CN2692689Y - 发电机定子绕组接地故障检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种发电机定子绕组接地故障检测装置。其包含壳体和壳体内部含有单片机的具有信号放大、存贮、显示功能的信号处理电路，在壳体内部固定一个其输出端与信号处理电路相连接的电磁感应线圈，在壳体的底部固定有滚轮，滚轮上部有固定于壳体内部的轮盖，滚轮上设置有磁条，在轮盖的内表面固定有与滚轮上的磁条配合的霍尔传感器。该检测装置是利用现代微电子技术、通讯技术等实现了发电机定子接地故障的诊断，从而解决了实际生产中诊断周期长、故障点定位困难、故障易扩大、威胁定子安全等问题，其与现有的检测方法或装置相比具有判断准确、安全、迅捷、操作简便、劳动强度低等特点。

Description

发电机定子绕组接地故障检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种发电机故障检测装置，具体为发电机定子绕组接地故障检测装置。

背景技术

发电机因制造质量、检修工艺问题(如槽楔松动、绑绳松动、铁心松动)或在运行中由于电、热、化学和机械等因素作用，会造成发电机定子绕组接地。如何在机组故障后，快速、安全、准确地检测出接地部位，历来是检修人员棘手的问题。

现有的常规检测方法有直流电阻法、交流烧穿法和直流脉冲法。

直流电阻法是利用直流电阻来确定故障点的距离。根据欧姆定律R＝U/I、R＝PI/S，知道电阻R就可以知道距离L。对定子绕组而言，如出现接地，知道绕组总电阻R，又可测出对地电阻R1、R2，这样通过折算就可以计算出理论上的接地点，但这种方法误差太大，特别是发电机端部弯曲的地方，不能准确定点，有时甚至出现误判断。

交流烧穿法是在定子绕组接地后，接地部位绝缘破损，此时对其通入交流电，则在接地部位出现明火和冒烟。但如接地点在槽底或在上下层间，则不易发现具体位置。而且试验易扩大故障，威胁铁芯安全。

直流脉冲法是把交流电转变成直流电，对电容充电，当电容电压充到一定值时，则会通过球间隙对绕组放电，绕组接地点部位就会出现火花。据此可判断出接地部位。依肉眼来进行判断，会出现很大的偏差，而且仍然会出现和存在判断死角，且试验易扩大故障，威胁铁芯安全。

发明内容

本实用新型解决现有发电机定子绕组接地故障检测方法或装置所存在的上述缺陷和问题，提供一种可快速、准确、安全地检测出发电机定子绕组接地故障的检测装置。并仅以提供该检测装置的硬件结构为目的。

在发电机定子绕组中通入交流电，就会在绕组周围产生磁场，通过对磁场变化的分析判断，就可判定定子绕组的接地点。基于上述原理，本实用新型是采用如下技术方案实现的：发电机定子绕组接地故障检测装置，包含壳体和壳体内部含有单片机的具有信号放大、存贮、显示功能的信号处理电路，在壳体内部固定一个其输出端与信号处理电路相连接的电磁感应线圈，在壳体的底部固定有滚轮，滚轮上部有固定于壳体内部的轮盖，滚轮上设置有磁条，在轮盖的内表面固定有与滚轮上的磁条配合的霍尔传感器。检测时，将发电机定子绕组各相分别通入交流电，用该检测装置分别对各相的定子嵌线槽进行检测，即将检测装置置于定子嵌线槽口上，并从定子励端推向汽端，检测装置内的电磁感应线圈产生感应电流，检测装置在沿定子嵌线槽移动的过程中，滚轮每旋转一圈其上的磁条触发霍尔传感器一次，这样，霍尔传感器采集到检测装置行进的距离信号(该距离信号就是定子槽内绕组各点距定子槽端的距离)，被采集的电流信号和距离信号送入信号处理电路，被实时显示在液晶显示屏上、并最终存储于信号处理电路中的存储部件内；按照规定的槽位顺序依次测量，上述的工作过程不断被重复；当某一定子槽内的绕组在某一部位发生接地故障时，电磁感应线圈内的感应电流在该部位上产生突变，从而显示出绕组的接地点，而此时检测装置所显示的距离数据就是该接地部位距定子槽端的距离，从而容易地判断出具体的接地点位置。

该检测装置中的信号处理电路以单片机为核心，其工作过程是将由电磁感应线圈和霍尔传感器采集到的电流信号和距离信号进行放大，然后输入单片机并在单片机控制下(在相应软件的支持下)对信号进行实时显示和存储；实现上述功能的信号处理电路的硬件连接结构对本领域技术人员来讲是公知且非常容易实现的。本实用新型在具体实施方式中还是给出了信号处理电路的具体连接结构。

