FR2762157A1

FR2762157A1 - Method and device for examination of the insulation state of the magnetic circuit in a stator of an electrical rotating machine

Info

Publication number: FR2762157A1
Application number: FR9704335A
Authority: FR
Inventors: Joel Louis Henri Herigault
Original assignee: Electricite de France SA
Current assignee: Electricite de France SA
Priority date: 1997-04-09
Filing date: 1997-04-09
Publication date: 1998-10-16
Anticipated expiration: 2017-04-09
Also published as: FR2762157B1

Abstract

The method is designed for examining the state of the electrical insulation of a pile of steel sheets forming the machines magnetic circuit, and to localise and insulation fault. The method includes a stage in which the presence or absence of an electric current (i) circulating between the steel sheets (10) is monitored. The method includes a preliminary stage in that applies a potential difference directly to two of the magnetic circuit sheets. The device has means (28, 36, V) for detecting the presence or absence of an electric current (i) and has means (G) for applying a potential difference which includes two electrodes (18) whose axes are separated from each other by a constant distance. The current sensing part of the device includes a ferromagnetic circuit (28) and the electrode axes are fixed with respect to the circuit (28).

Description

L'invention concerne les procédés pour examiner l'état d'isolation électrique des tôles d'un empilement de tôles d'une machine électrique ainsi que les dispositifs pour mettre en oeuvre ces procédés et les ensembles comprenant de tels dispositifs. The invention relates to methods for examining the state of electrical insulation of the sheets of a stack of sheets of an electric machine as well as the devices for implementing these methods and the assemblies comprising such devices.

Dans une machine électrique tournante, telle qu'un alternateur, le stator comporte un empilement de tôles isolées électriquement entre elles en vue de limiter l'apparition de courants de Foucault. On connaît un procédé pour examiner l'état d'isolation électrique des tôles, dans lequel on ôte le rotor de l'alternateur et on enroule un bobinage autour du stator, ce bobinage étant généralement compris dans un plan passant par l'axe de l'alternateur et parallèle à cet axe. L'enroulement passe par le centre du stator puis autour de celui-ci, et ce plusieurs fois. On soumet cet enroulement à une tension alternative, ce qui génère un flux magnétique traversant l'enroulement et parcourant les tôles parallèlement à leur épaisseur, le flux ayant en chaque point des tôles une direction perpendiculaire à la direction radiale à l'axe du stator. S'il existe un défaut d'isolation électrique entre les tôles à une zone du stator, ce flux génère à son tour un courant électrique circulant de l'une à l'autre de ces tôles parallèlement à l'axe du stator. Ce courant provoque lui-meme l'apparition d'un flux magnétique. En disposant sur cette zone du stator, contre le chant intérieur des tôles, un capteur comprenant une bobine munie d'un noyau magnétique, ce flux se concentre dans le noyau et induit un courant dans la bobine que l'on peut détecter au moyen d'un voltmètre ou d'un oscilloscope. In a rotating electrical machine, such as an alternator, the stator comprises a stack of sheets electrically isolated from one another in order to limit the appearance of eddy currents. A method is known for examining the state of electrical insulation of the sheets, in which the rotor of the alternator is removed and a winding is wound around the stator, this winding generally being included in a plane passing through the axis of the alternator and parallel to this axis. The winding passes through the center of the stator then around it, and this several times. This winding is subjected to an alternating voltage, which generates a magnetic flux passing through the winding and traversing the sheets parallel to their thickness, the flow having at each point of the sheets a direction perpendicular to the direction radial to the axis of the stator. If there is an electrical insulation fault between the sheets at one area of the stator, this flow in turn generates an electric current flowing from one to the other of these sheets parallel to the axis of the stator. This current itself causes the appearance of a magnetic flux. By placing a sensor on this area of the stator, against the inner edge of the sheets, comprising a coil fitted with a magnetic core, this flux is concentrated in the core and induces a current in the coil which can be detected by means of 'a voltmeter or oscilloscope.

