CN212110393U - 一种用于发电机绝缘过热监测的离子室 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种离子室，包括头部壳体、底座壳体、筒状结构的隔离套和收集筒，通过底座壳体为顶部开口、底部密封的筒状结构，将密封腔体隔成环形腔，且底座壳体与隔离套形成的环形腔内放置有用于将冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，收集筒套设在隔离套内，头部壳体穿设有放电针极和收集极用于产生直流电场以使被轰击产生的正负离子对在收集筒内产生定向移动，形成电流，收集极穿过头部壳体并与收集筒电连接，用于收集产生的电流。以使本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室易于现场检修拆装，以降低维护成本，本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室配合内置放射源，其灵敏度优于同类设备，氢冷/空冷机组均可适用。

Description

一种用于发电机绝缘过热监测的离子室

技术领域

本公开涉及发电机领域，尤其涉及一种用于发电机过热绝缘监测的离子室。

背景技术

作为发电机运行监测不可或缺的设备之一，发电机绝缘过热监测装置可连续在线监测发电机绝缘过热的发生与发展情况，为尽早判定发电机是否存在绝缘过热及损坏部位提供依据。国内外此类设备的探测形式主要有放射源离子室与激光传感器光散射法，其中，采用放射源离子室形式：市场上最具代表性的装置为GCM-X(美国)，其放射源采用的是钍(Th-232)，释放出β粒子，粒子体积是α粒子的八千分之一，穿透力比α粒子大很多，对其离子室要求很高，体积较大。因其放射源灵敏度低，加之应用在空冷介质环境下灵敏度还会下降近4倍，因此GCM-X只能应用于氢冷机组，不能满足空冷机组的工作条件。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种用于发电机绝缘过热监测的离子室，包括头部壳体、底座壳体、筒状结构的隔离套和收集筒；

所述底座壳体为顶部开口、底部密封的筒状结构；

所述头部壳体覆盖并密封所述底座壳体的顶部开口，与所述底座壳体形成一密封腔体；

所述头部壳体的左侧和右侧分别设有用于将流经发电机的冷却气体介质引流至所述密封腔体内的进气口和将所述冷却气体介质排出所述密封腔体的出气口；

所述隔离套置于所述底座壳体内，将所述密封腔体隔成环形腔；且

所述底座壳体与所述隔离套形成的所述环形腔内放置有用于将所述冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源；

