测和判断。通过微处理器1400对当前的冷却气体介质的流量进行判断，避免了冷却气体介质的流量过小时仍根据电流进行发电机绝缘过热监测导致检测结果失误的情况，保证了基于微电流放大器采集到的电流值进行发电机绝缘过热监测时监测结果的准确性。

即，在微处理器1400判断出流量计400中的流量到达一定数值之后，通过微电流放大器将收集到的电流传输给双积分变换器1300，再由双积分变换器1300进行变换后传输给微处理器1400，微处理器1400再根据电流判断是否发出警告信号的这个过程才更加精确，增加了可靠性能，提高了灵敏度的同时还减少了零点偏差。

更进一步的，在一种可能的实现方式中，参阅图1，气体检测回路还包括差压变送器500，差压变送器500的低压端与调节阀300的进气口连通，差压变送器500的高压端与离子室100的进气管连通。通过在调节阀300的进气口与离子室100的进气管之间设置差压变送器500，由差压变送器500实时监测冷却气体介质所流经管路的压力值，实现了对气体检测回路的流通性的实时监测，这也就进一步提高了本申请的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置的可靠性和安全性。

更进一步的，在一种可能的实现方式中，参阅图1，气体检测回路还包括进气法兰600、球阀700和第一三通800。其中，进气法兰600、球阀700和第一三通800的进气口依次连通。第一三通800的第一出气口连通离子室100 的进气管，第一三通800的第二出气口与差压变送器500的高压端连通。

通过设置进气法兰600、球阀700和第一三通800作为外接于离子室100的进气管的进气管路，有效保证了流经发电机的冷却气体介质能够在上述进气管路的引导下顺利地流入离子室100内，使得流经发电机的冷却气体介质能够在上述进气管路中经过一个缓冲后再进入离子室100，这也就防止了冷却气体介质直接由发电机流入离子室100对离子室100造成冲击的情况。

此外，还需要指出的是，在本申请的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置中，参阅图1，气体检测回路还包括第二三通900。取样器200的出气管连通第二三通900的进气口，第二三通900的第一出气口连通调节阀300的进气口，第二三通900的第二出气口连通差压变送器500的低压端。

进一步的，参阅图1，气体检测回路还包括连接在取样器200与第二三通 900之间的第三三通900a。其中，第三三通900a的进气口连通取样器200的出气管，第三三通900a的第一出气口连通第二三通900的进气口。第三三通900a 的第二出气口连接有角阀1000，角阀1000未与第三三通900a连接的一端连接有排气法兰1100。

通过在取样器200与第二三通900之间连接第三三通900a，由第三三通 900a引出依次连接的角阀1000和排气法兰1100。在使用本申请的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置进行发电机的绝缘过热监测时，角阀1000关闭，保证冷却气体介质依次流经离子室100、取样器200、第二三通900、调节阀300和流量计400后，再通过出气法兰1200排出。在本申请的绝缘过热监测装置出现故障需要检修或维护时，则通过打开角阀1000，由排气法兰1100对气体检测回路中各段管路进行排气，从而保证维修的顺利进行。

此处，需要说明的是，在上述气体检测回路的一种可能的实现方式中，流量计400可以为浮子流量计，微处理器1400为嵌入式微处理器。此处，应当指出的时，微电流放大器、微处理器1400为本领域人员的公知技术手段，此处不做赘述。

在一种可能的实现方式中，参阅图2，监测电子电路还包括离子电流光条1600和显示器1500，离子电流光条1600与微处理器1400的第一数字输出端电连接，显示器1500与微处理器1400的第二数字输出端电连接。

在一种可能的实现方式中，放射源内含有放射性物质，且放射性物质为镅(Am-241)。

在一种可能的实现方式中，在一种可能的实现方式中，参阅图2，监测电子电路还配置有网络连接模块1900，网络连接模块1900与微处理器1400电连接。更进一步的，在一种可能的实现方式中，网络连接模块1900为4G无线网络接口。本申请实施例的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置可以通过4G无线网络接入远方专家系统，进而分析排查告警数据，大大提高告警的可靠性等。

