DE102006002552A1

DE102006002552A1 - Manuelles Sondenträgersystem und Verfahren zur Verwendung desselben

Info

Publication number: DE102006002552A1
Application number: DE102006002552A
Authority: DE
Inventors: Sang Bin Lee; Dongwook Kim; Waheed Tony Mall
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2005-01-18
Filing date: 2006-01-19
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2026-01-20
Also published as: US20050093536A1; US7208971B2; CA2532899A1; GB2422205A; CN1818667A; DE102006002552B4; GB0600765D0; GB2422205B

Abstract

Ein Sondenträgerschlitten zur Verwendung während der Sondierung einer elektrischen Vorrichtung enthält einen Körper (250), eine Einrichtung zur Lagerung und Positionierung des Körpers (250), eine Anzahl von Magnetflusssensoren und einen Positionssensor. Der Körper (250) weist ein erstes Ende (252) und ein zweites Ende (256) auf. Die Anzahl von Magnetflusssensoren sind an dem Körper (250) betriebsmäßig angeschlossen. Jeder Magentflusssensor enthält eine Sonde (100) mit einem Kern und einer Spule. Der Kern enthält ein Material mit hohen Anfangspermeabilitäts- und hohen Widerstandseigenschaften. Die Sonde (100) ist dazu eingerichtet, derart getragen zu werden, dass ein erfassender Abschnitt des Kerns in einer berührungslosen beabstandeten Beziehung zwischen einer vorbestimmten Fläche der elektrischen Vorrichtung und dem erfassenden Abschnitt des Kerns aufrechterhalten wird. Der Positionssensor ist dazu eingerichtet, die Position entlang einer Längsachse der elektrischen Vorrichtung zu bestimmen.

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Träger- oder Schlittensystem für eine Sonde für die Diagnose und Überwachung des Betriebs einer elektrischen Vorrichtung.

Auf dem Gebiet der Elektrizitätserzeugung auf einer kommerziellen Ebene ist es wichtig, dass Elemente des Stromerzeugungssystems über ihre erwartete nutzbare Lebensdauer hinweg vollkommen funktionsfähig bleiben, so dass sich unerwartete Ausfallzeiten und/oder katastrophale Fehler verhindern lassen. Um derartige Probleme zu vermeiden, ist es wichtig, dass Elemente, wie beispielsweise die großen Statoren, die Teil des oben erwähnten Generatorsystems bilden, vor ihrem Verkauf, nach der Installation auf der Kundenseite und während regulärer periodischer Wartungsmaßnahmen sorgfältig inspiziert und getestet werden.

Der Statorkern 30 einer elektrischen Maschine (wie er beispielsweise in 1 schematisiert dargestellt ist) verwendet dünne isolierte Stahllamellen 32, um den Wirbelstromfluss zu reduzieren und damit den Wirkungsgrad im Betrieb zu steigern. Die Lamellen 32 sind, wie in 2 veranschaulicht, vertikal gestapelt, indem Keil- oder Schwalbenschwanznuten 34 der Lamellen in dem Schwalbenschwanz eines Keilstabs 36 angeordnet werden, der an dem Rahmen des Statorkerns 30 angebracht ist. Um die Lamellen zusammen zuhalten und um Schwingungen der Lamellen zu verhindern, ist der Statorkern 30 mit einer Kraft von ungefähr 300–350 Psi axial zusammen geklemmt.

Ein Kurzschluss der Lamellen 32 kann durch Herstellungsfehler, eine Beschädigung bei Zusammenbau/Inspektion/Neuwicklung, Stator-Rotor-Berührung, Schwingungen gelockerter Spulen-Keile/Lamellen, magnetische Fremdstoffe etc. verursacht sein. Falls die Lamellen 32 aus irgendeinem Grund kurzgeschlossen werden, wird in dem Fehlerstromkreis, der über den Fehler – die Lamellen – den Keilstab (vgl. 2) verläuft, ein größerer zirkulierender Wirbelstrom induziert. Die typischen Fehlerorte 39 sind in 3 veranschaulicht. Der zirkulierende Fehlerstrom 26 steigt mit der Anzahl von kurzgeschlossenen Lamellen und der elektrischen Leitfähigkeit zwischen den Lamellen 32 und dem Kurzschluss/Keilstab an. Der Fehlerstrom 26 steigert die Leistungsabgabe in dem Statorkern und führt zu örtlicher Erhitzung. Die Spitzenlastpunkte (Hot-Spots) können zu einer noch schwerwiegenderen örtlichen Aufheizung führen und ggf. ein Verbrennen oder Schmelzen der Lamellen bewirken. Als Folge hiervon kann es auch zu einer Beschädigung der Statorstabisolierung und der Wicklungen kommen, wodurch ein Massestromfluss über den Statorkern herbeigeführt wird. Deshalb sollten interlaminare (zwischen den Lamellen auftretende) Kernfehlerstellen erfasst und repariert werden, um weiteren Schaden zu verhindern und die Zuverlässigkeit des Generatorbetriebs zu erhöhen.

Um Fehlerstellen in dem Statorkern 30 zu detektieren, wurden vielfältige Testverfahren entwickelt. Der sog. „Ringtest" beruht auf der Detektion der durch die Kurzschlussströme hervorgerufenen Wirbelstromerwährmung. Der Statorkern 30 trägt eine Anzahl daran gewickelter Windungen (gewöhnlich weniger als 10) eines elektrischen Drahts, die toroidförmige Erregerwicklungen 31 der in 1 dargestellten Art bilden. Die Stromstärke in den Wicklungen ist derart gewählt, dass der in den Statorkern 30 geleitete magnetische Fluss in etwa den normalen Betriebspegeln (von etwa 1–1,5 Tesla) entspricht. Die Höhe der erforderlichen Erregung beträgt einige Millionen Voltampere (MVA), da ein Strom von einigen hundert Ampere und Spannungen von mehreren hundert Volt in der Spule erforderlich sind, um den gewünschten magnetischen Fluss zu erreichen. Der Statorkern 30 wird über einige Stunden in dieser Weise angeregt. Wärmebildkameras werden dazu verwendet, die „Spitzenlastpunkte" (Hot-Spots) auf der innen liegenden Statorfläche aufzudecken. Diese Hot-Spots zeigen die Position und die Ernsthaftigkeit der interlaminaren Kurzschlussstromkreise an.

Allerdings lassen sich Kurzschlussstromkreise, die sich unterhalb der Oberfläche der Statorzähne 37 und der Spalte befinden, nur schwer entdecken, weil die thermische Diffusion dazu führt, dass der Temperaturanstieg an der Oberfläche diffus/ausgebreitet ist. Wegen des hohen Energieniveaus, das in dem Ringtest verwendet wird, ist es dem Wartungspersonal nicht möglich, während eines Tests die Bohrung oder das Innere des Statorkerns zu betreten. Darüber hinaus müssen die in dem Test verwendeten Kabel für den erforderlichen Megawatt-Leistungspegel ausreichend dimensioniert sein, wodurch sich lange Auf- und Abbauzeiten ergeben.

