CN220188648U - 一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，属于水电设备技术领域，包括可移动小车：安装在所述可移动小车顶部用于升降的第一升降机械臂，所述第一升降机械臂的顶端通过连接部连接有第二承载机械臂，所述第二承载机械臂的一端连接机械控制模块，所述机械控制模块的一侧电性连接有处理器；连接所述第二承载机械臂另一端用于旋转的第三旋转机械臂的陀螺仪；本实用新型在使用时，不仅可以集成机械、局部放电信号传输及远程控制一体，实现传感器360°旋转检测；还能实现过程全自动化检测，无需人工判断电机定子局部放电状态及人工处理信号、绘制图谱，守护大容量电机安全运行。
Description
技术领域
本实用新型涉及水电设备技术领域，具体为一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置。
背景技术
大容量卧式旋转电机是重要的发电设备，在电网运行中占据重要地位，而电机绝缘直接决定电机性能。因此，大容量卧式电机的绝缘安全是电网稳定运行的重要保障。
大容量卧式旋转电机的运行电压一般高于700V，绕组绝缘结构通常采用高压成型绕组(II型)，根据国际标准IEC 60034-18-42，此类电机运行时允许少量局部放电发生。但长期工作的大型旋转电机一般存在着较强的电晕水平。电晕不仅会损伤绝缘及防晕抑制系统，同时产生的强氧化性气体也会侵蚀电机其他机械结构。由于大型旋转电机的生产成本高达千万元，需要每年定期维护，尤其是装机10年及以上的发电机更易发生绝缘击穿事故。因此，亟需设计一款用于检测、定位绝缘缺陷的设备。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，在使用时，不仅可以集成机械、局部放电信号传输及远程控制一体，实现传感器360°旋转检测；还能实现过程全自动化检测，无需人工判断电机定子局部放电状态及人工处理信号、绘制图谱，守护大容量电机安全运行，能够通过远程操控以准确识别、精确定位大型旋转电机定子绝缘缺陷，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供：一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，包括可移动小车：安装在所述可移动小车顶部用于升降的第一升降机械臂，所述第一升降机械臂的顶端通过连接部连接有第二承载机械臂，所述第二承载机械臂的一端连接机械控制模块，所述机械控制模块的一侧电性连接有处理器；连接所述第二承载机械臂另一端用于旋转的第三旋转机械臂的陀螺仪，所述第三旋转机械臂的两端分别可拆卸安装有第一传感器和第二传感器；及设置在第三旋转机械臂表面的红外摄像头。
优选的，所述第一升降机械臂的一侧位于可移动小车的表面嵌装有用于驱动可移动小车运动的驱动模块。
优选的，所述陀螺仪安装在第二承载机械臂的端部，所述陀螺仪的旋转端与第三旋转机械臂连接。
优选的，所述红外摄像头安装在第三旋转机械臂的表面，且红外摄像头检测端面向第二承载机械臂尾端。
优选的，所述第一传感器和第二传感器与处理器电性连接，所述第一传感器可采用特高频传感器，所述第二传感器可采用阵列超声波传感器。
优选的，所述机械控制模块和处理器均设置在第二承载机械臂的同一端，所述第二承载机械臂的内部设有信号传输模块。
优选的，所述机械控制模块、信号传输模块、处理器与第二承载机械臂同轴连接，且所述机械控制模块和信号传输模块的电连接导线设置在第二承载机械臂内部，所述信号传输模块可通过WIFI连接人机交互终端。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
1、本实用新型集成机械、局部放电信号传输及远程控制系统一体，均安装于机械臂后方，形成与机械臂及传感器同轴连接。由于控制模块与传感器所电连接的导线只在机械臂内，相比于现有技术中传感器与通过导线与安装于小车上的模块电连接，能实现机械臂带动传感器360°旋转，扩大检测范围，提高检测精度；
2、本实用新型全自动化检测，局部放电信号被传感器识别后，经过设置好参数的滤波、放大及检波电路，被高速采集卡采集，通过软件识别，然后经搭载于检测设备上的处理器计算得出局部放电相位图谱及强度-距离-角度图谱，最后通过WIFI连接传送至操作人员个人电脑端。故检测期间无需人工操作，操作员只需等待实时传输的检测图谱。