本实用新型所述的发电机定子绕组接地故障检测装置是利用现代微电子技术、通讯技术等实现了发电机定子接地故障的诊断，从而解决了实际生产中诊断周期长、故障点定位困难、故障易扩大、威胁定子安全等问题，其与现有的检测方法或装置相比具有无可比拟的效果。1、判断准确，可以判断出故障是绕组的上层还是下层接地，且能进一步检测出接地故障点的具体位置，不存在任何死角；2、安全，由于通入绕组中的电流值非常小，绝对不会使故障点扩大，不会威胁铁心安全，对试验人员也无安全隐患；3、迅捷，常规方法检测通常需要一周时间，而该装置只需30分钟左右；4、操作简便，试验人员只须简单测量和简单操作，使可得到准确试验结果；5、劳动强度低，由于最大程度地减少了测量的程序和步骤，而且装置本身重量很轻，属于便携式，再加上操作和判断智能化，所以大大降低了操作人员的劳动强度。

附图说明

图1为本实用新型的外型结构示意图；

图2为图1的俯视图；

图3为本实用新型的内部结构示意图；

图4为滚轮结构示意图；

图5为轮盖的结构示意图；

图6为图5的左视图；

图7为图5的仰视图；

图8为电磁感应线圈的结构示意图；

图9为电磁感应线圈盖体结构示意图；

图10信号处理电路的主电路原理图；

图11为信号处理电路中的放大电路原理图；

图12为信号处理电路中的A/D转换电路原理图；

图13为信号处理电路中存储电路原理图；

图14为信号处理电路中的抗干扰整形电路原理图；

图15为通讯电路原理图；

图16为显示电路原理图；

其中，图10-图16之间各同号线端相连。

具体实施方式

发电机定子绕组接地故障检测装置，包含壳体1和壳体内部含有单片机的具有信号放大、存贮、显示功能的信号处理电路，在壳体内部固定一个其输出端与信号处理电路相连接的电磁感应线圈2，在壳体的底部固定有滚轮3，滚轮上部有固定于壳体内部的轮盖4，滚轮上设置有磁条5，在轮盖4的内表面固定有与滚轮上的磁条配合的霍尔传感器6。

滚轮3上固定有两个磁条并以轮轴为中心对称。

固定于壳体内部的电磁感应线圈2上套有与壳体固定的外壳7。壳体底部固定有三个滚轮，以使检测装置在沿定子嵌线槽移动时进行更平稳，只在其中的一个滚轮上固定有磁条和霍尔传感器。

在检测装置的壳体上设有手柄8。

该检测装置的信号处理电路包含以芯片U5(选用LM324)为核心的信号放大电路，与芯片U5的输入端连接有接线插座JP6，电磁感应线圈的引线通过该接线插座JP6与放大电路相连接，放大电路的输出端(AnologIN)与由芯片U4(选用TLC549CDR)构成的A/D转换电路相连，A/D转换电路的输出端与单片机U1(选用W78E58)相连，与单片机U1连接有存储芯片(选用MM36WB020)；信号处理电路中包含一个由三极管Q8和基极电阻R49、发射极电阻R47构成的抗干扰整形电路，在三极管Q8的基极连接有接线插座JP4，霍尔传感器(SS41)通过接线插座JP4与抗干涉整形电路相连，三极管Q8的射极输出端与单片机相连；电磁感应线圈的电流信号经放大电路放大，经A/D转换电路转换成数字信号输入单片机；由于霍尔传感器的输出直接为数字信号，其经抗干涉整形电路后输入单片机；单片机在相应软件的支持下，对电流、距离信号实时显示并存储在存储芯片内。该检测装置的显示功能主要由液晶显示屏(128064型)完成。

该检测装置设有USB接口10(在信号处理电路中为JP2)。USB接口10(JP2)通过通讯芯片U6(Max232)与单片机相连。USB接口用于检测装置与上位机的连接。通过USB接口可将检测装置内存储的电流数据、距离数据以槽位数据上传至上位机，上位机在更专业的软件支持下对所采集的数据进行进一步的分析，以判断定子绕组的接地点；或者由上位机向检测装置发送不同发电机定子各相需检测的槽位顺序，并在检测装置的显示屏上显示，操作者可按所显示的槽位顺序进行检测。

与单片机连接有各功能按键，即菜单、取消、翻页、测量、确认按键，这些按键布置在壳体面板上。通过USB接口，使得检测装置与上位机(笔记本)电脑连接。依规定步骤操作按键，对检测装置进行初始化。

Claims (3)

1、一种发电机定子绕组接地故障检测装置，包含壳体(1)和壳体内部含有单片机的具有信号放大、存贮、显示功能的信号处理电路，其特征为：在壳体内部固定一个其输出端与信号处理电路相连接的电磁感应线圈(2)，在壳体的底部固定有滚轮(3)，滚轮上部有固定于壳体内部的轮盖(4)，滚轮上设置有磁条(5)，在轮盖(4)的内表面固定有与滚轮上的磁条配合的霍尔传感器(6)。

2、如权利要求1所述的发电机定子绕组接地故障检测装置，其特征为：固定于壳体内部的电磁感应线圈(2)上套有与壳体固定的外壳(7)。

3、如权利要求1或2所述的发电机定子绕组接地故障检测装置，其特征为：在检测装置的壳体上设有手柄(8)。

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