Der in dem Ringtest verwendete starke magnetische Fluss stellt ein großes Problem dar: die benötigten hohen Stromstärken (von z. B. Hunderten von Ampere bei Spannungen von einigen Tausend Volt) erfordern eine Teststromversorgung, die in der Lage ist, eine Leistung von einigen Megawatt zu liefern. Die hohen Stromstärken und Spannungspegel erfordern eine Sorgfalt bei der Auswahl der Erregerwicklung und bei deren Montage auf dem Generatorkern, weil sie Teile des Kerns verdecken können. Da der Hitzetest auf einem Kern ausgeführt wird, der seines regulären Kühlsystems beraubt ist, kann eine Überhitzung Schäden an dem Kern hervorrufen. Die hohen Stromstärke- und Spannungspegel beeinträchtigen die Sicherheit des Bedieners, und das Personal darf das Kerninnere, wie oben erwähnt, während des Ablaufs eines Ringtests nicht betreten.

Um die Nachteile des Ringtests zu überwinden, wurde das sog. „EL CID"-Testverfahren (Electromagnetic Core Imperfection Detection = Elektromagnetisches Verfahren zur Detektion von Kerndefekten) entwickelt. Dieser Test beruht auf der Detektion des Magnetfeldes, das durch die Kurzschlussströme hervorgerufen wird, die aufgrund interlaminarer Kurzschlussstromkreise fließen. Wie im Falle des Ringtests trägt der Generatorkern eine Anzahl von Windungen in Form eines Toroids. Die Stromstärke in den Windungen ist derart gewählt, dass der Kern mit etwa 4% der normalen Betriebsflussstärke betrieben wird. Dies entspricht einem entlang der Kernoberfläche induzierten elektrischen Feld von ungefähr 5 Volt/Meter. Die erforderliche Stromstärke liegt im Bereich von 10–30 Ampere, so dass eine ziemlich kleine Spannungsquelle von einigen kVA eingesetzt werden kann. Ein nach seinem Erfinder als Chattock-Spule bezeichnetes magnetisches Potentiometer wird dazu verwendet, die Magnetfelder zu erfassen, die aufgrund der in den interlaminaren Isolationsfehlern induzierten Kurzschlussströme zwischen zwei benachbarten Zähnen erzeugt werden.

Die (auch als Maxwellsches Wendel- oder magnetisches Potentiometer bekannte) Chattock-Spule wird verwendet, um die Phasenquadraturkomponente des durch eventuelle induzierte interlaminare Ströme erzeugten Magnetfelds zu erfassen. Chattock-Spulenspannungen, die jenen entsprechen, die durch einen Teststrom von 100 mA oder mehr erzeugt werden, werden im Falle des Pegels von 4 % des Erregermagnetfeldes als Indikator für einen kritischen interlaminaren Kurzschluss verwendet.

Die Chattock-Spule 38 überspannt gewöhnlich in der in 4 und 5 gezeigten Weise die Breite zweier benachbarter Zähne 37 und wird entweder von Hand oder durch einen Roboter- oder automatisierten Schlitten entlang der Oberfläche des Stators bewegt. Da der Kurzschlussstrompfad einen relativ großen Widerstand aufweist, befindet sich der durch den Kurzschlussstromkreis hervorgerufene magnetische Fluss gegenüber dem Erregerfluss in Phasenquadratur. Das Signal von der Chattock-Spule wird mit einem aus dem Erregerstrom abgeleiteten Referenzsignal zusammengeführt, so dass phasensensitive Detektionsverfahren verwendet werden können, um das Fehlersignal aus dem Hintergrundrauschen zu extrahieren.

Es ist ein vollkommen digitales EL CID-System entwickelt worden. Dieses System weist gegenüber den vorherigen analogen Anordnungen eine verbesserte Rauschunterdrückung auf. Nichtsdestoweniger gibt es eine Reihe von Anomalien und Verzerrungen, die bei der Durchführung des EL CID-Tests auftreten können, und zur Interpretation derselben ist Wissen und Erfahrung hinsichtlich des Kernaufbaus erforder lich.

Der EL CID-Test umfasst eine Erregung des Kerns in einer ähnlichen Weise wie bei dem Ringtest, verwendet jedoch viel geringere Spannungs- und Strompegel. Ein magnetischer Fluss von 4–5 % ist die Regel. Das EL CID-Testverfahren weist die folgenden Eigenschaften auf. Die für diesen magnetischen Fluss erforderliche Stromstärke lässt sich von einem regelbaren Transformator beziehen, der zur Versorgung an eine Standardsteckdose angeschlossen wird. Die aufgrund dieses niedrigen magnetischen Flusses induzierte Spannung wird auf einem Pegel von etwa 5 Volt/Meter gehalten, so dass das Personal den Kern während des EL CID-Tests betreten kann, um Überwachungen durchzuführen. Die bei diesem magnetischen Fluss induzierten Ströme sind ausreichend gering, um keine Überhitzung hervorzurufen, so dass keine auf den Test zurückzuführende zusätzliche Beschädigung des Kerns zu befürchten ist.

Der EL CID-Test ist besser geeignet, um interlaminare Fehler aufzudecken, die unterhalb der Oberfläche liegen. Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Ringtest, der auf der thermischen Diffusion des im Inneren befindlichen Hot-Spots beruht, um eine Detektion zu ermöglichen. Jedoch kann der EL CID-Test hohe Rauschpegel hervorrufen, insbesondere wenn in dem Endstufenbereich 35 (siehe 12) gescannt wird. Die hohen Rauschpegel rühren daher, dass die Chattock-Spule 38 auf einer Seite des EL CID-Wagens (Trolleys) angeordnet ist, wodurch der Wagen in dem Endstufenbereich umgedreht oder gewendet oder sorgfältig positioniert werden muss. Außerdem führt die Handhabung des Wagens gelegentlich zu einem Bruch des feinen Drahts, der um die Chattock-Spule 38 gewunden ist.

Somit ist es erwünscht, eine Sonde zu entwickeln, die nicht zu einem Bruch aufgrund der Handhabung neigt und die auch kein Wenden in dem Endstufenbereich 35 erfordert.

KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung umfassen einen Sondenträgerschlitten zur Verwendung bei der Sondierung einer elektrischen Vorrichtung. Der Sondenträgerschlitten enthält einen Grundkörper, Mittel zur Lagerung und Positionierung des Grundkörpers, mehrere Magnetflusssensoren und einen Positionssensor. Der Grundkörper weist ein erstes Ende und ein zweites Ende auf. Die mehreren Flusssensoren sind betriebsmäßig mit dem Grundkörper verbunden. Jeder Flusssensor enthält eine Sonde mit einem Kern und einer Spule. Der Kern enthält ein Material, das die Eigenschaften einer hohen Anfangspermeabilität und eines hohen Widerstands aufweist. Die Sonde ist dazu eingerichtet, derart getragen zu werden, dass ein erfassender Abschnitt des Kerns in einer berührungsfreien beabstandeten Anordnung zwischen einer vorbestimmten Oberfläche der elektrischen Vorrichtung und dem erfassenden Abschnitt des Kerns gehalten wird. Der Positionssensor ist dazu eingerichtet, die Position entlang einer Längsachse der elektrischen Vorrichtung zu bestimmen.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung umfassen ein Verfahren zur Erfassung einer elektrischen Fehlerstelle in einer elektrischen Vorrichtung. Das Verfahren umfasst, dass eine Anzahl von Sonden auf einem Wagen gehaltert oder getragen werden, ein erfassender Abschnitt des festen Kerns in einer berührungsfreien beabstandeten Beziehung zwischen einander gegenüberliegenden Flächen von Elementen der elektrischen Vorrichtung, durch die ein Streufluss hindurchtritt, gehalten wird, eine Erregung der elektrischen Vorrichtung auf ein vorbestimmtes Niveau eingeleitet wird, der Streufluss unter Verwendung jeder Sonde an einer ersten Position erfasst wird, der Trolley in eine zweite Position in Bezug auf die einander gegenüberliegenden Flächen überführt und der Streufluss erfasst wird, eine Schwankung in der Ausgabe jeder Sonde überwacht und die Fehlerstelle in Abhängigkeit von einem anormalen Streufluss erfasst wird, sowie eine axiale Position des Wagens in der elektrischen Vorrichtung bestimmt wird. Jede Sonde weist einen festen Kern und eine an dem festen Kern angeordnete Spule auf. Das vorbestimmte Niveau ist kleiner als ein normaler Betriebspegel.

Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung erschließen sich aus der folgenden Beschreibung, die in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen zu lesen ist, in denen gleiche Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt eine schematisierte Perspektivansicht eines herkömmlichen Statorkerns, auf den die Ausführungsformen der Sensoranordnung anwendbar sind.
2 und 3 zeigen eine Seitenansicht von bzw. Draufsicht auf Statorlamellen zur Veranschaulichung der Art und Weise, in der der Statorkern aus einer Anzahl dünner isolierter Stahllamellen aufgebaut ist, die mit einem Rahmen des Stators mittels Keilnuten und Keilschienen verbunden sind.
4 zeigt eine schematisierte Vorderansicht von zwei Statorzähnen, die mittels einer Sensoranordnung der Bauart EL CID untersucht werden, und veranschaulicht den Streufluss, der erzeugt wird, wenn die Zähne mit keinerlei Fehler behaftet sind.
5 zeigt eine schematisierte Ansicht von vorne von zwei Statorzähnen, die unter Verwendung der Sensoranordnung des EL CID-Typs untersucht werden, und veranschaulicht den Streufluss, der erzeugt wird, wenn Fehler vorhanden sind, die den Zähnen zuzuordnen sind.
6 zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine Sensoranordnung gemäß der RU 2082274 C1 nach dem Stand der Technik, auf die in den einleitenden Absätzen dieser Offenbarung Bezug genommen ist.
7 zeigt in einer schematisierten Ansicht, wie die beiden im Zusammenhang mit der Anordnung der RU 2082274 C1 verwendeten Sensoren in einem Statorkern gemeinsam mit der dem Testverfahren zugeordneten Schaltung eingesetzt werden.
8 zeigt eine Schlitten- oder Trägeranordnung nach dem Stand der Technik, die in Verbindung mit den Sensoren nach 7 verwendet wird und die in der RU 2082274 C1 beschrieben ist.
9 zeigt eine schematische Ansicht von vorne, die den Einsatz einer Sonde oder eines Sensors gemäß einer Ausführungsform der Erfindung darstellt und den Streufluss veranschaulicht, der ohne Vorhandensein eines Fehlers auftritt.
10 zeigt eine schematische Ansicht von vorne, ähnlich derjenigen in 9, wobei sie jedoch die Situation veranschaulicht, in der ein Fehler aufgetreten ist und der Streufluss sich entsprechend verändert hat.
11 zeigt eine schematisierte Ansicht von vorne einer beispielhaften Schlitten- oder Trägeranordnung, die verwendet werden kann, um die Sensor-/Sondenanordnung nach 9 zu tragen und zu bewegen, gemäß bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt in einer schematisierten Ansicht, wie der Sensor durch einen Stator hindurch in Richtung auf den Endstufenbereich bewegt wird, in dem die Länge der Zähne verringert ist.
13 zeigt in einem Schaubild ein Beispiel einer Schaltungsanordnung, die in Verbindung mit der Sensor-/Sondenanordnung nach 9 verwendet werden kann, um die Schwankung des Streuflusses zu erfassen.
14 und 15 zeigen schematische Abbildungen von Statoren, um zu veranschaulichen, wie die Erregerspule bezüglich einer Sensorposition angeordnet sein kann, um ein Rauschen während der Untersuchung des Stators zu reduzieren.
16 dient als ein Beispiel für ein Zeigerdiagramm, das Charakteristika aufweist, die im Falle eines fehlerfreien oder einwandfreien Kernsystems erhalten werden.
17 veranschaulicht in einer gemischten schematisierten Darstellung die Sensorposition und die Signale, die mit einer einwandfreien Lamellenanordnung erhalten werden.
18 zeigt ein Beispiel für ein Zeigerdiagramm, das erzeugt wird, wenn eine Sub-Keil-Fehlerbedingung erfasst wird.
19 veranschaulicht in einer gemischten schematisierten Darstellung die Sensorposition und Signale, die erhalten werden, wenn eine Sub-Keil-Fehlerbedingung erfasst wird.
20 veranschaulicht ein Beispiel eines Zeigerdiagramms, das erzeugt wird, wenn eine Oberflächenfehlerbedingung erfasst wird.
21 veranschaulicht in einer gemischten schematischen Darstellung die Sensorposition und die Signale, die bei Vorliegen einer Oberflächenfehlerbedingung erhalten werden.
22 und 23 veranschaulichen in einer Draufsicht bzw. einer Ansicht von vorne ein alternatives Ausführungsbeispiel einer Schlitten- oder Trägeranordnung, die verwendet werden kann, um die Sensor-/Sondenanordnung zu tragen und zu bewegen.
24 zeigt eine ähnliche und detailliertere Ansicht der in 11 veranschaulichten Schlitten- oder Trägeranordnung, die verwendet werden kann, um die Sensor-/Sondenanordnung zu tragen und zu bewegen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zusammenfassend ausgedrückt, weist ein offenbartes Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Sonde auf, die einen Kern und eine den Kern umgebende Sensorspule enthält. Der Kern ist in einer berührungslosen beabstandeten Beziehung zwischen einander gegenüberliegenden Oberflächen 42 der Vorrichtung, die mit der Sonde untersucht wird, angeordnet. Die gegenüberliegenden Flächen 42 sind beispielsweise die Seitenwände einander benachbarter Lamellenzähne 37 eines Statorkerns 30. Zwischen den Enden des Kerns und den gegenüberliegenden Flächen werden geringe Luftspalte sorgfältig aufrechterhalten. Die Auswirkungen einer Position der Sonde sind auf ein Minimum reduziert, weil der Netto-Spalt konstant ist. Die Sonde ist auf einer als Schlittenanordnung ausgebildeten Trägeranordnung gelagert und wird entlang der Zähne 37 zwischen diesen bewegt. Es werden Veränderungen des Streuflusses 29 überwacht, der erzeugt wird, wenn der Stator erregt wird. Der Stator wird mittels einer Erregerwicklung auf einige Prozent eines normalen Erregungspegels erregt. Die Erfassung eines anormalen Streuflusses weist auf die Anwesenheit eines Fehlers hin.
9–13 veranschaulichen eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung. In dieser Anordnung enthält der Sensor oder die Sonde 100 einen ferromagnetischen Sensorkern 102, der durch eine Sensorspule 104 hindurchragend angeordnet ist. Die Sensorspule 104 ist mit einer Schaltungsanordnung 106 der Bauart verbunden, wie sie schematisch in 13 veranschaulicht ist. Der Sensorkern 102 ist bezüglich der laminierten Zähne 37 derart angeordnet, dass Luftspalte 108, 109 (wie sie am besten in 11 zu sehen sind) zwischen den einander gegenüberliegenden Ober flächen 42 der einander benachbarten Zähne 37, zwischen denen die Sonde 100 angeordnet ist, und den jeweiligen gegenüberliegenden Enden, die den Sensorkern definieren, gebildet sind.
Diese Sondenanordnung ermöglicht eine verbesserte Vielseitigkeit und eine höhere Zuverlässigkeit für den Nachweis von Fehlern, eine reduzierte Scannzeit und eine leichte Handhabung. Das grundlegende Prinzip einer Erregung eines Statorkerns mit geringem Pegel ist jenem des oben erwähnten EL CID ähnlich, mit dem Unterschied, dass eine Eisenkern-Sonde verwendet wird, um die Signale zwischen den einander gegenüberliegenden Oberflächen 42 der gerade sondierten Vorrichtung zu erfassen.
Die Verwendung einer Sonde 100 mit einem aus einem magnetischen Material gefertigten Kern führt zu einer wesentlichen Steigerung des Signalpegels, da die Sonde 100 einen Pfad geringen magnetischen Widerstands für den magnetischen Fluss bereitstellt. Die gemessene Sondenspannung ist aufgrund der hohen Magnetflusskonzentration in der Sonde um 2–3 Größenordnungen höher als diejenige einer Sonde mit Luftkern, beispielsweise einer Chattock-Spule 38, was ein verbessertes Signal/Rausch-Verhältnis der Spannungsmessung zur Folge hat. Die Sonde ist zwischen den gegenüberliegenden Flächen 42 mit einem gesamten Luftspalt von bis zu ungefähr 0,5 cm auf jeder Seite der Sonde 100 angeordnet. Eine Aufrechterhaltung dieser Luftspalte ist von Bedeutung, um ein in das Ausgangssignal der Sonde 100 eingeführtes Rauschen auf ein Minimum zu reduzieren.
ERREGERSYSTEM
Der Statorkern 30 ist, wie in 13 gezeigt, betriebsmäßig an ein Erregersystem 190 angeschlossen. Dieses Erregersystem 190 sorgt für einen zirkulierenden magnetischen Fluss in dem Joch des Statorkerns, um die Erregung eines Fehlerstroms 26 hervorzurufen. Das Erregersystem 190 enthält einen regelbaren Einzelphasen-Autotransformator 191 und eine Erregerwicklung 31. Das Erregersystem 190 kann einen 120/240V-Einzelphasenvariac, der an die Erregerwicklung angeschlossen ist, aufweisen. Alternativ kann zum Erregen des Kerns auch ein regelbarer Einzelphasen-Autotransformator und ein Kabel mit einer Leitfähigkeit für eine Stromstärke von wenigstens 20 A verwendet werden.
Ein Softwareprogramm, das auf einem Personalcomputer (PC) läuft, der Bestandteil der Schaltungsanordnung 106 ist, berechnet die Anzahl von Erregerwicklungswindungen (2–7) und die Erregerspannung, die in dem Kern einen gewünschten magnetischen Fluss erzeugt, und gibt diese Daten auf einem Display wieder. Um eine beispielhafte Untersuchung durchzuführen, kann die Magnetflusserregung beispielsweise auf etwa 0,075 T (3–4 % des Nenn-Magnetflusses) und die Erregerfrequenz auf etwa 50/60 Hz reguliert werden. Allerdings ist dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung nicht auf diese Parameter beschränkt, so dass vielfältige andere Parameter verwendet werden können, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung berührt ist.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung basiert die Berechnung der Erregerspannung und der Anzahl der Erregerwicklungswindungen auf den Abmessungen des Generatorstatorkerns 30. Die im Folgenden aufgelisteten Beispiele von Parametern zur Berechnung der Spannung und der Windungsanzahl sind jene, die zum Berechnen der wirksamen Fläche für den zirkulierenden magnetischen Fluss benötigt werden:

1) Innendurchmesser/Innenradius (ID/IR (Zoll))
2) Außendurchmesser/Außenradius (OD/OR (Zoll))
3) Zahnlänge (TL (Zoll))
4) Kernlänge (CL (Zoll)).