Ainsi, en faisant parcourir peu à peu l'intérieur du stator au capteur, on révèle l'existence éventuelle de certains défauts d'isolation et on détermine leur position dans le stator. Néanmoins, la réalisation de l'enroulement autour du stator est généralement longue. En outre, cet enroulement est parfois difficile, voire impossible, à effectuer, notamment lorsqu'il est impossible d'ôter le rotor de l'alternateur et que l'espace entre rotor et stator laisse peu ou pas de place pour faire passer les câbles. Par ailleurs, dans certains cas où le stator ne peut pas être dissocié de la carcasse de la machine le recouvrant extérieurement, il faut englober cette carcasse dans l'enroulement, ce qui nuit à la précision des mesures, voire à leur validité. En outre, ce procédé requiert par sécurité de mettre provisoirement à la terre les barres ou câbles assurant, en fonctionnement de la machine, la magnétisation du stator, ce qui est parfois incommode, et altère la précision des mesures, l'ensemble alors réalisé constituant un faux transformateur. Enfin, ce procédé requiert, pour que le courant puisse apparaître dans les tôles, en raison d'un défaut d'isolation, qu'un contact électrique existe par ailleurs, entre les tôles, par exemple par construction au niveau de leur bord externe, ce qui est parfois le cas, mais pas toujours. Le procédé n'est donc pas applicable à tous les types de stator. Des problèmes analogues se posent lorsque la machine électrique est un transformateur.Thus, by gradually traversing the interior of the stator to the sensor, it reveals the possible existence of certain insulation faults and their position in the stator is determined. However, the realization of the winding around the stator is generally long. In addition, this winding is sometimes difficult, if not impossible, to perform, especially when it is impossible to remove the rotor from the alternator and the space between the rotor and the stator leaves little or no room to pass the cables. . Furthermore, in certain cases where the stator cannot be dissociated from the carcass of the machine covering it externally, this carcass must be included in the winding, which affects the accuracy of the measurements, even their validity. In addition, this process requires for safety to provisionally earth the bars or cables ensuring, in operation of the machine, the magnetization of the stator, which is sometimes inconvenient, and alters the accuracy of the measurements, the assembly then produced constituting a fake transformer. Finally, this process requires, in order for the current to appear in the sheets, due to an insulation fault, that an electrical contact also exists, between the sheets, for example by construction at their outer edge, which is sometimes the case, but not always. The method is therefore not applicable to all types of stator. Similar problems arise when the electric machine is a transformer.

Un but de l'invention est de fournir un procédé ne nécessitant ni le retrait du rotor, ni la mise à la terre des enroulements du stator, dans lequel la carcasse ne nuise pas aux mesures et qui soit utilisable même lorsque les tôles ne sont pas connectées entre elles à leur bord externe. An object of the invention is to provide a method requiring neither the removal of the rotor, nor the grounding of the stator windings, in which the carcass does not interfere with the measurements and which is usable even when the sheets are not connected together at their outer edge.

En vue de la réalisation de ce but, on prévoit selon l'invention un procédé pour examiner, dans un empilement de tôles d'une machine électrique, l'état d'isolation électrique des tôles entre elles et, le cas échéant, pour localiser un défaut d'isolation, comprenant l'étape consistant à détecter la présence ou l'absence d'un courant électrique circulant entre deux des tôles de lune à l'autre des tôles, comprenant l'étape préalable consistant à appliquer une différence de potentiel directement à deux des tôles. With a view to achieving this aim, a method is provided according to the invention for examining, in a stack of sheets of an electric machine, the state of electrical insulation of the sheets between them and, if necessary, for locating an insulation fault, comprising the step consisting in detecting the presence or absence of an electric current flowing between two of the sheets from moon to the other of the sheets, comprising the preliminary step consisting in applying a potential difference directly to two of the sheets.

Ainsi, lorsqu'vil existe un défaut d'isolation, cette différence de potentiel entraîne la circulation d'un courant entre les deux tôles, courant qui peut être détecté comme précité. La présence de la carcasse ne nuit en rien à cette détection. Ce courant apparaît, que les tôles soient ou non connectées entre elles à leur bord externe. Pour mettre en oeuvre le procédé, un espace réduit suffit, par exemple dans le cas d'une machine tournante, entre le rotor et le stator, de sorte que le procédé peut être généralement utilisé même lorsque le rotor ne peut pas être ôté. Le défaut se situe nécessairement entre les tôles auxquelles on applique cette différence de potentiel. On peut donc localiser facilement et précisément le défaut. Thus, when there is an insulation fault, this potential difference causes the circulation of a current between the two sheets, current which can be detected as mentioned above. The presence of the carcass does not affect this detection in any way. This current appears, whether or not the sheets are connected to each other at their outer edge. To implement the method, a reduced space is sufficient, for example in the case of a rotary machine, between the rotor and the stator, so that the method can be generally used even when the rotor cannot be removed. The fault necessarily lies between the sheets to which this potential difference is applied. We can therefore easily and precisely locate the fault.

Avantageusement, l'empilement comportant deux tôles d'extrémité, au moins l'une des deux tôles auxquelles on applique la différence de potentiel est distante des tôles d'extrémités. Advantageously, the stack comprising two end sheets, at least one of the two sheets to which the potential difference is applied is distant from the end sheets.

Ainsi, on applique la différence de potentiel précisément dans la zone de l'empilement que l'on souhaite examiner. La différence de potentiel, et au besoin l'intensité du courant associé, peuvent être réduites. Thus, the potential difference is applied precisely in the area of the stack that one wishes to examine. The potential difference, and if necessary the intensity of the associated current, can be reduced.

