TW202040145A

TW202040145A - 線圈繞組匝間短路之檢測方法

Info

Publication number: TW202040145A
Application number: TW108113801A
Authority: TW
Inventors: 黃素婕
Original assignee: 黃素婕
Priority date: 2019-04-19
Filing date: 2019-04-19
Publication date: 2020-11-01

Abstract

本發明關於一種線圈繞組匝間短路之檢測方法，其係先以檢測用設備進行短路測試，進而獲知感應磁場強度之警界值，接著，將至少一組磁場感測器設於既有設備之線圈繞組的適當距離處，並透過磁場感測器感測既有設備之感應磁場強度，當感應磁場強度高於警界值時，則傳送訊號至連結磁場感測器之訊號接收器，以即時針對發生匝間短路之設備進行後續處置，避免設備燒毀。

Description

線圈繞組匝間短路之檢測方法

本發明係關於一種線圈繞組匝間短路之檢測方法，尤指利用磁場感測器感測設備其線圈繞組之感應磁場強度，以即時監控設備是否發生線圈繞組匝間短路現象者。

按，傳統採用線圈繞組製成之設備種類繁多，當上述設備於使用時，因繞線鬆脫、漆包線刮傷或龜裂而導致線圈絕緣不良，則會造成線圈繞組匝間短路，進而產生對地短路而燒毀，甚至觸發火災。

與檢測匝間短路相關之先前技術，請參閱中華民國公告第254441號專利，即揭示一種「層間短路測試線路裝置之改良」，其係於諧波檢知線路裝置、諧波峰值保持線路裝置及微處理線路裝置與脈沖產生器及待測物體作一適當連結，以藉諧波檢知線路裝置測得由脈沖產生器與待測物體共同振盪出之諧振頻率及諧振時間，並藉諧波峰值保持線路裝置穩定諧波的各個波峰值，再將測得之訊號輸至微處理線路裝置進行運算，進而判斷待測物體是否有短路現象。

中華民國公告第306626號專利，即揭示一種「層間短路測試器」，其係於微處理器連接輸入裝置並設定符合標準最小品質因數值、測試時間、適當之測試頻率以及容許誤差頻率，並藉連結微處理器之時序控制器，以便於諧振現象發生時，輸出高壓電值至待測物，並依最低標準品質因數值高低來判斷待測物是否發生層間短路現象。

中華民國公告第I391685號專利，即揭示一種「繞線製品檢測機台及其層間短路之檢測方法」，其係於繞線製品之繞組線圈兩端輸入高壓脈衝電力，並擷取繞組線圈通電歷程之電壓值以產生擷取資料，再將擷取資料進行時頻轉換運算以獲致時頻分析資訊，進而顯示繞組線圈是否發生層間短路。

中華民國公告第I603567號專利，即揭示一種「自動測試即時反饋調節之線圈繞線生產管控系統」，其係透過自動繞線機進行繞線作業以產生線圈產品，再將線圈產品藉安規測試機進行電氣測試，以獲得線圈產品測試數據，並將測試數據反饋至管理平台以進行數據分析，使數據分析結果輸出控制參數至自動繞線機，並藉此調整自動繞線機之繞線作業以滿足安規測試。

有鑑於習知技術之檢測方法仍需於取得數據後進行運算分析，故顯然具有無法即時監測之缺失。

是以，本發明之目的乃是利用線圈繞組設備運作時，於線圈繞組周圍所產生之漏磁通作為線圈繞組匝間短路檢測之依據，並利用磁場感測器感測線圈之感應磁場強度，進而達成即時檢測線圈繞組匝間短路之目的。

本發明之另一目的係利用磁場感測器感測線圈之感應磁場強度，以協助進行採用線圈繞組製成設備之品質管控或驗收。

為達前揭目的，本發明提供一種線圈繞組匝間短路之檢測方法，其係針對既有設備進行短路故障監測，其步驟包含︰以一檢測用設備進行短路測試以獲知感應磁場強度之警界值；將至少一組磁場感測器設於既有設備之線圈繞組的適當距離處；透過磁場感測器感測既有設備之感應磁場強度，且於感應磁場強度高於警界值時，傳送訊號至連結磁場感測器之訊號接收器。

依據本發明之另一目的，在於提供一種線圈繞組匝間短路之檢測方法，其係針對新設備進行品質管控，其步驟包含︰以一檢測用設備進行開路測試與短路測試以分別獲知感應磁場強度之品質管制標準值；將至少一組磁場感測器設於新設備之線圈繞組的適當距離處；透過磁場感測器感測新設備於開路測試與短路測試之感應磁場強度，且於感應磁場強度高於品質管制標準值時，傳送訊號至連結磁場感測器之訊號接收器。

為使貴審查委員瞭解本發明欲達成目的所運用之技術、手段及功效，餘下，茲列舉一較佳實施例並配合圖式，詳細說明如後︰

首先，請參閱第1~2圖所示，於本發明之第一實施例中，係針對既有設備之線圈繞組進行短路故障監測，且上述既有設備包含變壓器、比壓器(PT)、比流器(CT)、馬達線圈、發電機線圈及其它運作時周邊環境會產生磁場之設備。其檢測步驟依序為︰以一檢測用設備進行短路測試以獲知感應磁場強度之警界值（步驟Ｓ１１）；將至少一組磁場感測器２設於既有設備之線圈繞組１的適當距離Ｄ處（步驟Ｓ１２），當磁場感測器２具有二組以上時，係以等間距設置於線圈繞組１適當距離Ｄ處；透過磁場感測器２感測既有設備線圈繞組１之感應磁場強度，且於感應磁場強度高於警界值時，傳送訊號至連結磁場感測器２之訊號接收器３（步驟Ｓ１３），以藉連接於訊號接收器３之顯示裝置４來顯示訊號狀態，於本發明之一實施例中，顯示裝置４能為電腦螢幕或行動裝置。