Sämtliche Parameter lassen sich aus den Konstruktionsunterlagen des Generators entnehmen oder können ohne weiteres gemessen werden. Da der Innenraumblock und die Isolierung zu berücksichtigen sind, kann die effektive Kernlänge, sofern diese nicht in sonstiger Weise spezifiziert ist, mit etwa 10–90 % der Kernlänge angenommen werden.
In Feldversuchen ist beobachtet worden, dass die von der Sonde erhaltenen Signale bei einem Scannen in einem Spalt nahe der Erregerwicklung 31 oder bei Verwendung einer Innenbeleuchtung durch das Rauschen aufgrund von Interferenzen verzerrt werden. Deshalb wird empfohlen, die gesamte Beleuchtung (oder ähnliche elektrische Ausrüstung) zu entfernen und die Erregerwicklung 31 wenigstens einmal während des Scannens, wie in den 14 und 15 veranschaulicht, von der Seite, von der hier gescannt wird, zu der gegenüberliegenden Seite des Statorkerns 30 zu bewegen, so dass die Erregerwicklung 31 von der Sonde entfernt angeordnet ist und auf diese Weise genaue Messungen gefördert werden.
SONDENTRÄGER- ODER -SCHLITTENSYSTEM
Um ein Scannen zu erleichtern, ist die Sonde auf einem als Schlittensystem ausgebildeten Trägersystem gelagert. Ein Beispiel eines Schlittensystems ist in den 11 und 24 veranschaulicht. In dieser Anordnung ist das Schlittensystem durch einen Wagen 200 gebildet, der konstruiert ist, um die Sonde in der richtigen Position zu tragen oder schwebend zu halten, während in der axialen Richtung gescannt wird. Ein geeignetes, richtiges Positionieren und fluchtendes Ausrichten 1) des Wagens 200 in Bezug auf die Generatorzähne 37 und 2) der Sonde 100 in Bezug auf den Wagen 200 sind wichtig, um genaue Messwerte zu erzielen.
Die Auswahl einer geeigneten Breite der Sonde 100 stellt einen Kompromiss zwischen dem Signalstärkepegel und einem problemlosen Durchführen des Scannens dar. Eine Erhöhung der Breite der Sonde 100 (nämlich eine Verringerung der Luftspalte 108 und 109) steigert den Signalpegel, erhöht allerdings auch die Wahrscheinlichkeit einer Berührung des Sondenkerns 102 mit den Zähnen 37, zwischen denen dieser angeordnet ist. Eine Berührung hat selbstverständlich ein Rauschen in dem Signal zur Folge. Die Sondenbreite, die experimentell ermittelt worden ist, um gute Signalmesswerte und leichte Durchführbarkeit des Scannens (ohne Berührungen) zu gewährleisten, ist etwa gleich der Spaltbreite minus ungefähr 0,38 cm bis ungefähr 0,5 cm. Wenn die Spaltbreite beispielsweise 3,266 cm beträgt, würde eine geeignet dimensionierte Sonde 100 eine beliebige Breite zwischen ungefähr 2,8 cm und ungefähr 2,9 cm aufweisen.
Die Weite und der Winkel der Räder 213 des Wagens lassen sich, wie in 11 gezeigt, durch Drehen entsprechen der Stellschrauben 210, 212 so anpassen, dass sich die Wagenführungsplatten 214 zur Verhinderung einer Schrägstellung oder Kippbewegung des Wagens an die nach außen gewandten Seiten der Zähne 37, zwischen denen die Sonde schwebend gehalten wird, eben und eng anschmiegen. Die Sonde 100 ist an einem Sondenverlängerungselement 216 sicher befestigt, um ein Kippen und inkonsistente Messdaten zu vermeiden.
Wenn die Sonde an der Sondenverlängerung 216 angebracht ist, wird die Sonde 100 durch Einstellen der beiden Sondenpositionsstellschrauben 218 zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen 42 der Vorrichtung positioniert, wie dies in 11 veranschaulicht ist. Ein Lösen der Sondenpositionsstellschrauben 218 ermöglicht eine Einstellung der Sonde 100 in der vertikalen Richtung. Ein Festziehen der Sondenpositionsstellschrauben 218 fixiert die Sonde 100 an einer ausgewählten Position. Es ist wünschenswert, die Stahlelemente der Sonde 100 etwa in der Mitte zwischen den gegenüberliegenden Flächen 42 und geringfügig oberhalb des Spaltkeils 41 anzuordnen.
DATENAKQUISITIONSSYSTEM
Die beiden Messwerte, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung aufgenommen werden, sind die Sondenspannung und der Erregerstrom. Diese Parameter können mittels einer kommerziell erhältlichen Hardware gemessen werden, beispielsweise mit einem tragbaren Datenakquisitionssystem Wavebook^® 516, das von IOTECH^® vertrieben wird.
Das Softwareprogramm regelt/steuert die Einstellungen des Datenakquisitionssystems und dient ferner dazu, die durch das Scannen jedes Spalt akquirierten Daten zu ver arbeiten, auf einem Display anzuzeigen und zu speichern. Die Software stellt einen Parametereingabeschirm und einen Hauptprogrammschirm zur Verfügung. Der Parametereingabeschirm ermöglicht einem Bediener, Daten, einschließlich Testparameter und Generatorabmessungen, einzugeben. Die Anzahl von Windungen der Erregerwicklung 31 und die Erregerspannung werden auf der Grundlage der in die Software eingegebenen Daten berechnet und angezeigt. Der Hauptprogrammschirm zeigt die gemessenen und verarbeiteten Signale an.
INTERPRETATION VON ERGEBNISSEN
Ein Zeigerdiagramm wird dazu verwendet, den Zustand des interlaminaren Kernfehlersystems anzuzeigen. Ein Beispiel für ein derartiges Zeigerdiagramm ist in den 16 und 18 veranschaulicht. In diesem System repräsentieren V_e, I_e und Φ_e die Erregerspannung, die Stromstärke bzw. den magnetischen Fluss der Erregung. V_s, V_se stellen die gemessene Sondenspannung und die auf die Erregung zurückzuführende Sondenspannung dar. Für korrekt hergestellte, fehlerfreie (einwandfreie) Lamellen ist, wie in 16 und 18 gezeigt, V_s gleich V_se.
Die Software zeigt den Betrag der gemessenen Sondenspannung als Effektivwert, V_s, und den Phasenwinkel zwischen der Sondenspannung und der Ableitung des Erregerstroms ϕ an. Beide Signale werden basierend auf den Messwerten der Sondenspannung und der Stromstärke berechnet, und beide Signale werden berücksichtigt, um das Vorhandensein, die Schwere und die Position des Fehlers zu ermitteln. Für einwandfreie Lamellen sind die idealerweise gemessenen Signale und die Magnetflussverteilung in 17 veranschaulicht. Die Einbrüche des Spannungswertes |V_s| werden durch die Innenraumblöcke hervorgerufen. Mit Ausnahme des Passierens der Innenraumblöcke ist die Größe der Spannung konstant, und der Winkel ist über den gesamten Scannvorgang hinweg konstant. Die Einbrüche, die zu den Innenraumblöcken gehören, können gezählt werden, um die ungefähre Lage des Fehlers abzuschätzen, wenn ein verdächtiges Signal entdeckt wird.
Wenn ein Fehler innerhalb des Spalts vorhanden ist, ändert sich die Verteilung des Magnetflusses, weil die in dem Fehler induzierte Spannung V_f einen Fehlerstrom I_f verursacht, der eine zusätzliche Fehler-Magnetflusskomponente Φ_f induziert, die den durch die Sonde verlaufenden magnetischen Fluss verändert. Das Zeigerdiagramm im Falle einer Sub-Keil-Fehlerbedingung ist in 18 gezeigt, wobei V_sf die auf den Fehler zurückzuführende gemessene Sondenspannungskomponente darstellt und V_s gleich der gemessenen Sondenspannung ist.
Die gemessene Sondenspannung V_s kann, wie in 18 veranschaulicht, als eine Zeigersumme der aufgrund der Magnetflusserregung induzierten Spannungskomponente und der Komponente angenommen werden, die auf einen Fehler-Magnetfluss zurückzuführen ist, der sich aus dem Sub-Keilfehler ergibt. Die typische Wellenform und Magnetflussverteilung unter dieser Fehlerbedingung stellt sich wie in 19 gezeigt dar. Aus 19 ist ersichtlich, dass eine Betragsänderung (d. h. Erhöhung) der gemessenen Sondenspannung V_s unter dieser Fehlerbedingung wahrnehmbar ist, wobei jedoch die Winkeländerung sehr gering ist. Die Fehlersignaturen sind ähnlich, wenn sich die Fehler zwischen dem Schwalbenschwanz des Spaltkeils 41 und der Wurzel des Zahns 37 befinden.
Das Zeigerdiagramm unter einer Oberflächenfehlerbedingung (z. B. einem Fehler auf einer Zahnspitze) ist in 20 veranschaulicht. Der Hauptunterschied zwischen einem Oberflächenfehler und einem Sub-Keilfehler besteht darin, dass der Fehler-Magnetfluss in der Sonde entgegengesetzt zu der Magnetflusserregung 28 gerichtet ist, wie dies in 21 veranschaulicht ist. Als Folge hiervon nimmt der Betrag der Sondenspannung ab, und der Phasenwinkel ändert sich erheblich.
Wie aus den obigen Beispielen hervorgeht, lässt sich das Vorhandensein eines Fehlers an jeder Abweichung von einer einwandfreien Signatur ablesen. Die Position des Fehlers lässt sich basierend auf der Stärke und den Winkelsignaturen ermitteln. Es ist beobachtet worden, dass sowohl die Stärke als auch die Phasenwinkeländerung mit dem Schweregrad des Fehlers ansteigen.
Als eine Alternative zu der offenbarten Sondenwagenanordnung ist es möglich, einen Wagen oder ein ähnliches kleines automatisches Beförderungsmittel einzurichten, um dieses entlang des oberen Randes des Spaltkeils in der in den 22 und 23 schematisch dargestellten Weise zu bewegen. Der Wagen oder das Transportmittel 300 ist in diesem Fall auf Rollen 223 gelagert und ferner mit Seitenrollen 224 versehen, die entlang der nach innen gewandten Flächen der Zähne 37 rollen, zwischen denen die Sonde 100 angeordnet ist. Die Rollen 223 lassen sich einstellen, um eine Änderung der Spaltweite auszugleichen. Die Seitenrollen 224 können mittels Federkraft vorgespannt sein, um eine automatische Einstellung für unterschiedlich beabstandete Zähne 37 zu ermöglichen. Die Länge des Sondenkerns kann einstellbar konfiguriert sein.
Diese Wagenanordnung kann völlig automatisiert werden und mit einer eigenen unabhängigen Spannungsquelle (beispielsweise Batterien) sowie mit einem Sender ausgestattet sein, der dazu dient, erfasste Magnetflussdaten an eine entfernt angeordnete Station zu übermitteln. Durch eine Übertragung in einem geeigneten Frequenzbereich können die Daten an die entfernt angeordnete Station übermittelt werden, ohne dass sie durch Rauschen verfälscht oder auf sonstige Weise beeinträchtigt werden.