Avantageusement, chaque tôle de l'empilement comportant des dents, les dents respectives des tôles étant alignées entre elles, on applique la différence de potentiel à deux dents alignées entre elles. Advantageously, each sheet of the stack comprising teeth, the respective teeth of the sheets being aligned with each other, the potential difference is applied to two teeth aligned with each other.

Ainsi, si le défaut se trouve au niveau d'une dent, on peut identifier précisément la dent concernée. Thus, if the defect is in a tooth, we can precisely identify the tooth concerned.

Avantageusement, la différence de potentiel est comprise entre 0,5 et 24 V (sécurité). Advantageously, the potential difference is between 0.5 and 24 V (safety).

Avantageusement, la différence de potentiel est alternative et présente une fréquence comprise entre 1 kHz et 100 kHz. Advantageously, the potential difference is alternative and has a frequency between 1 kHz and 100 kHz.

On prévoit également selon l'invention un dispositif pour examiner, dans un empilement de tôles d'une machine électrique, l'état d'isolation électrique des tôles entre elles et, le cas échéant, pour localiser un défaut d'isolation, comportant des moyens pour détecter la présence ou l'absence d'un courant électrique circulant entre deux des tôles de l'une à l'autre des tôles, et comportant des moyens pour appliquer une différence de potentiel directement à deux des tôles. A device is also provided according to the invention for examining, in a stack of sheets of an electric machine, the state of electrical insulation of the sheets between them and, if necessary, for locating an insulation fault, comprising means for detecting the presence or absence of an electric current flowing between two of the sheets from one to the other of the sheets, and comprising means for applying a potential difference directly to two of the sheets.

Ce dispositif permet de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. This device makes it possible to implement the method according to the invention.

Avantageusement, les moyens pour appliquer une différence de potentiel comprennent deux électrodes. Advantageously, the means for applying a potential difference comprise two electrodes.

Avantageusement, les deux électrodes présentent chacune un axe longitudinal, le dispositif étant agencé de sorte que les axes longitudinaux des électrodes sont séparés l'un de l'autre par une distance constante. Advantageously, the two electrodes each have a longitudinal axis, the device being arranged so that the longitudinal axes of the electrodes are separated from each other by a constant distance.

Ainsi, on déplace d'un seul bloc les deux électrodes pour effectuer l'examen en différentes zones de 1 'empilement. Thus, the two electrodes are moved in one piece to carry out the examination in different zones of the stack.

Avantageusement, les moyens de détection comprennent un noyau en matériau ferro-magnétique, les axes des électrodes étant fixes par rapport au noyau. Advantageously, the detection means comprise a core made of ferro-magnetic material, the axes of the electrodes being fixed relative to the core.

Ainsi, on déplace d'un seul bloc le noyau et les électrodes. Thus, the core and the electrodes are moved in one piece.

Avantageusement, les électrodes sont mobiles en translation suivant leur axe par rapport au noyau. Advantageously, the electrodes are movable in translation along their axis relative to the core.

Avantageusement, chaque électrode présente une partie de contact, le dispositif comportant des moyens de rappel des électrodes en direction de leur partie de contact. Advantageously, each electrode has a contact part, the device comprising means for returning the electrodes in the direction of their contact part.

Ainsi, la partie de contact des électrodes s'applique automatiquement contre la tranche des tôles de l'empilement lorsqu'on place le dispositif à différentes zones de l'empilement. Thus, the contact portion of the electrodes is applied automatically against the edge of the sheets of the stack when the device is placed in different areas of the stack.

Avantageusement, le noyau présente un plan longitudinal médian, les électrodes s'étendant à des positions symétriques l'une de l'autre par rapport à ce plan. Advantageously, the core has a median longitudinal plane, the electrodes extending at positions symmetrical to one another with respect to this plane.

Avantageusement, le noyau présente un plan transversal médian, les électrodes s'étendant dans ce plan. Advantageously, the core has a median transverse plane, the electrodes extending in this plane.

Ainsi, le noyau capte au maximum le flux produit par le courant généré par les électrodes en cas de défaut d'isolation. A l'inverse, compte tenu de cette disposition des électrodes et du noyau, on est certain que l'absence de courant révèle une isolation électrique convenable entre les tôles concernées. Thus, the core captures the maximum flux produced by the current generated by the electrodes in the event of an insulation fault. Conversely, given this arrangement of the electrodes and the core, it is certain that the absence of current reveals suitable electrical insulation between the sheets concerned.

Avantageusement, le noyau comporte deux branches s'étendant en regard et à distance l'une de l'autre, les électrodes s'étendant entre les deux branches. Advantageously, the core comprises two branches extending opposite and at a distance from each other, the electrodes extending between the two branches.

Ainsi, on peut localiser précisément l'endroit où se trouve le défaut. Thus, one can locate precisely where the fault is located.

Avantageusement, le noyau comporte deux branches définissant un espace entre elles, les électrodes s'étendant à l'extérieur de cet espace. Advantageously, the core has two branches defining a space between them, the electrodes extending outside this space.