所述收集筒套设在所述隔离套内，且所述收集筒与所述密封腔连通；

所述头部壳体穿设有放电针极和收集极；

所述放电针极穿过所述头部壳体并延伸至所述收集筒内，用于产生直流电场以使被轰击产生的正负离子对在收集筒内产生定向移动，形成电流；

所述收集极穿过所述头部壳体并与所述收集筒电连接，用于收集产生的电流。

在一种可能的实现方式中，所述放射源为环形。

在一种可能的实现方式中，所述放射源为层状结构；

其中，所述放射源包括依次叠压的基板层、放射层和保护层；

所述基板层包括坡镆合金，所述放射层包括镅(Am-241)，所述保护层包括纯金。

在一种可能的实现方式中，所述放射源的个数为多个；且多个所述放射源依次堆叠设置；

所述底座壳体的内壁底部设置有凸台；位于最底层的放射源按照围绕所述底座壳体的内壁方式置于所述凸台上。

在一种可能的实现方式中，所述隔离套的顶部设置有翻边，所述翻边与所述头部壳体的侧壁螺接；且

所述翻边的左侧开设有斜向下的入气孔，所述入气孔连通所述进气口和所述密封腔体；

所述翻边的右侧开设有出气孔，所述出气孔连通所述密封腔体和所述出气口。

在一种可能的实现方式中，所述隔离套的顶部设置有第一绝缘座；

所述第一绝缘座为中空结构，且所述第一绝缘座由所述隔离套的顶部穿设在所述隔离套内；

其中，所述第一绝缘座的边缘搭接在所述隔离套的顶部边缘处，所述第一绝缘座的内壁与所述收集筒的顶部外侧壁相贴合。

在一种可能的实现方式中，所述隔离套的底座设置有第二绝缘座；

所述第二绝缘座为中空结构，且所述第二绝缘座由所述隔离套的底部穿设在所述隔离套内；

所述第二绝缘座的底部设置有支撑所述隔离套的底部边缘的凸檐；

所述第二绝缘座的内壁与所述收集筒的底部外侧壁相贴合。

在一种可能的实现方式中，所述收集极包括收集接线柱和接触线；

所述收集接线柱设置在所述头部壳体的顶部，所述接触线固定连接所述收集接线柱，并延伸至所述收集筒的顶部，与所述收集筒电连接。

在一种可能的实现方式中，所述收集筒的顶部内壁设置有绝缘密封管；

所述绝缘密封管套在所述收集筒内，并与所述收集筒的顶部内壁相贴合；

其中，所述放电针极穿过所述绝缘密封管延伸至所述收集筒内。

在一种可能的实现方式中，所述进气口处设置有用于连通进气管的接管转换接头。

通过底座壳体为顶部开口、底部密封的筒状结构，头部壳体覆盖并密封底座壳体的顶部开口，与底座壳体形成一密封腔体，头部壳体的左侧和右侧分别设有用于将流经发电机的冷却气体介质引流至密封腔体内的进气口和将冷却气体介质排出密封腔体的出气口，隔离套置于底座壳体内，将密封腔体隔成环形腔，且底座壳体与隔离套形成的环形腔内放置有用于将冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，收集筒套设在隔离套内，且收集筒与密封腔连通，头部壳体穿设有放电针极和收集极，放电针极穿过头部壳体并延伸至收集筒内，用于产生直流电场以使被轰击产生的正负离子对在收集筒内产生定向移动，形成电流，收集极穿过头部壳体并与收集筒电连接，用于收集产生的电流。以使本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室体积精巧，与装置内联管路采用“U”型连接，易于现场检修拆装，以降低维护成本，本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室配合内置放射源，其灵敏度优于同类设备，氢冷/空冷机组均可适用。

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一种用于发电机过热绝缘监测的离子室的示意图；

图2示出本公开实施例的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室的原理图示意图。

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离子室100的示意图。如图1所示，本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100包括：

头部壳体110、底座壳体120、筒状结构的隔离套130和收集筒140，底座壳体120为顶部开口、底部密封的筒状结构，头部壳体110覆盖并密封底座壳体120的顶部开口，与底座壳体120形成一密封腔体，头部壳体110的左侧和右侧分别设有用于将流经发电机的冷却气体介质引流至密封腔体内的进气口和将冷却气体介质排出密封腔体的出气口，隔离套130置于底座壳体120内，将密封腔体隔成环形腔，且底座壳体120与隔离套130形成的环形腔内放置有用于将冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，收集筒140套设在隔离套 130内，且收集筒140与密封腔连通，头部壳体110穿设有放电针极111和收集极112，放电针极111穿过头部壳体110并延伸至收集筒140内，用于产生直流电场以使被轰击产生的正负离子对在收集筒140内产生定向移动，形成电流，收集极112穿过头部壳体110并与收集筒140电连接，用于收集产生的电流。

通过底座壳体120为顶部开口、底部密封的筒状结构，头部壳体110覆盖并密封底座壳体120的顶部开口，与底座壳体120形成一密封腔体，头部壳体 110的左侧和右侧分别设有用于将流经发电机的冷却气体介质引流至密封腔体内的进气口和将冷却气体介质排出密封腔体的出气口，隔离套130置于底座壳体120内，将密封腔体隔成环形腔，且底座壳体120与隔离套130形成的环形腔内放置有用于将冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，收集筒 140套设在隔离套130内，且收集筒140与密封腔连通，头部壳体110穿设有放电针极111和收集极112，放电针极111穿过头部壳体110并延伸至收集筒140 内，用于产生直流电场以使被轰击产生的正负离子对在收集筒140内产生定向移动，形成电流，收集极112穿过头部壳体110并与收集筒140电连接，用于收集产生的电流。以使本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室 100体积精巧，与装置内联管路采用“U”型连接，易于现场检修拆装，以降低维护成本，本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100配合内置放射源，其灵敏度优于同类设备，氢冷/空冷机组均可适用。