24 zeigt eine ähnliche und detailliertere Ansicht des Wagens 200, der in 11 veranschaulicht ist. Bezugnehmend auf 11 und 24 enthält der Wagen 200 einen Grundkörper 250, der in einer beispielhaften Ausführungsform durch einen röhrenförmigen Körper gebildet ist. Der Körper 250 erleichtert die Unterbringung der (nicht veranschaulichten) Leitungsdrähte für das Sondensystem. Es versteht sich, dass der Körper 250 eine beliebige Gestalt aufweisen kann, die die Aufnahme der Leitungen unterstützt. Der Körper 250 weist ein erstes Ende 252 mit einem ersten Sondenverlängerungselement 254 zur Befestigung einer ersten Sonde 100 auf. Der Körper 250 weist ferner ein zweites Ende 256 mit einem zweiten Sondenverlängerungselement 258 auf, das zur Montage einer zweiten Sonde 100 dient. Der Körper 250 enthält eine Handhabe oder einen Griff 260, der dazu dient, eine manuelle Steuerung des Wagens 200 zu erleichtern. An einem Ende 262 des Griffs 260 ist ein Zugentlastungsmittel 264 vorgesehen, das die Leitungsdrähte für das Sondensystem aufnimmt und einen Anschluss an ein (nicht veranschaulichtes) Kabel ermöglicht. Der Griff 260 enthält einen Schalter 270 zur manuellen Ein- und Ausschaltung des Sondensystems. Indem der Schalter 270 an dem Wagen 200 vorgesehen ist, kann durch einen Techniker eine Ablesung oder Anzeige bewerkstelligt werden. Der Körper 250 enthält ferner Anzeigelichter 272, die anzeigen, wann die Sonde 100 sich in einem Standby-Modus befindet und wann die Sonde aufzeichnet.
Die Sondenverlängerungselemente 254 und 258 enthalten jeweils einen Sondentragarm 274 und eine Einstellschraube 218 zur Einstellung der Sonde 100 in einer vertikalen Richtung 278. Der Eisenkern 102 ist in einem Schlitz in dem Tragarm 274 angeordnet und beispielsweise unter Verwendung eines Epoxydharzes an dem Tragarm 274 gesichert. Die Positionierung des Eisenkerns 102 in dieser Weise ermöglicht eine sichere Befestigung der Sonde 100 an den Sondenverlängerungselementen 254 und 258, die hilft, eine Schrägstellung oder Kippbewegung zu vermeiden, die zu inkonsistenten Messdaten führen kann. Der Schlitz weist eine festgesetzte Größe auf, während die Länge des Sensorkerns 102 zwischen ungefähr 1 cm und ungefähr 7,6 cm variieren kann. Die Länge des Sensorkerns 102 wird in Abhängigkeit von den Eigenschaften einer zu sondierenden Vorrichtung gewählt. Während der Wagen 200 für den Betrieb lediglich eine einzelne Sonde 100 benötigt, enthält dieser Wagen 200 zwei Sonden 100, so dass der Wagen 200 nicht umgedreht oder umgelegt oder in sonstige Weise gewendet oder gelenkt werden muss, um die Endstufenregion 35 (siehe 12) zu erfassen.
Der Wagen 200 enthält Wagenräder 213, die durch Drehung der zugehörigen Einstellschraube 210 derart eingestellt werden können, dass die Wagenführungsplatten 214 sich bündig und eng an den nach innen gewandten Seiten der Zähne 37, zwischen denen die Sonde 100 schwebend gehalten ist, anschmiegen, um ein Kippen des Wagens 200 zu verhindern. Die Wagenräder 213 sind paarweise an einem zur Weiteneinstellung dienenden Element 284 angeordnet. Das Weiteneinstellelement 284 ist im Wesentlichen senkrecht zu einer Längsachse des Wagens 200 angeordnet und erstreckt sich von gegenüberliegenden Seiten des Körpers 250 aus in einer Richtung, die im Wesentlichen parallel zu einer oberen Fläche der Zähne 37 verläuft, an denen der Wagen 200 gelagert ist. Die Wagenräder 213 sind an dem Weiteneinstellelement 284 derart angeordnet, dass ein Rad jedes Paars von Rädern auf jeder entgegengesetzten Seiten des Körpers 250 angeordnet ist. Die Einstellschraube 210 wird gedreht, um zu ermöglichen, die Wagenräder 213 bei einer vorbestimmten Weite, die einem Abstand zwischen ausgewählten Zähnen 37 entspricht, voneinander entfernt zu positionieren. Wenn die Einstellschraube 210 festgezogen wird, sind die Wagenräder 213 mittels Nuten 286 in ihrer Stellung gesichert, die an einer oberen Fläche des Weiteneinstellelementes 284 angeordnet sind. Obwohl in einer beispielhaften Ausführungsform die Wagenräder 213 dazu verwendet werden, den Wagen 200 zu verfahren, wird ein Fachmann ohne weiteres erkennen, dass andere Mittel zur Beförderung und zum Abstützen des Wagens 200, wie beispielsweise Lager, Rollen, Schienen, Bahnen usw., verwendet werden können.
Der Wagen 200 enthält ferner einen induktiven Sensor 288. Ein Ausführungsbeispiel eines induktiven Sensors 288 bildet ein Wirbelstromsensor, obwohl auch andere geeignete Sensoren verwendet werden können. Der induktive Sensor 288 ist in der Lage, zwischen Luft und Metall zu unterscheiden und erfasst somit einen Luft- oder Belüftungsraum 290 (siehe 22) zwischen aufeinander folgenden Zähnen 37. Der induktive Sensor 288 zählt die Anzahl der Lufträume 290, um die axiale Position der Sonde 100 innerhalb des Statorkerns 30 zuverlässig zu bestimmen. Ein Abgleiten der Wagenräder 213 verursacht folglich keine sich akkumulierenden Fehler bei der Positionsbestimmung des Wagens 200 entlang einer Achse der Vorrichtung, die gerade sondiert wird.
Wenn die Sonde 100 an den zugehörigen Sondenverlängerungselementen 254 und 258 befestigt ist, wird die Sonde 100 durch Einstellung der Sondenpositionseinstellschraube 218 zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen 42 der Vorrichtung angeordnet, wie dies in 11 veranschaulicht ist. Es ist erwünscht, dass Stahlteile der Sonde 100 in der Mitte des Spaltes und geringfügig oberhalb des Spaltkeils 41 angeordnet sind.
Die Sonde 100 ist nicht auf Konstruktionen beschränkt, die durch die Seitenwände der Zähne 37 vollkommen eingeschlossen sind. Die Spule 104 und andere Teile der Sonde 100 können je nach Wunsch konfiguriert werden und oberhalb der Ebene der Zähne 37 angeordnet sein, während geeignete Verlängerungen des Sensorkerns 102 nach unten in den zwischen den Seitenwänden der Zähne 37 definierten Raum ragen und auf diese Weise die Luftspalte 108 und 109 errichten.
Der Sensorkern 102 der Sonde ist im Unterschied zu einem Luftkern, wie er beispielsweise in der EL CID-Sensoranordnung verwendet wird, ein Festkörper. Der Kern 102 ist vorzugsweise aus einem Material hergestellt, das sich problemlos verarbeiten lässt, d. h. weder zu hart, noch zu weich, noch schwer formbar ist, und das eine hohe Anfangspermeabilität bei geringem magnetischen Fluss gepaart mit der Eigenschaft eines hohen spezifischen Widerstands auf weist. Der Sensorkern 102 kann aus einem Verbundwerkstoff, aus einem geeigneten Einzelwerkstoff, beispielsweise einem Metall, gefertigt oder aus miteinander befestigten Lamellen gebildet sein. Beispielsweise kann ein geeigneter Stahl verwendet werden, und Platten dieser Art eines Werkstoffs (oder eine Zusammenstellung von Platten aus unterschiedlichen Werkstoffen) können aneinander gebunden werden, um sowohl die gewünschte Gestalt als auch Langlebigkeit sowie die oben erwähnte hohe Anfangspermeabilität bei Eigenschaften eines niedrigen magnetischen Flusses und eines hohen spezifischen Widerstands zu erreichen. Der Sensorkern 102 kann in jeder geeigneten Weise konfiguriert sein und ist nicht auf die veranschaulichte Gestalt beschränkt, die zur Vereinfachung der Veranschaulichung als im Wesentlichen zylindrisch dargestellt ist.
Die Sonde 100 ist nicht auf die Verwendung eines einzelnen Kerns oder einer einzelnen Spule beschränkt, und es können mehrere Kerne und Spulen verwendet werden. Es brauchen nicht sämtliche Kerne durch eine Spule geführt zu sein, und eine Anordnung, die die erforderliche Empfindlichkeit des magnetischen Flusses in den Luftspalten 108 und 109 ermöglicht, fällt in den Schutzbereich der Erfindung. Die Spulen der Sonde selbst müssen nicht notwendig zwischen den Zähnen 37 angeordnet sein, und der Kern kann konfiguriert sein, um erfassende Abschnitte von diesem in den Raum zwischen einander benachbarten Zähnen 37 zu verlängern und die erforderliche Beziehung zwischen erfassendem Abschnitt und Luftspalt zu errichten.
Es sollte beachtet werden, dass die Luftspalte 108 und 109 nicht übereinstimmen müssen und dass ein beschränkter Bewegungsspielraum der Sonde in Bezug auf die Seiten der Zähne 37 daher möglich ist. Dadurch, dass die Summe der Luftspalte 108 und 109 konstant ist und kein unmittelbarer Kontakt zwischen den Enden des Kerns und den Zähnen auftritt, sind genaue Ergebnisse der Magnetflussdetektion möglich.
Während die Erfindung lediglich anhand beispielhafter Ausführungsformen beschrieben worden ist, versteht es sich für einen Fachmann ohne weiteres, dass unterschiedliche Veränderungen vorgenommen werden können und Elemente durch ihre äquivalente Mittel ersetzt werden können, ohne von dem Schutzumfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehre der Erfindung anzupassen, ohne deren Kernrahmen zu verlassen. Dementsprechend sollte die Erfindung nicht auf das besondere Ausführungsbeispiel beschränkt sein, das als die beste Ausführungsform der Erfindung offenbart ist, so dass die Erfindung sämtliche durch den Schutzumfang der beigefügten Ansprüche umfasste Ausführungsformen mit einschließt. Außerdem bezeichnet die Verwendung der Ausdrücke erste r, s), zweite r, s) usw. keine wichtige Reihenfolge, vielmehr werden die Ausdrücke erste r, s), zweite (r, s) etc. dazu verwendet, ein Element von einem anderen zu unterscheiden.
Ein Sondenträgerschlitten zur Verwendung während der Sondierung einer elektrischen Vorrichtung enthält einen Körper 250, eine Einrichtung zur Lagerung und Positionierung des Körpers 250, eine Anzahl von Magnetflusssensoren und einen Positionssensor. Der Körper 250 weist ein erstes Ende 252 und ein zweites Ende 256 auf. Die Anzahl von Magnetflusssensoren sind an dem Körper 250 betriebsmäßig angeschlossen. Jeder Magnetflusssensor enthält eine Sonde 100 mit einem Kern und einer Spule. Der Kern enthält ein Material mit hohen Anfangspermeabilitäts- und hohen Widerstandseigenschaften. Die Sonde 100 ist dazu eingerichtet, derart getragen zu werden, dass ein erfassender Abschnitt des Kerns in einer berührungslosen beabstandeten Beziehung zwischen einer vorbestimmten Fläche der elektrischen Vorrichtung und dem erfassenden Abschnitt des Kerns aufrechterhalten wird. Der Positionssensor ist dazu eingerichtet, die Position entlang einer Längsachse der elektrischen Vorrichtung zu bestimmen.