附图说明
图1为本实用新型的立体之一结构示意图；
图2为本实用新型的立体之一结构示意图；
图3为本实用新型的检测状态示意图；
图4为本实用新型检测方法流程示意图。
图中：1、第一升降机械臂；2、第二承载机械臂；3、第三旋转机械臂；4、机械控制模块；5、驱动模块；6、信号传输模块；7、处理器；8、第一传感器；9、第二传感器；10、陀螺仪；11、红外摄像头；12、可移动小车；13、人机交互终端；14、卧式电机定子；15、连接部。
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做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。
请参阅图1-4，本实用新型提供：一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，包括可移动小车12：安装在可移动小车12顶部用于升降的第一升降机械臂1，第一升降机械臂1的顶端通过连接部15连接有第二承载机械臂2，第二承载机械臂2的一端连接机械控制模块4，机械控制模块4的一侧电性连接有处理器7；连接第二承载机械臂2另一端用于旋转的第三旋转机械臂3的陀螺仪10，第三旋转机械臂3的两端分别可拆卸安装有第一传感器8和第二传感器9；及设置在第三旋转机械臂3表面的红外摄像头11。
值得说明的是，通过第一升降机械臂1可以根据检测的高度进行调节，第二承载机械臂2是对第一传感器8、第二传感器9和红外摄像头11进行连接承载的结构，陀螺仪10是对第三旋转机械臂3进行旋转的组件，可以使得第一传感器8和第二传感器9进行360°旋转，进行检测。红外摄像头11是用于测定小车沿检测路径行进的距离。
进一步的，第一升降机械臂1的一侧位于可移动小车12的表面嵌装有用于驱动可移动小车12运动的驱动模块5。第一升降机械臂1是对第二承载机械臂2进行升降调节的结构，驱动模块5是可移动小车12进行驱动的结构。
陀螺仪10安装在第二承载机械臂2的端部，陀螺仪10的旋转端与第三旋转机械臂3连接。红外摄像头11安装在第三旋转机械臂3的表面，且红外摄像头11检测端面向第二承载机械臂2尾端。
此外，陀螺仪10是对第三旋转机械臂3进行旋转的结构，并对测量传感器旋转的角度。红外摄像头11是对小车沿检测路径行进的距离进行测定的结构。
第一传感器8和第二传感器9与处理器7电性连接，第一传感器8可采用特高频传感器，第二传感器9可采用阵列超声波传感器。第一传感器8用于沿着检测路径采用局部放电特高频检测方法进行绝缘缺陷的检测，第二传感器9用于在第一传感器8检测到绝缘缺陷的情况下，获取绝缘缺陷对应的位置信息。
机械控制模块4和处理器7均设置在第二承载机械臂2的同一端，第二承载机械臂2的内部设有信号传输模块6。机械控制模块4、信号传输模块6、处理器7与第二承载机械臂2同轴连接，且机械控制模块4和信号传输模块6的电连接导线设置在第二承载机械臂2内部，信号传输模块6可通过WIFI连接人机交互终端13。
在对卧式电机定子14进行绝缘缺陷检测、定位时，该检测装置可按照以下检测流程完成检测、定位绝缘缺陷：
步骤S201、启动可移动小车12，通过红外摄像头11确定检测起始位置，初始化该绝缘检测设备，第一升降机械臂1收缩至最底部。
步骤S202、机械控制模块4通过控制驱动模块5，使可移动小车12和第一升降机械臂1、第二承载机械臂2和第三旋转机械臂3沿检测路径进行检测：控制可移动小车12在检测起始位置不动，控制第一升降机械臂1上升，确定第一传感器8特高频传感器没有检测到局部放电情况下，且该第一升降机械臂1到达最高点后，控制该可移动小车12继续前进一段距离，控制该第一升降机械臂1下降，到达最低点后，继续控制该可移动小车12前进一段距离，并控制该第一升降机械臂1上升，重复该过程直到到达检测起始位置；若第一传感器8特高频电磁传感器检测到局部放电，控制可移动小车12以及第一升降机械臂1停止运动，通过红外摄像头11及陀螺仪10记录绝缘缺陷坐标，控制第二传感器9超声波传感器收集该局部放电图像，并将局部放电信号传入后续信号传输模块；
步骤S203、局部放电信号通过信号传输模块6，经过滤波、放大、检波电路处理，被高速采集卡采集，通过软件识别在CPU中计算生成局部放电相位图谱PRPD和局部放电信号幅值-距离-角度谱MDA，并通过WIFI连接将图谱传送至人机交互端进行可视化。