具体的，参见图1，在一种可能的实现方式中，底座壳体120和头部壳体 110固定连接，可以采用螺接的方式，举例来说：头部壳体110包括第一连接部，第一连接部呈圆环状，围绕头部壳体110的本体设置，头部壳体110的本体呈圆柱型，第一连接部与头部壳体110一体成型，在第一连接部上开设有第一螺孔、第二螺孔、第三螺孔、第四螺孔、第五螺孔和第六螺孔，底座壳体120包括第二连接部，同样的，第二连接部呈圆环状，围绕底座壳体120的本体设置，底座壳体120呈圆柱型，第二连接部与底座壳体120一体成型，在第二连接部上开设有第七螺孔、第八螺孔、第九螺孔、第十螺孔、第十一螺孔和第十二螺孔，将第一连接部和第二连接部对应，使用固定件进行连接固定，固定件130可以为螺栓，固定件130可以包括第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓、第四螺栓、第五螺栓和第六螺栓，其中，各螺孔之间的距离相等，形状大小相同，且一一对应，同样的，各螺栓的型号相同，接着，以使第一螺孔和第七螺孔通过第一螺栓螺接，第二螺孔和第八螺孔通过第二螺栓螺接，第三螺孔和第九螺孔通过第三螺栓螺接，第四螺孔和第十螺孔通过第四螺栓螺接，第五螺孔和第十一螺孔通过第五螺栓螺接，第六螺孔和第十二螺孔通过第六螺栓螺接。这样也就使第一连接部与第二连接部固定连接，即，将头部壳体110与底座壳体120进行固定连接。

在另一种可能的实现方式中，在第一连接部上开设第一螺孔、第二螺孔、第三螺孔，在第二连接部上开设第四螺孔、第五螺孔和第六螺孔，同样的，其中，各螺孔之间的距离相等，形状大小相同，且一一对应。接着使用第一螺栓、第二螺栓、第三螺栓将第一连接部与第二连接部进行固定，连接及对应方式与上一实施例中相同，此处不再赘述。

需要说明的是，本公开的实施例不对所开设的螺孔的数量进行限定，只要达到使第一连接部与第二连接部固定连接的效果即可。

进一步的，参见图1，在一种可能的实现方式中，隔离套130置于底座壳体120内，将密封腔体隔成环形腔，收集筒140套设在隔离套130内，且收集筒140与密封腔连通，隔离套130的顶部设置有翻边131a，在头部壳体110的内侧壁上设置有螺纹，翻边131a与头部壳体110的侧壁螺接，且翻边131a的左侧开设有斜向下的入气孔131b，入气孔131b连通进气口和密封腔体，翻边 131a的右侧开设有出气孔，出气孔连通密封腔体和出气口。隔离套130的顶部设置有第一绝缘座121，第一绝缘座121为中空结构，且第一绝缘座121由隔离套130的顶部穿设在隔离套130内，其中，第一绝缘座121的边缘搭接在隔离套130的顶部边缘处，第一绝缘座121的内壁与收集筒140的顶部外侧壁相贴合。隔离套130的底座设置有第二绝缘座122，第二绝缘座122为中空结构，且第二绝缘座122由隔离套130的底部穿设在隔离套130内，第二绝缘座 122的底部设置有支撑隔离套130的底部边缘的凸檐，第二绝缘座122的内壁与收集筒140的底部外侧壁相贴合，其中，第一绝缘座121、第二绝缘座122 的材料为聚四氟乙烯。另外的，进气口处设置有用于连通进气管的接管转换接头150，且在出气口也也设置有用于连通出气管的接管转换头，进一步的，进气管和出气管异侧设置，可以采用立式安装方式进行安装。并且在进气接管转换头和出气接管转换头与第一连接部接触的地方设置有密封圈，保证了密封性。

进一步的，在一种可能的实现方式中，底座壳体120与隔离套130形成的环形腔内放置有用于将冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，放射源可以为环形，放射源的个数可以为多个，多个放射源依次堆叠设置。如：可以在底座壳体120的内壁底部设置环形状的凸台，位于最底层的放射源按照围绕底座壳体120的内壁方式置于该凸台上。其他放射源沿底座壳体的内壁依次向上堆叠，使得多个放射源能够将底座壳体的侧壁覆盖，从而使得冷却气体介质能够更加充分的被轰击。