Ainsi, on couvre en une seule fois une zone importante de l'empilement. Si aucun courant n'apparaît, l'isolation de toute cette zone est bonne. Thus, a large area of the stack is covered at once. If no current appears, the insulation of this entire area is good.

Avantageusement, le dispositif comporte des moyens pour la fixation magnétique du dispositif à l'empilement de tôles. Advantageously, the device comprises means for the magnetic fixing of the device to the stack of sheets.

Ainsi, il n'est pas nécessaire de maintenir le dispositif en place et on peut facilement effectuer l'examen, même lorsque le chant des tôles est vertical ou orienté vers le bas. Thus, it is not necessary to keep the device in place and one can easily carry out the examination, even when the edge of the sheets is vertical or oriented downwards.

Avantageusement, le dispositif comporte des moyens de déplacement motorisés du dispositif. Advantageously, the device comprises motorized displacement means of the device.

Ainsi, on peut effectuer les mesures facilement et rapidement, voire en continu, au fur et à mesure de la progression du dispositif dans l'empilement. Thus, the measurements can be carried out easily and quickly, or even continuously, as the device progresses through the stack.

On prévoit encore selon l'invention un ensemble comprenant un dispositif de l'invention et un rail adapté à être fixé à une machine électrique tournante et à guider le dispositif. There is also provided according to the invention an assembly comprising a device of the invention and a rail adapted to be fixed to a rotating electric machine and to guide the device.

Le rail est par exemple fixé à un pôle du rotor ou dans l'emplacement de ce pôle après que ce pôle a été enlevé. The rail is for example fixed to a pole of the rotor or in the location of this pole after this pole has been removed.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore dans la description suivante d'un mode préféré de réalisation et d'une variante donnés à titre d'exemples non limitatifs. Aux dessins annexés - la figure 1 est une vue de face de principe du dispositif installé sur un stator visible partiellement en coupe - la figure 2 est une vue en coupe suivant le plan II-II du dispositif et du stator de la figure 1 - la figure 3 représente le schéma électrique du dispositif - la figure 4 est une vue analogue à la figure 1 montrant le dispositif de façon plus détaillée ; et - la figure 5 est une vue de l'ensemble selon l'invention comprenant une variante du dispositif des figures précédentes. Other characteristics and advantages of the invention will become apparent in the following description of a preferred embodiment and of a variant given by way of nonlimiting examples. In the accompanying drawings - Figure 1 is a front view in principle of the device installed on a visible stator partially in section - Figure 2 is a sectional view along the plane II-II of the device and the stator of Figure 1 - the Figure 3 shows the electrical diagram of the device - Figure 4 is a view similar to Figure 1 showing the device in more detail; and - Figure 5 is a view of the assembly according to the invention comprising a variant of the device of the preceding figures.

En référence aux figures 1 à 4, le dispositif selon l'invention est destiné à examiner dans un empilement de tôles dune machine électrique, l'état d'isolation électrique des tôles entre elles et, le cas échéant, à localiser un défaut d'isolation. Le dispositif est, en l'espèce, particulièrement destiné à des tôles 10 d'un stator 8 d'un alternateur d'une usine électrique. Le stator 8 comporte des tôles métalliques planes 10 empilées les unes contre les autres avec interposition d'une couche d'isolant entre les tôles contiguës. Ces tôles ont classiquement une forme générale annulaire en vue de face et présentent un orifice central adapté à recevoir le rotor. Du côté de l'orifice, le bord des tôles 10 présente des dents 12 définissant entre elles des encoches 13 de réception de barres conductrices du stator. Les dents 12 ont une forme générale rectangulaire. Le sommet 14 des dents fait face à l'axe 15 du stator. Les dents 12 respectives des tôles 10 sont alignées entre elles en définissant plusieurs rangées de dents. Referring to Figures 1 to 4, the device according to the invention is intended to examine in a stack of sheets of an electric machine, the state of electrical insulation of the sheets between them and, if necessary, to locate a fault of insulation. The device is, in this case, particularly intended for sheets 10 of a stator 8 of an alternator of an electrical factory. The stator 8 comprises flat metal sheets 10 stacked against each other with the interposition of an insulating layer between the adjoining sheets. These sheets conventionally have a generally annular shape in front view and have a central orifice adapted to receive the rotor. On the side of the orifice, the edge of the sheets 10 has teeth 12 defining between them notches 13 for receiving conductive bars of the stator. The teeth 12 have a generally rectangular shape. The top 14 of the teeth faces the axis 15 of the stator. The respective teeth 12 of the sheets 10 are aligned with one another by defining several rows of teeth.