步骤S204、机械控制模块4用于判断该可移动小车12是否到达该检测起始位置，如果没有到达该检测起始位置，则重复S202的检测步骤，直至达到该检测起始位置，则停止检测。
步骤S205、检测设备上搭载的CPU统计检测到的所有局部放电信号并显示所有缺陷位置。
具体地；在一些实施例中，第一传感器可采用特高频传感器，第二传感器可采用阵列超声波传感器，处理器可以包括一个或多个处理核(例如，单核处理器(S)或多核处理器(S))。仅作为举例，处理器可以包括中央处理单元(CPU)、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、数字信号处理器(DSP)、控制器、微控制器单元、精简指令集计算机(RISC)、或微处理器等，或其任意组合。
检测开始前，操作员可通过人机交互端对检测设备设置检测参数，例如，绝缘缺陷的触发阈值、采样频率、小车在检测路径上每次进行绝缘缺陷检测的移动距离等参数，其中，该触发阈值是指绝缘局部放电信号的触发阈值，应当大于现场噪声的，采样频率应不低于2.5GS/s、小车的前进距离可以根据电机凹槽宽度来设置，使得该小车以及机械臂可以按照这些参数进行绝缘缺陷检测，获取局部放电相位图谱PRPD和局部放电信号幅值-距离-角度谱MDA。
本实用新型在使用时，不仅可以集成机械、局部放电信号传输及远程控制一体，实现传感器360°旋转检测；还能实现过程全自动化检测，无需人工判断电机定子局部放电状态及人工处理信号、绘制图谱，守护大容量电机安全运行。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，其特征在于，包括可移动小车(12)：
安装在所述可移动小车(12)顶部用于升降的第一升降机械臂(1)，所述第一升降机械臂(1)的顶端通过连接部(15)连接有第二承载机械臂(2)，所述第二承载机械臂(2)的一端连接机械控制模块(4)，所述机械控制模块(4)的一侧电性连接有处理器(7)；
连接所述第二承载机械臂(2)另一端用于旋转的第三旋转机械臂(3)的陀螺仪(10)，所述第三旋转机械臂(3)的两端分别可拆卸安装有第一传感器(8)和第二传感器(9)；及
设置在第三旋转机械臂(3)表面的红外摄像头(11)。
2.根据权利要求1所述的一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，其特征在于：所述第一升降机械臂(1)的一侧位于可移动小车(12)的表面嵌装有用于驱动可移动小车(12)运动的驱动模块(5)。
3.根据权利要求1所述的一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，其特征在于：所述陀螺仪(10)安装在第二承载机械臂(2)的端部，所述陀螺仪(10)的旋转端与第三旋转机械臂(3)连接。
4.根据权利要求3所述的一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，其特征在于：所述红外摄像头(11)安装在第三旋转机械臂(3)的表面，且红外摄像头(11)检测端面向第二承载机械臂(2)尾端。
5.根据权利要求1所述的一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，其特征在于：所述第一传感器(8)和第二传感器(9)与处理器(7)电性连接，所述第一传感器(8)可采用特高频传感器，所述第二传感器(9)可采用阵列超声波传感器。
6.根据权利要求1所述的一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，其特征在于：所述机械控制模块(4)和处理器(7)均设置在第二承载机械臂(2)的同一端，所述第二承载机械臂(2)的内部设有信号传输模块(6)。
7.根据权利要求6所述的一种卧式大电机绝缘故障放电检测装置，其特征在于：所述机械控制模块(4)、信号传输模块(6)、处理器(7)与第二承载机械臂(2)同轴连接，且所述机械控制模块(4)和信号传输模块(6)的电连接导线设置在第二承载机械臂(2)内部，所述信号传输模块(6)可通过WIFI连接人机交互终端(13)。
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