KR19990078095A - 바아잭킹 시험 유닛 및 바아잭킹 크롤러 - Google Patents

Abstract

공기식 잭킹 장치는 발전기가 원위치에 있는 동안 고정자 바아가 그의 슬롯내에서의 반경방향 이동을 측정하기 위해 사용된다. 잭킹 장치는 필드 유지 링(field retaining ring)과 고정자 단부 권취부 사이의 반경방향 갭을 통과하도록 설계되며, 2.625"의 최소 입구 갭을 필요로 한다. 이 장치는 유지 링과 고정자 바아 사이에 위치되며, 반경방향 이동은 공기 램(ram) 등에 의한 힘을 가함으로써 측정된다. 반경방향 이동은 선형 전압 변위 변환기에 의해 측정되고 다른 처리를 위해 측정 유닛으로 전송된다.

Description

바아잭킹 시험 유닛 및 바아잭킹 크롤러{STATOR BAR JACKING DEVICE}

본 발명은 고정자 바아 잭킹 장치에 관한 것으로, 특히 발전기가 원위치에 있는 동안 고정자 바아가 그의 슬롯내에서의 반경방향 이동을 측정하기 위해 사용되는 공기식 잭킹 장치에 관한 것이다.

바아와 고정자 슬롯 사이의 반경방향 간극에 의한 고정자 바아의 진동은 고정자 바아 마멸에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 고정자 권취부는 슬롯내에서 제로 간극을 가지고 설계 및 제조된다. 그러나, 보통의 장시간 작동동안 고정자 권취부상에 발생할 수 있는 바아 외장(bar armor), 슬롯 충전물 및 웨지와 같은 슬롯 내용물의 점진적인 수축으로 인해, 고정자 슬롯내에서의 반경방향 간극은 확장된다. 이러한 간극 확장의 초기 감지는 바아의 마멸에 의해 고정자 바아 관련 절연부에 심각한 손상을 입히기 전에 발전기 소유자가 필요한 정비 작업을 계획할 수 있도록 한다. 따라서, 잭킹 장치는 발전기 유지보수 계획 공구에 적합하여 주요 유지보수 운전 정지에 대한 부품 및 작업 범위를 판정한다.

고정자 바아의 슬롯내에서의 반경방향 이동을 측정하기 위해 현재 사용되는 방법론은 고정자로부터 발전기 필드를 제거할 필요가 있다. 이 필드를 해체하고 제거하는 비용, 상기 공정에 걸리는 시간, 및 필드 제거에 따른 위험은 운전 정지 계획으로부터 반경방향 이동 측정을 빼먹게 된다. 일반적으로, 특정 잭킹 보드를 구비한 유압 잭은 일 고정자 바아를 반경방향 대향 바아쪽으로 밀도록 사용된다.

본 발명에 따른 바아잭킹 장치는 최소 점검 운전정지동안 발전기를 최소로 해체한 채 측정이 이루어질 수 있으며, 주 점검 운전정지동안 작업 범위 및 부품을 계획할 수 있는 가치있는 정보를 수집할 수 있다.

잭킹 장치는 필드 유지 링과 고정자 단부 권취부 사이의 반경방향 갭을 통과하도록 설계되며, 2.625"의 최소 입구 갭을 필요로 한다. 장치는 소형 크롤러에 의해 이동이 계측되는 위치로 이송되며, 소형 크롤러는 유지 링에 대해 장치의 원주방향으로 위치하도록 구성된다. 장치는 유지 링과 고정자 바아 사이에 위치되어 공기압 등에 의해 구동된 힘을 가함으로써 계측을 한다. 일반적으로, 고정자 바아의 이동이 계측되는 위치는 슬롯으로부터 출구쪽의 반경방향 내측 고정자 바아의 직선 부분이다. 장치와 바아 사이의 접촉부의 인치 길이당 100 lb의 힘이 가해지도록 조절된다. 이러한 힘을 가함에 따른 바아의 반경방향 이동은 선형 전압 변위 변환기(a linear voltage displacement transducer : LVDT)에 의해 계측되고 측정 유닛에 전송된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 원위치의 발전기 고정자 바아의 반경방향 이동을 계측하기 위한 바아잭킹 시험 유닛이 제공된다. 바아잭킹 시험 유닛은 프레임에 고정된 LVDT를 포함하며, 이 LVDT는 스프링 편향 변위 측정 요소를 구비한다. 바아 센서는 고정자 바아에 의해 외측 단부에 맞물릴 수 있다. 피봇 바아잭은 프레임에 피봇식으로 고정되며 바아 센서의 내측 단부와 LVDT의 스프링 편향 변위 측정 아암 사이에 배치된다. 스프링 편향 변위 측정 아암은 바아 센서를 고정자 바아와 맞물리도록 강제한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 원위치에 있는 발전기 고정자 바아의 반경방향 이동을 측정하기 위한 바아잭킹 크롤러가 제공된다. 바아잭킹 크롤러는 필드 유지 링과 발전기의 고정자 단부 권취부 사이의 반경방향 갭내로 삽입가능한 잭킹 조립체를 포함한다. 바아잭킹 시험 헤드는 잭킹 조립체에 부착되며, 바아잭킹 시험 유닛은 바아잭킹 시험 헤드와 협력하여 맞물린다.