En référence à la figure 4, le dispositif 2 comporte un support 4 constitué par exemple par une plaque-support plane rectangulaire 4 électriquement isolante en matière plastique. Il comporte des moyens pour la fixation magnétique du dispositif à l'empilement de tôles 10, ces moyens comprenant par exemple des aimants 6 fixés à une face inférieure 16 de la plaque-support 4 en vue de maintenir celle-ci parallèlement au chant des tôles 10, au besoin à l'encontre de la gravité. Referring to Figure 4, the device 2 comprises a support 4 constituted for example by a rectangular flat support plate 4 electrically insulating plastic. It comprises means for the magnetic fixing of the device to the stack of sheets 10, these means comprising for example magnets 6 fixed to a lower face 16 of the support plate 4 in order to maintain the latter parallel to the edge of the sheets 10, if necessary against gravity.

Le dispositif comporte deux électrodes 18 en matériau conducteur de l'électricité, présentant un axe longitudinal 20 et une première extrémité axiale conformée en pointe et formant une pointe de contact 22. Le dispositif comprend deux cages 24 fixées à la plaquesupport 4 et dans lesquelles les électrodes 18 respectives sont reçues en étant mobiles en translation suivant leur axe longitudinal 20. Chaque électrode 18 est montée dans la cage 24 avec son axe 20 perpendiculaire à la plaquesupport 4. Les cages sont fixées à deux bords longitudinaux de la plaque opposés l'un à l'autre. Les axes longitudinaux 20 des électrodes sont séparés l'un de l'autre par une distance fixe. La pointe de contact 22 de chaque électrode 18 émerge de la cage et s'étend du côté de la face inférieure 16 de la plaque en saillie de celleci. Chaque cage 24 comporte un ressort de compression 25 prenant appui, d'une part sur une deuxième extrémité axiale de l'électrode 18 et, d'autre part, contre le fond de la cage en regard de cette extrémité. Ce ressort est un ressort de rappel et sollicite l'électrode 18 suivant son axe longitudinal 20 en direction de la pointe de contact 22, c'est-à-dire en direction opposée au fond de la cage, c 'est-à-dire en direction des tôles lorsque le dispositif est utilisé. A chaque électrode 18 est associé un fil conducteur 26 dont une première extrémité traverse un orifice latéral de la cage 24 et est fixée à l'électrode, et une deuxième extrémité est reliée à un générateur de tension alternative G. The device comprises two electrodes 18 of electrically conductive material, having a longitudinal axis 20 and a first axial end shaped as a point and forming a contact point 22. The device comprises two cages 24 fixed to the support plate 4 and in which the respective electrodes 18 are received while being mobile in translation along their longitudinal axis 20. Each electrode 18 is mounted in the cage 24 with its axis 20 perpendicular to the support plate 4. The cages are fixed to two longitudinal edges of the opposite plate one to the other. The longitudinal axes 20 of the electrodes are separated from each other by a fixed distance. The contact tip 22 of each electrode 18 emerges from the cage and extends from the side of the lower face 16 of the plate projecting therefrom. Each cage 24 comprises a compression spring 25 bearing, on the one hand on a second axial end of the electrode 18 and, on the other hand, against the bottom of the cage opposite this end. This spring is a return spring and biases the electrode 18 along its longitudinal axis 20 in the direction of the contact tip 22, that is to say in the direction opposite to the bottom of the cage, that is to say towards the sheets when the device is used. Each electrode 18 is associated with a conductive wire 26, a first end of which passes through a lateral orifice of the cage 24 and is fixed to the electrode, and a second end is connected to an alternating voltage generator G.

Le dispositif 2 comporte en outre un noyau 28 en matériau ferro-magnétique ayant une forme générale en "U" définissant une base 30 du "U" et deux branches 32 de "U" s'étendant en regard et à distance lune de l'autre et parallèlement l'une à l'autre. Les deux branches 32 définissent un espace entre elles. Ce noyau présente un plan longitudinal médian de symétrie P et un plan transversal médian de symétrie Q. The device 2 further comprises a core 28 of ferro-magnetic material having a general "U" shape defining a base 30 of the "U" and two branches 32 of "U" extending opposite and at a distance from the moon. other and parallel to each other. The two branches 32 define a space between them. This core has a median longitudinal plane of symmetry P and a median transverse plane of symmetry Q.

Les branches 32 sont perpendiculaires à la plaquesupport 4 et ont une extrémité libre plane en contact avec la face supérieure 34 de cette plaque. La base 30 est parallèle à la plaque. Les deux électrodes 18 s'étendent à des positions symétriques l'une de l'autre par rapport au plan longitudinal P et s'étendent dans le plan transversal
Q. Les électrodes s'étendent à l'extérieur de l'espace défini entre les deux branches 32. Le dispositif comporte un bobinage 36 enroulé autour de la base 30 et ayant deux extrémités connectées à un voltmètre V. Les axes des électrodes 18 sont fixes par rapport au noyau.The branches 32 are perpendicular to the support plate 4 and have a flat free end in contact with the upper face 34 of this plate. The base 30 is parallel to the plate. The two electrodes 18 extend in positions symmetrical to each other with respect to the longitudinal plane P and extend in the transverse plane
Q. The electrodes extend outside the space defined between the two branches 32. The device comprises a coil 36 wound around the base 30 and having two ends connected to a voltmeter V. The axes of the electrodes 18 are fixed relative to the nucleus.