参见图1，优选的，环状的放射源的个数可以为四个。四个放射源均围绕底座壳体的环形腔设置，并沿底座壳体的侧壁依次向上堆叠。

进一步的，在本申请中，放射源为层状结构，环状放射源为镅(Am-241) 环状放射源，其中，从上至下各环状放射源依次由基板层、放射层和保护层组成，基板层包括坡镆合金，放射层包括镅(Am-241)，保护层包括纯金，举例来说，基板层即为放置放射源的底板，可以使用坡镆合金材料制成，在底板层上放置有镅(Am-241)金属，其中，镅(Am-241)金属可以是粉末状，将镅(Am-241)粉末平铺在坡镆合金的基板层上，再将纯金保护层压制在镅(Am-241)放射层上。放射源中的镅(Am-241)，释放出α粒子，α粒子穿透力在粒子辐射中最弱，镅(Am-241)α源(安全质量等级GB/C32222)，属于放射源豁免管理范围。这样也就保证了本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100的安全可靠。

需要说明的是，环状放射源的个数可以根据底座壳体120的内腔的高度进行灵活设置，本公开的实施例不进行限定。

进一步的，参见图1，在一种可能的实现方式中，收集极112包括收集接线柱和接触线，收集接线柱设置在头部壳体110的顶部，接触线固定连接收集接线柱，并延伸至收集筒140的顶部，与收集筒140电连接，其中，连接方式可以采用焊接连接。收集筒140的顶部内壁设置有绝缘密封管123，绝缘密封管123套在收集筒140内，并与收集筒140的顶部内壁相贴合，其中，放电针极111穿过绝缘密封管123延伸至收集筒140内，且绝缘密封管123的材料可以采用聚四氟乙烯。放电针极111包括针极接线柱和针极，针极的一端设置有凹槽，针极接线柱的直径与凹槽的直径相等，针极接线柱插入针极的凹槽，以使针极与针极接线柱固定连接，进一步的可拆卸的连接方式使针极可以更换，根据收集筒140的长度更换针极的长度以适应本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100。

另外的，参见图1和图2，本一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100 的工作原理为发电机冷却气体由进气口经本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100隔离套1301上的进气孔进入底座壳体120的环形内腔，由于通径及容积的变化，加之受惯性、重力和压差的作用冷却气体会在环形间隙内经历“回旋->扩散->下沉”的过程，这样有利于冷却气体与镅(Am-241) 环形放射源表面充分接触，与此同时冷却气体也会受到镅(Am-241)放射源所释放出的射线轰击后发生电离，产生正、负离子对，再通过针极给一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100附加上直流电场，使正、负离子对发生定向移动形成极为微弱的电离电流；最后通过收集极112引出至微电流放大器,气体最终经由出气孔接管导出一种用于发电机过热绝缘监测的离子室 100。

需要说明的是，尽管以本公开实施例作为示例介绍了一种用于发电机过热绝缘监测的离子室如上，但本领域技术人员能够理解，本公开应不限于此。事实上，用户完全可根据个人喜好和/或实际应用场景灵活设定一种用于发电机过热绝缘监测的离子室，只要达到所需功能即可。

这样，通过底座壳体120为顶部开口、底部密封的筒状结构，头部壳体 110覆盖并密封底座壳体120的顶部开口，与底座壳体120形成一密封腔体，头部壳体110的左侧和右侧分别设有用于将流经发电机的冷却气体介质引流至密封腔体内的进气口和将冷却气体介质排出密封腔体的出气口，隔离套 130置于底座壳体120内，将密封腔体隔成环形腔，且底座壳体120与隔离套 130形成的环形腔内放置有用于将冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源，收集筒140套设在隔离套130内，且收集筒140与密封腔连通，头部壳体110穿设有放电针极111和收集极112，放电针极111穿过头部壳体110并延伸至收集筒140内，用于产生直流电场以使被轰击产生的正负离子对在收集筒140内产生定向移动，形成电流，收集极112穿过头部壳体110并与收集筒140电连接，用于收集产生的电流。以使本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室 100体积精巧，与装置内联管路采用“U”型连接，易于现场检修拆装，以降低维护成本，本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100配合内置放射源，其灵敏度优于同类设备，氢冷/空冷机组均可适用。