본 발명의 이러한 및 다른 실시예 및 장점은 첨부된 도면을 참조로 자세히 상술될 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 바아잭킹(barjacking) 크롤러(crawler)의 평면도,

도 2는 본 발명에 따른 바아잭킹 시험 유닛의 단면도,

도 3은 준비 상태에 있는 바아잭킹 크롤러의 측면도,

도 4는 힘이 가해진 경우의 바아잭킹 크롤러의 측면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 크롤러 12 : 트랙터부

14 : 잭킹 조립체 16 : 바아잭킹 시험 헤드

17 : 바아잭킹 시험 유닛 52 : 웨지 드라이버

54 : 피스톤 56 : 웨지

도 1은 본 발명에 따른 바아잭킹 크롤러(10)의 평면도이다. 크롤러(10)는 발전기 필드 주위에 바아잭킹 시험 헤드(16) 및 잭킹 조립체(14)를 원주방향으로 위치시키기 위한 트랙터부(12)를 주로 포함한다. 잭킹 조립체(14)는 바아잭킹 시험 헤드(16)와 결합되며, 바아잭킹 시험 헤드(16)는 바아잭킹 시험 유닛(18)과 맞물린다(도 2).

트랙터부(12)는 동력을 2개의 연결된 구동 기어(20)에 전달하는 DC 모터(18)를 사용한다. 구동 기어(20)는 유지 링 둘레 원주방향으로 트랙을 따라 회전한다. 구동 트랙내의 슬랙스(slack)는 트랙을 각기 아이들 풀리(24) 위로 돌림으로써 제거된다. 풀리(24)는 2개의 공기식 공기 램(26)의 단부에 각기 위치되며, 상기 2개의 공기식 공기 램(26)은 가압 공기에 의해 작동되며, 램(26)은 풀리(24)를 트랙쪽으로 민다.

도 2를 참조하면, 바아잭킹 시험 유닛(17)은 바아잭킹 시험 헤드(16)와 협력식으로 맞물리며, 바아잭킹 시험 헤드(16)는 잭킹 조립체(14)에 부착되고 고정자 바아(53)와 유지 링(73) 사이에 위치된다. 바아잭킹 시험 유닛(17)은 프레임(34)에 고정된 선형 전압 변위 변환기(LVDT : 32)를 포함한다. LVDT는 작은 거리를 정확하게 측정하기 위한 종래의 장치이다. 이와 관련해서, LVDT(32)는 스프링 편향 변위 측정 아암(36)을 포함하며, 이 스프링 편향 변위 측정 아암(36)은 이의 상부에 배치된 압축 스프링(38)에 의해 외측으로 편향된다. LVDT는 측정 제어 유닛(도시되지 않음)과 연통하여 측정된 거리를 처리한다.

변위 측정 아암(36)은 피봇 브래킷(40)과 맞물리며, 이 피봇 브래킷(40)은 프레임(34)에 부착되고 피봇(42)을 중심으로 피봇운동한다. 바아 센서(44)는 피봇 브래킷(40)의 크로스 핀(101)의 대향 단부에 부착되며 발전기 고정자 바아(53)와 맞물리도록 강제된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 바아 센서(44)는 바아잭킹 시험 헤드(16)를 통과해 연장하여 발전기 고정자 바아(53)와 맞물린다. 바아잭킹 시험 헤드(16)의 상면에 순응성 패드(64)가 제공되어 바아를 감싸는 절연재의 국부 응력을 최소화한다. 이러한 목적을 위해 순응성 패드(64)는 고밀도 폴리에틸렌(high-density polyethylene : HDPE)으로 제조되는 것이 바람직하다. 물론, 우레탄과 같은 다른 재료가 사용될 수 있으며, 본 발명은 HDPE에 한정되는 것은 아니다.