En référence à la figure 3, le dispositif comporte un oscilloscope O adapté à visualiser et à enregistrer des variations de tensions et d'intensité. Deux bornes de l'oscilloscope sont connectées aux bornes du bobinage 36. With reference to FIG. 3, the device comprises an oscilloscope O adapted to visualize and record variations in voltages and intensity. Two terminals of the oscilloscope are connected to the terminals of the winding 36.

Eventuellement, deux autres bornes de l'oscilloscope peuvent être connectées aux électrodes 18. Deux autres bornes de l'oscilloscope sont connectées en vue de mesurer l'intensité du courant délivré par le générateur G.Optionally, two other terminals of the oscilloscope can be connected to the electrodes 18. Two other terminals of the oscilloscope are connected in order to measure the intensity of the current delivered by the generator G.

Le dispositif permet de mettre en oeuvre le procédé selon l'invention. Le générateur G et les électrodes 18 constituent un injecteur de courant. Le noyau 28, la bobine 36 et le voltmètre v constituent un détecteur de courant. The device makes it possible to implement the method according to the invention. The generator G and the electrodes 18 constitute a current injector. The core 28, the coil 36 and the voltmeter v constitute a current detector.

On met d'abord le dispositif en place en le fixant magnétiquement grâce aux aimants 6 à l'intérieur du stator 8, par exemple contre une seule rangée de dents alignées 12. La plaque-support 4 est parallèle au sommet 14 des dents. Le plan transversal Q du noyau est parallèle à l'axe longitudinal 15 du stator, ainsi que la direction définie par l'alignement des deux électrodes 18 entre elles. Chaque électrode 18 est rappelée par le ressort associé 25 de sorte que la pointe de contact 22 vient en appui contre le sommet 14 d'une dent. Les deux électrodes sont en contact avec deux tôles 10 différentes, séparées entre elles par d'autres tôles 10. Ces deux tôles sont néanmoins proches l'une de l'autre, au moins l'une des deux tôles étant distante d'une tôle d'extrémité de l'empilement. La distance entre les deux branches 32 du noyau est inférieure à la longueur du sommet 14 des dents, de sorte que les extrémités libres des branches sont en regard des sommets des dents, à travers la plaque-support 4. The device is first put in place by fixing it magnetically using the magnets 6 inside the stator 8, for example against a single row of aligned teeth 12. The support plate 4 is parallel to the top 14 of the teeth. The transverse plane Q of the core is parallel to the longitudinal axis 15 of the stator, as well as the direction defined by the alignment of the two electrodes 18 between them. Each electrode 18 is returned by the associated spring 25 so that the contact tip 22 bears against the top 14 of a tooth. The two electrodes are in contact with two different sheets 10, separated from one another by other sheets 10. These two sheets are nevertheless close to one another, at least one of the two sheets being spaced from a sheet end of the stack. The distance between the two arms 32 of the core is less than the length of the crown 14 of the teeth, so that the free ends of the arms are facing the tops of the teeth, through the support plate 4.

On commande le générateur G pour qu'il délivre une différence de potentiel sinusoïdale alternative entre les deux électrodes 18. La fréquence de cette tension est comprise de préférence entre 1 kHz et 100 kHz, par exemple 20 kHz, et la différence de potentiel est comprise de préférence entre 0,5 v et 50 v. The generator G is controlled so that it delivers an alternative sinusoidal potential difference between the two electrodes 18. The frequency of this voltage is preferably between 1 kHz and 100 kHz, for example 20 kHz, and the potential difference is understood preferably between 0.5 v and 50 v.

Les deux tôles 10 qui sont en contact direct avec les électrodes 18 sont donc également soumises à cette différence de potentiel. Pour s'en assurer, il peut être préalablement nécessaire de nettoyer ou de décaper le chant des sommets 14 des tôles à cette fin, en vue d'assurer un bon contact électrique entre les tôles 10 et les électrodes 18. The two sheets 10 which are in direct contact with the electrodes 18 are therefore also subject to this potential difference. To ensure this, it may first be necessary to clean or strip the edges of the tops 14 of the sheets for this purpose, in order to ensure good electrical contact between the sheets 10 and the electrodes 18.