26: zirkulierender Fehlerstrom
28: Erregerfluss
29: Streufluss
30: Statorkern
31: Windungen
32: Lamellen
34: Keilnut, Schwalbenschwanznut
35: Endstufenregion
36: Keilstab
37: Zähne
38: Chattock-Spule
39: Fehlerorte
41: Keil
42: gegenüberliegende Flächen
100: Sensor oder Sonde
102: Sensorkern
104: Sensorspule
106: Schaltungsanordnung
108: Luftspalt
109: Luftspalt
190: Erregersystem
191: Autotransformator
200: Wagen
210: Einstellschraube
212: Einstellschraube
213: Wagenräder
214: Wagenführungsplatten
216: Sondenverlängerungselement
218: Einstellschraube
223: Rollen
224: Seitenrollen
250: (Grund)Körper
252: erstes Ende
254: erstes Sondenverlängerungselement
256: zweites Ende
258: zweites Sondenverlängerungselement
260: Handhabe, Griff
262: Ende
264: Zugentlastung
270: Schalter
272: Anzeigelichter
274: Sondentragarm, Ausleger
278: vertikale Richtung
284: Weiteneinstellelement
286: Nuten
288: induktiver Sensor
290: Luftraum, Belüftungsraum
300: Wagen oder Beförderungsmittel