프레임(34)은 바아잭킹 섀시(100)에 피봇식으로 장착된다. 유지 링 센서(46)는 프레임(34)에 고정되며 섀시(100)내의 구멍을 관통해 연장하여 유지 링(73)과 맞물린다. 프레임(34)이 섀시(100)에 피봇식으로 장착되어 있어서 센서(46)는 유지 링과 계속해서 맞물린다. 섀시(100)의 바닥면은 마모 플레이트(103)가 피복되어 있으며, 마모 플레이트(103)는 HDPE 또는 유지 링을 긁지 않는 다른 유사한 재료로 제조되는 것이 바람직하다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 잭킹 조립체(14)는 공기식 램과 같은 구동 피스톤(54)을 구비하는 웨지 드라이버(wedge driver)(52)를 포함한다. 웨지(56)는 구동 피스톤과 연동되며 웨지(56)를 위치설정하고 구동시키는 강철 플레이트(57)상에서 이동하는 휠(56a)을 포함한다. 승강 아암(58)은 예를 들면 휠(58a)에 의해 웨지(56)의 제 1 단부에 이동가능하게 맞물리며, 피봇(60)에서 제 2 단부에 고정된다. 승강 아암(58)은 제 1 단부와 제 2 단부 사이의 피봇(62)과 같은 중간부에서 바아잭킹 시험 헤드(16)를 지지한다.

도 4에 도시된 바와 같이, 웨지 드라이버(52)가 웨지(56)를 피스톤(54)을 거쳐 바아잭킹 시험 헤드(16)(도 3 및 도 4의 왼쪽)쪽으로 구동시킴에 따라, 승강 아암(58)의 휠(58a)은 웨지(56)에 의해 상방으로 강제되며, 그에 따라 바아잭킹 시험 헤드(16)를 대응식으로 고정자 바아(53)내로 상승시킨다. 웨지 드라이버는 소정량의 힘을 바아에 가하도록 제어된다. 바람직한 형태에 있어서, 힘은 장치와 바아 사이의 접촉부의 인치 길이당 약 100 lb의 힘이 가해진다. 실제로, 일반적인 바아의 허용가능한 이동은 수천분의 1"이기 때문에, 웨지(56)의 이동은 매우 작다. 실제로 허용가능한 변형은 발전기에서 발전기까지 변한다. 일 실시예에 있어서, 잭킹 힘은 웨지 드라이버(52)에 가해지는 공기압에 의해 결정된다. 변형 실시예에 있어서, 로드 센서는 웨지(56)와 피스톤(54) 사이에 개재되어 로드의 보다 직접적인 결정이 이루어질 수 있다.

실제로, 작동동안, 순응성 패드(64)는 바아(53)쪽으로 가압된다. 도 2에서 순응성 패드(64)는 도시를 위해 바아(53)로부터 약간 이격되게 도시되어 있다. 바아(53)의 밀착도를 시험하기 위해, 잭킹 조립체(14)에 의해 바아에 로드가 가해진다. 이 로드의 반작용력이 유지 링(73)에 의해 취해진다. 바아(53)와 유지 링(73) 사이의 거리에 있어서 변화는 바아 센서(44)와 유지 링 센서(46)의 상대적인 이동에 계측된다. 알 수 있는 바와 같이, 유지 링 센서(46)는 프레임(34)에 단단히 연결되며, 프레임(34)은 바아잭킹 섀시(100)에 피봇식으로 장착된다. 이러한 피봇 장착은 섀시(100)내의 구멍을 통해 돌출하는 센서(46)가 유지 링(73)과의 접촉을 유지하도록 한다. 센서(44)는 프레임(34)내에서 활주하며, 이는 피봇 브래킷(40)이 그의 피봇(42)을 중심으로 회전하도록 한다. 스프링(38)은 LVDT(32)의 변위 측정 아암(36)이 피봇 브래킷(40)과 접촉한 채로 있도록 한다. 센서(44, 46)에 의해 계측된 거리는 잭킹 조립체(14) 및 바아잭킹 섀시(100)의 상대적인 위치에 의해 영향받지 않는다.

본 발명에 따른 구조에 의해, 고정자 바아의 반경방향 이동에 대한 원위치 시험은 발전기 필드를 해체하지 않고서 수행될 수 있다. 잭킹 장치는 트랙터부에 의해 필드를 중심으로 원주방향으로 위치되며 필드 유지 링과 고정자 단부 권취부 사이의 반경방향 갭을 통해 개재된다. 힘을 가함에 따른 바아의 반경방향 이동은 한계 리미트를 초과하지 않으며, 또한 유지보수가 수행될 수 있다.