S'il existe un défaut d'isolation électrique entre les deux tôles 10, à savoir si la zone correspondante du stator, au lieu d'être isolante, est conductrice de l'une à l'autre des deux tôles, la différence de potentiel appliquée génère un courant i alternatif de l'une à l'autre des tôles, ce courant étant orienté parallèlement à l'axe 15 du stator. Ce courant i génère lui-même un flux magnétique F formant une boucle que le courant i traverse. If there is an electrical insulation fault between the two sheets 10, namely if the corresponding area of the stator, instead of being insulating, is conductive from one to the other of the two sheets, the potential difference applied generates an alternating current i from one to the other of the sheets, this current being oriented parallel to the axis 15 of the stator. This current i itself generates a magnetic flux F forming a loop that the current i crosses.

La boucle est perpendiculaire au courant i, le flux F traversant les tôles 10 parallèlement à leur épaisseur, ainsi que la base 30 et les branches 32 du noyau parallèlement au plan longitudinal P. Le flux F induit dans le bobinage 36 une tension alternative détectée par le voltmètre V. On sait alors qu'il existe un défaut d'isolation électrique et on connaît la position de ce défaut dans le stator puisqu'vil se situe nécessairement dans la zone embrassée par les deux électrodes 18.The loop is perpendicular to the current i, the flux F passing through the sheets 10 parallel to their thickness, as well as the base 30 and the branches 32 of the core parallel to the longitudinal plane P. The flux F induces in the winding 36 an alternating voltage detected by the voltmeter V. We then know that there is a fault in electrical insulation and we know the position of this fault in the stator since it is necessarily located in the area embraced by the two electrodes 18.

Si, à l'inverse, la zone du stator soumise à l'examen ne présente aucun défaut d'isolation, la différence de potentiel entre les électrodes 18 ne génère aucun courant au voisinage du noyau de mesure, et aucune tension n'est relevée sur le voltmètre, mise à part celle correspondant à un bruit de fond. If, on the contrary, the area of the stator subjected to the examination does not exhibit any insulation defect, the potential difference between the electrodes 18 does not generate any current in the vicinity of the measurement core, and no voltage is detected on the voltmeter, apart from that corresponding to background noise.

L'oscilloscope enregistre et visualise la tension associée au générateur V et, le cas échéant, l'intensité du courant i, lorsque celui-ci circule entre les électrodes, ainsi que la tension apparaissant alors dans le bobinage 36. Pour examiner le stator, on déplace manuellement le dispositif de zone en zone dans le stator, par exemple le long de chaque rangée de dents 12 parallèle à l'axe 15 du stator, pour vérifier l'état d'isolation de chaque zone. Lorsqu'un défaut est détecté, on peut identifier plus précisément la position du défaut en rapprochant les électrodes 18 l'une de l'autre pour appliquer la différence de potentiel à deux tôles plus proches l'une de l'autre, les électrodes 18 s'étendant alors par exemple dans l'espace défini entre les deux branches 32 du noyau. On affine ainsi l'analyse. L'analyse sera d'autant plus fine que la distance entre les deux branches 32 du noyau sera très inférieure à la longueur du sommet 14 des dents. En effet, on peut alors déplacer le dispositif le long du sommet des dents. The oscilloscope records and displays the voltage associated with the generator V and, if necessary, the intensity of the current i, when the latter flows between the electrodes, as well as the voltage then appearing in the coil 36. To examine the stator, the device is manually moved from zone to zone in the stator, for example along each row of teeth 12 parallel to the axis 15 of the stator, to check the state of insulation of each zone. When a fault is detected, the position of the fault can be identified more precisely by bringing the electrodes 18 closer to one another to apply the potential difference to two sheets closer to each other, the electrodes 18 then extending for example in the space defined between the two branches 32 of the core. We thus refine the analysis. The analysis will be all the more refined as the distance between the two branches 32 of the core will be much less than the length of the top 14 of the teeth. Indeed, we can then move the device along the top of the teeth.

De façon générale, l'évolution de la tension de mesure aux bornes de la bobine 36 dépend de la surface du court-circuit, de la position du court-circuit dans le stator par rapport au noyau 28, de la fréquence de la tension alternative appliquée et de la position des électrodes 18. De préférence, le générateur G sera isolé de la masse. En fonction de l'environnement, les fils de câblage du dispositif pourront être blindés. Generally, the evolution of the measurement voltage across the coil 36 depends on the surface of the short circuit, the position of the short circuit in the stator relative to the core 28, the frequency of the alternating voltage applied and the position of the electrodes 18. Preferably, the generator G will be isolated from ground. Depending on the environment, the device wiring wires may be shielded.