Claims

Sondenträgerschlitten zur Verwendung während der Sondierung einer elektrischen Vorrichtung, der aufweist: einen Körper (250) mit einem ersten Ende (252) und einem zweiten Ende (256); eine Einrichtung zur Lagerung und Positionierung des Körpers (250); mehrere Magnetflusssensoren, die mit dem Körper (250) betriebsmäßig verbunden sind, wobei jeder Magnetflusssensor der mehreren Magnetflusssensoren eine Sonde (100) mit einem Kern aus einem Material, das die Eigenschaften einer hohen Anfangspermeabilität und eines hohen Widerstands aufweist, und mit einer an dem Kern angeordneten Spule aufweist, wobei die Sonde (100) dazu eingerichtet ist, derart gelagert zu werden, dass ein erfassender Abschnitt des Kerns in einer berührungslosen beabstandeten Beziehung zwischen einer vorbestimmten Oberfläche der elektrischen Vorrichtung und dem erfassenden Abschnitt des Kerns gehalten ist; und einen Positionssensor, der dazu eingerichtet ist, die Position entlang einer Längsachse der elektrischen Vorrichtung zu bestimmen.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 1, wobei jeder Magnetflusssensor über die elektrische Vorrichtung hinweg bewegt wird, um die elektrische Vorrichtung hinsichtlich eines Fehlers zu scannen, der eine Veränderung eines magnetischen Streuflusses (29) hervorruft.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 1, wobei einer der mehreren Magnetflusssensoren an dem ersten Ende (252) des Körpers (250) angeordnet ist, während ein weiterer der mehreren Magnetflusssensoren an dem zweiten Ende (256) des Körpers (250) angeordnet ist, wodurch ermöglicht ist, eine gesamte vorbestimmte Fläche der elektrischen Vorrichtung zu scannen, ohne den Sondenträgerschlitten zu wenden.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 1, wobei jeder Magnetflusssensor sich in vertikaler Richtung einstellen lässt, um jeden Magnetflusssensor in einem vorbestimmten Abstand zu der vorbestimmten Fläche der elektrischen Vorrichtung zu positionieren.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 1, wobei der Kern in jedem Magnetflusssensor einen Eisenkern aufweist.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 5, wobei die Länge des Eisenkerns basierend auf einer Eigenschaft der elektrischen Vorrichtung zwischen ungefähr 1 cm und ungefähr 7,6 cm variiert.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Fläche einander gegenüberliegende Flächen (42) der elektrischen Vorrichtung aufweist, wobei der Streufluss (39) zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen (42) und durch einen Luftspalt (108, 109) verläuft, der zwischen den einander gegenüberliegenden Flächen (42) und dem erfassenden Abschnitt des Kerns definiert ist.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Lagerung und Positionierung des Körpers (250) Räder (213) aufweist.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 8, wobei die Räder (213) in der Nähe eines unteren Abschnitts des Körpers (250) angeordnet sind und die Räder (213) wenigstens ein auf jeder Seite einer in Längsrichtung verlaufenden Mittellinie des Körpers (250) angeordnetes Rad aufweisen.
Sondenträgerschlitten nach Anspruch 9, wobei eine Weite zwischen den Rädern (213) einstellbar ist.