본 발명이 가장 실용적인 및 바람직한 실시예에 관해 상술되었지만, 본 발명은 상술된 실시예에 한정되지 않으며, 이와 반대로, 첨부된 특허청구범위의 정신 및 범위내에서 각종 변형 및 동등한 구성이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.

본 발명은 최소 점검 운전정지동안 발전기를 최소로 해체한 채 측정이 이루어지며, 주 점검 운전정지동안 작업 범위 및 부품을 계획할 수 있는 가치있는 정보를 수집할 수 있다.

Claims (9)

1. 원위치에 있는 발전기 고정자 바아의 반경방향 이동을 측정하기 위한 바아잭킹 시험 유닛에 있어서,

   프레임에 고정되며, 스프링 편향 변위 측정 아암을 구비하는 선형 전압 변위 변환기(a linear voltage displacement transducer : LVDT)와,

   고정자 바아에 의해 외측 단부에 맞물릴 수 있는 바아 센서와,

   상기 프레임에 피봇식으로 고정되며 상기 바아 센서의 내측 단부와 LVDT의 스프링 편향 변위 측정 아암 사이에 배치된 피봇 브래킷을 포함하며, 상기 스프링 편향 변위 측정 아암은 상기 바아 센서를 상기 피봇 브래킷을 거쳐 상기 고정자 바아와 맞물리도록 강제하는

   바아잭킹 시험 유닛.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 프레임에 고정되었으며 발전기 유지 링과 맞물리도록 되는 유지 링 센서를 더 포함하는

   바아잭킹 시험 유닛.
3. 원위치에 있는 발전기 고정자 바아의 반경방향 이동을 측정하기 위한 바아잭킹 크롤러에 있어서,

   필드 유지 링과 발전기의 고정자 단부 권취부 사이의 반경방향 갭내로 삽입가능한 잭킹 조립체와,

   상기 잭킹 조립체에 부착되는 바아잭킹 시험 헤드와,

   상기 바아잭킹 시험 헤드와 협력하여 맞물리는 바아잭킹 시험 유닛으로서, 프레임에 고정되며 스프링 편향 변위 측정 아암을 구비하는 선형 전압 변위 변환기(LVDT)와, 고정자 바아에 의해 외측 단부에 맞물릴 수 있는 바아 센서와, 상기 프레임에 피봇식으로 고정되며 상기 바아 센서의 내측 단부와 상기 LVDT의 스프링 편향 변위 측정 아암 사이에 배치된 피봇 브래킷을 포함하는, 상기 바아잭킹 시험 유닛을 포함하며, 상기 스프링 편향 변위 측정 아암은 상기 바아 센서를 상기 피봇 브래킷을 거쳐 상기 고정자 바아와 맞물리도록 강제하는

   바아잭킹 크롤러.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 바아잭킹 시험 유닛은 상기 프레임에 고정되었으며 발전기 유지 링과 맞물리는 유지 링 센서를 더 포함하는

   바아잭킹 크롤러.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 잭킹 조립체는 구동 피스톤을 구비하는 웨지 드라이버(wedge driver)와,

   상기 구동 피스톤에 부착된 웨지와,

   상기 웨지와 이동가능하게 맞물린 제 1 단부와 피봇에 고정된 제 2 단부를 갖는 승강 아암을 포함하며, 상기 승강 아암은 상기 제 1 단부와 제 2 단부 사이의 중간부에서 상기 바아잭킹 시험 헤드를 지지하는

   바아잭킹 크롤러.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 바아잭킹 시험 유닛은 상기 승강 아암의 상기 제 2 단부에 인접해 고정적으로 배치되며, 상기 바아 센서는 상기 바아잭킹 시험 헤드내의 구멍을 통해 연장하는

   바아잭킹 크롤러.
7. 제 3 항에 있어서,

   상기 바아 센서는 상기 바아잭킹 시험 헤드내의 구멍을 통해 연장하는

   바아잭킹 크롤러.
8. 제 3 항에 있어서,

   발전기 로터를 중심으로 선택적으로 원주방향 위치설정을 위해 필드 유지 링에 부착가능한 트랙터를 더 포함하며, 상기 잭킹 조립체는 상기 트랙터에 부착되는

   바아잭킹 크롤러.
9. 제 3 항에 있어서,

   상기 바아잭킹 시험 헤드는 이의 고정자 바아 측면상에 순응성 패드를 포함하는

   바아잭킹 크롤러.