En référence à la figure 5, dans une variante, le dispositif fait partie d'un ensemble comportant un rail longitudinal rectiligne 38 fixé au rotor 40 de la machine, soit à un pôle de ce rotor, soit dans un emplacement d'un pôle après que ce pôle a été démonté. Le dispositif comporte un robot 42 d'un type connu en soi, comprenant des moyens de déplacement motorisés. La plaque-support 4 avec le noyau et les électrodes -non représentés en détail et désignés globalement par "41 sur la figure 5- sont fixés à l'arrière du robot 42 de sorte que les pointes de contact sont en appui contre le sommet 14 des dents pendant que le robot parcourt les sommets d'une rangée de dents 12 parallèlement à l'axe 15 du stator. With reference to FIG. 5, in a variant, the device is part of an assembly comprising a rectilinear longitudinal rail 38 fixed to the rotor 40 of the machine, either at a pole of this rotor, or in a location of a pole after that this pole has been dismantled. The device comprises a robot 42 of a type known per se, comprising motorized displacement means. The support plate 4 with the core and the electrodes - not shown in detail and generally designated by "41 in FIG. 5- are fixed to the rear of the robot 42 so that the contact tips are in abutment against the top 14 teeth while the robot traverses the vertices of a row of teeth 12 parallel to the axis 15 of the stator.

Pour cela, le robot 42 est relié au rail 38 par une pièce de liaison 44 qui suit le rail lors du déplacement du robot, de sorte que le rail guide le robot au cours de son déplacement. Le robot 42 se déplace par exemple suivant un mouvement à vitesse uniforme. La différence de potentiel du générateur est appliquée en permanence aux électrodes. La surveillance du voltmètre permet de détecter l'apparition d'un courant dans le bobinage 36. On peut alors stopper le robot 42 pour effectuer un examen plus détaillé de cette zone. For this, the robot 42 is connected to the rail 38 by a connecting piece 44 which follows the rail during the movement of the robot, so that the rail guides the robot during its movement. The robot 42 moves for example in a movement at uniform speed. The generator potential difference is permanently applied to the electrodes. Monitoring the voltmeter makes it possible to detect the appearance of a current in the winding 36. It is then possible to stop the robot 42 to carry out a more detailed examination of this area.

L'ensemble peut comprendre des moyens indiquant à chaque instant la position du dispositif et du robot dans le stator.The assembly may include means indicating at all times the position of the device and the robot in the stator.

L'invention est également applicable aux transformateurs électriques et autres machines comprenant un empilement de tôles formant un circuit magnétique. The invention is also applicable to electrical transformers and other machines comprising a stack of sheets forming a magnetic circuit.

Claims

1. A method for examining, in a stack of sheets (10) of an electric machine, the state of electrical insulation of the sheets between them and, if necessary, to locate an insulation fault, comprising the step consisting detecting the presence or absence of an electric current (i) flowing between two of the sheets (10) from one to the other of the sheets, characterized in that it comprises the prior step consisting in applying a potential difference directly at two of the sheets.

2. Method according to claim 1, characterized in that, the stack comprising two end sheets, at least one of the two sheets (10) to which the potential difference is applied is distant from the end sheets.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that each sheet (10) of the stack comprising teeth (12), the respective teeth of the sheets being aligned with each other, the potential difference is applied to two aligned teeth between them.

4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the potential difference is between 0.5 and 24 V.

5. Method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the potential difference is alternative and has a frequency between 1 kHz and 100 kHz.

6. Device for examining, in a stack of sheets (10) of an electric machine, the state of electrical insulation of the sheets between them and, if necessary, for locating an insulation fault, comprising means (28 , 36, V) for detecting the presence or absence of an electric current (i) flowing between two of the sheets (10) from one moon to the other of the sheets, characterized in that it comprises means (G, 18) to apply a potential difference directly to two of the sheets (10).

7. Device according to claim 6, characterized in that the means for applying a potential difference comprise two electrodes (18).

8. Device according to claim 7, characterized in that the two electrodes (18) each have a longitudinal axis (20), the device being arranged so that the longitudinal axes (20) of the electrodes are separated from one other by a constant distance.

9. Device according to claim 8, characterized in that the detection means comprise a core (28) of ferro-magnetic material, the axes (20) of the electrodes (18) being fixed relative to the core.

10. Device according to claim 9, characterized in that the electrodes (18) are movable in translation along their axis (20) relative to the core (28).

11. Device according to claim 10, characterized in that each electrode (18) has a contact part (22), the device comprising return means (25) of the electrodes in the direction of their contact part.

12. Device according to any one of claims 9 to 11, characterized in that the core (28) has a median longitudinal plane (P), the electrodes (18) extending in symmetrical positions to one another by compared to this plan.

13. Device according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the core (28) has a median transverse plane (Q), the electrodes (18) extending in this plane.

14. Device according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the core (28) comprises two branches (32) extending opposite and at a distance from each other, the electrodes (18) extending between the two branches.

15. Device according to any one of claims 9 to 12, characterized in that the core (28) comprises two branches (32) defining a space between them, the electrodes (18) extending outside this space .

16. Device according to any one of claims 6 to 15, characterized in that it comprises means (6) for the magnetic fixing of the device to the stack of sheets (10).

17. Device according to any one of claims 6 to 16, characterized in that it comprises means (42) for motorized movement of the device.

18. An assembly comprising a device according to claim 17 and a rail (38) adapted to be fixed to an electric machine and to guide the device.