根据本公开的一方面，提供了一种发电机绝缘过热监测装置，包括前面任一所述的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100。这种发电机绝缘过热监测装置通过包含本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100，一种用于发电机过热绝缘监测的离子室100与发电机绝缘过热监测装置内联管路采用“U”型连接，易于现场检修拆装，以降低维护成本，且本公开的一种用于发电机过热绝缘监测的离子室配合内置放射源，其灵敏度优于同类设备，氢冷/空冷机组均可适用。

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)

1.一种用于发电机绝缘过热监测的离子室，其特征在于，包括头部壳体、底座壳体、筒状结构的隔离套和收集筒；

所述底座壳体为顶部开口、底部密封的筒状结构；

所述头部壳体覆盖并密封所述底座壳体的顶部开口，与所述底座壳体形成密封腔体；

所述头部壳体的左侧和右侧分别设有用于将流经发电机的冷却气体介质引流至所述密封腔体内的进气口和将所述冷却气体介质排出所述密封腔体的出气口；

所述隔离套置于所述底座壳体内，将所述密封腔体隔成环形腔；且

所述底座壳体与所述隔离套形成的所述环形腔内放置有用于将所述冷却气体介质轰击为正负离子对的放射源；

所述收集筒套设在所述隔离套内，且所述收集筒与所述密封腔连通；

所述头部壳体穿设有放电针极和收集极；

所述放电针极穿过所述头部壳体并延伸至所述收集筒内，用于产生直流电场以使被轰击产生的正负离子对在收集筒内产生定向移动，形成电流；

所述收集极穿过所述头部壳体并与所述收集筒电连接，用于收集产生的电流。

2.根据权利要求1所述的离子室，其特征在于，所述放射源为环形。

3.根据权利要求1所述的离子室，其特征在于，所述放射源为层状结构；

其中，所述放射源包括依次叠压的基板层、放射层和保护层；

所述基板层包括坡镆合金，所述放射层包括镅(Am-241)，所述保护层包括纯金。

4.根据权利要求2所述的离子室，其特征在于，所述放射源的个数为多个；且多个所述放射源依次堆叠设置；

所述底座壳体的内壁底部设置有凸台；位于最底层的放射源按照围绕所述底座壳体的内壁方式置于所述凸台上。

5.根据权利要求1所述的离子室，其特征在于，所述隔离套的顶部设置有翻边，所述翻边与所述头部壳体的侧壁螺接；且

所述翻边的左侧开设有斜向下的入气孔，所述入气孔连通所述进气口和所述密封腔体；

所述翻边的右侧开设有出气孔，所述出气孔连通所述密封腔体和所述出气口。

6.根据权利要求1所述的离子室，其特征在于，所述隔离套的顶部设置有第一绝缘座；

所述第一绝缘座为中空结构，且所述第一绝缘座由所述隔离套的顶部穿设在所述隔离套内；

其中，所述第一绝缘座的边缘搭接在所述隔离套的顶部边缘处，所述第一绝缘座的内壁与所述收集筒的顶部外侧壁相贴合。

7.根据权利要求1所述的离子室，其特征在于，所述隔离套的底座设置有第二绝缘座；

所述第二绝缘座为中空结构，且所述第二绝缘座由所述隔离套的底部穿设在所述隔离套内；

所述第二绝缘座的底部设置有支撑所述隔离套的底部边缘的凸檐；

所述第二绝缘座的内壁与所述收集筒的底部外侧壁相贴合。

8.根据权利要求1所述的离子室，其特征在于，所述收集极包括收集接线柱和接触线；

所述收集接线柱设置在所述头部壳体的顶部，所述接触线固定连接所述收集接线柱，并延伸至所述收集筒的顶部，与所述收集筒电连接。

9.根据权利要求1所述的离子室，其特征在于，所述收集筒的顶部内壁设置有绝缘密封管；

所述绝缘密封管套在所述收集筒内，并与所述收集筒的顶部内壁相贴合；

其中，所述放电针极穿过所述绝缘密封管延伸至所述收集筒内。

10.根据权利要求1至9任一项所述的离子室，其特征在于，所述进气口处设置有用于连通进气管的接管转换接头。

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