在一种可能的实现方式中，参阅图2，监测电子电路还包括输入设备1800，输入设备1800与微处理器1400的数字输入端电连接。更进一步的，在一种可能的实现方式中，输入设备1800可以为键盘。

由此，在微处理器1400根据程序逻辑等校核本装置工况之后判定是否发出告警信号的同时，在离子电流光条1600上显示电流大小，在液晶显示器1500上显示监测内容、告警信息。并可以通过键盘来对告警整定值、时间参数进行设置。更进一步的，在一种可能的实现方式中，显示器1500为液晶显示器。

在一种可能的实现方式中，取样器200包括取样外壳和过热物质微粒吸收材料，过热物质微粒吸收材料设置在取样外壳内部。

其中，还需要说明的是，在监测电子电路中，微处理器1400可以采用嵌入式微处理器来实现。并且，微处理器1400根据接收到的电流进行告警分析的过程可以采用本领域常规技术手段来实现，此处不进行具体限定。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，包括气体检测回路和监测电子电路；

所述气体检测回路包括离子室和微电流放大器，所述监测电子电路包括微处理器和双积分变换器；

其中，所述离子室的进气管适用于连通发电机的冷却气体回路，用于将流经所述发电机的冷却气体介质引流至所述离子室内；

所述离子室内设置有将所述冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，且所述离子室设置有用于施加直流电场的放电极和用于收集所述正负离子对在所述直流电场下定向移动所形成的电流的收集极；

所述微电流放大器的输入端与所述收集极电连接，用于采集所述电流，所述微电流放大器的输出端电连接至所述双积分变换器；

所述双积分变换器的输出端与所述微处理器的时钟输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述气体检测回路还包括取样器、调节阀、流量计、出气法兰和光电转换器；

所述取样器的进气管与所述离子室连通，所述取样器的出气管与所述调节阀的进气口连通，所述调节阀的出气口连通所述流量计的进气口，所述流量计的出气口连通所述出气法兰；且

所述光电转换器的输入端与所述流量计的光电输出端电连接，所述光电转换器的输出端与所述微处理器的光电输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述气体检测回路还包括差压变送器；

所述差压变送器的低压端与所述调节阀的进气口连通，所述差压变送器的高压端与所述离子室的进气管连通。

4.根据权利要求3所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述气体检测回路还包括进气法兰、球阀和第一三通；

所述进气法兰、所述球阀和所述第一三通的进气口依次连通；

所述第一三通的第一出气口连通所述离子室的进气管，所述第一三通的第二出气口与所述差压变送器的高压端连通。

5.根据权利要求3所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述气体检测回路还包括第二三通；

所述取样器的出气管连通所述第二三通的进气口，所述第二三通的第一出气口连通所述调节阀的进气口，所述第二三通的第二出气口连通所述差压变送器的低压端。

6.根据权利要求5所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述气体检测回路还包括连接在所述取样器与所述第二三通之间的第三三通；

所述第三三通的进气口连通所述取样器的出气管，所述第三三通的第一出气口连通所述第二三通的进气口；

所述第三三通的第二出气口连接有角阀，所述角阀未与所述第三三通连接的一端连接有排气法兰。

7.根据权利要求1至6任一项所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述监测电子电路还包括离子电流光条和显示器，所述离子电流光条与所述微处理器的第一数字输出端电连接；

所述显示器与所述微处理器的第二数字输出端电连接。

8.根据权利要求1所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述放射源中的放射性物质为镅(Am-241)。

9.根据权利要求1所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述监测电子电路还配置有网络连接模块，所述网络连接模块与所述微处理器电连接；

其中，所述网络连接模块为4G网络接口。

10.根据权利要求1所述的基于放射原理的发电机绝缘过热监测装置，其特征在于，所述监测电子电路还包括输入设备，所述输入设备与所述微处理器的数字输入端电连接。

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