以下，係以變壓器為本發明方法之第一實施例進行說明。首先，先製作一顆T相高壓側八匝線圈短路之變壓器作為檢測用變壓器（匝間短路測試示意電路圖請參第3圖），繼之，以檢測用變壓器進行短路測試並藉磁場感測器２感測其感應磁場強度，於三相變壓器線圈繞組１之高壓側經由實驗數據推算加到滿載電流98A時（請參考下表一），其匝間短路電流為570A，此時，變壓器之T相周圍感應磁場強度為237uT，進而訂定出感應磁場強度之警界值位於200uT±10uT。表一、變壓器T相線圈繞組匝間短路實驗量測數據表

狀態	電壓[V]	負載電流[A]	匝間短路電流[A]	磁場強度[uT]
實際量測數據	100	3	32	5
150	9	51	11
200	15	68	18
推算之數據	22.8K	98A	570A	237uT

接著，於既有變壓器每相之線圈繞組１距離60公分處分別設置三組磁場感測器２，並使三組磁場感測器２以等間距分別設置於線圈繞組１之上、中、下位置，以感測變壓器線圈繞組１周圍磁場之感應磁場強度，當連接訊號接收器３之顯示裝置４顯示訊號接收器３所接收之感應磁場強度高於250uT，且持續10秒鐘以上時，代表變壓器已發生匝間短路現象，此時，能藉由感測到異常感應磁場強度之磁場感測器２設置位置來迅速判斷變壓器線圈繞組１的匝間短路位置，以即時針對發生匝間短路之變壓器進行快速洩載與轉供，進而避免變壓器燒毀。

接著，請仍然參閱第2圖並配合第4圖所示，於本發明之第二實施例中，係針對新設備進行品質管控，且上述新設備包含變壓器、比壓器(PT)、比流器(CT)、馬達線圈、發電機線圈及其它運作時周邊環境會產生磁場之設備。其檢測步驟依序為︰以一檢測用設備進行開路測試與短路測試以分別獲知感應磁場強度之品質管制標準值（步驟Ｓ２１）；將至少一組磁場感測器２設於新設備之線圈繞組１的適當距離Ｄ處（步驟Ｓ２２）；透過磁場感測器２感測新設備線圈繞組１於開路測試與短路測試之感應磁場強度，且於感應磁場強度高於品質管制標準值時，傳送訊號至連結磁場感測器２之訊號接收器３（步驟Ｓ２３），以藉連接於訊號接收器３之顯示裝置４來顯示訊號狀態，於本發明之一實施例中，顯示裝置４能為電腦螢幕或行動裝置。

以下，係以變壓器為本發明方法之第二實施例進行說明。首先，先製作一顆八匝線圈短路之變壓器作為檢測用變壓器，繼之，以檢測用變壓器進行開路測試與短路測試，並藉磁場感測器２分別感測其感應磁場強度，以訂定出感應磁場強度之品質管制標準值，其中，開路測試之品質管制標準值為＜5uT，而短路測試之品質管制標準值為＜200uT。接著，將磁場感測器２置於全新或待出廠之變壓器線圈繞組１距離60公分處，以分別檢測開路測試與短路測試時，變壓器之線圈繞組１的感應磁場強度，當顯示裝置４顯示訊號接收器３於開路測試所接收之感應磁場強度低於5uT，而短路測試所接收之感應磁場強度低於200uT，則代表全新或待出廠之變壓器為合格產品，進而達成變壓器產品品質管控與驗收之目的。

惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例，並非用以限定本發明之實施範圍，凡未脫離本發明技術精神所為之變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。

綜上所述，本發明確實已突破傳統並具有改良及創新之創作內容且能具體實施，理應符合發明專利之法定要件，爰依法提出專利申請，懇請　鈞局審查委員授予合法專利權，以勵創作，至感德便。

本發明︰１:線圈繞組２:磁場感測器３:訊號接收器４:顯示裝置Ｄ:距離Ｓ１１～Ｓ１３:步驟Ｓ２１～Ｓ２３:步驟

第1圖係本發明第一實施例之流程圖。第2圖係本發明匝間短路測試之示意電路圖。第3圖係本發明之示意圖。第4圖係本發明第二實施例之流程圖。

S11~S13:步驟

Claims

一種線圈繞組匝間短路之檢測方法，其係針對既有設備之線圈繞組進行短路故障監測，其步驟包含︰以一檢測用設備進行短路測試以獲知感應磁場強度之警界值；將至少一組磁場感測器設於該既有設備之線圈繞組的適當距離處；透過該磁場感測器感測該既有設備線圈繞組之感應磁場強度，且於該感應磁場強度高於該警界值時，傳送訊號至連結該磁場感測器之訊號接收器。
如請求項1所述之線圈繞組匝間短路之檢測方法，其中，該設備為變壓器、比壓器(PT)、比流器(CT)、馬達線圈、發電機線圈及其它運作時周邊環境會產生磁場之設備。
如請求項1所述之線圈繞組匝間短路之檢測方法，其中，該磁場感測器具有二組以上時，係以等間距設置於該線圈繞組適當距離處。
如請求項1所述之線圈繞組匝間短路之檢測方法，其中，該訊號接收器連接於一顯示裝置，且該顯示裝置能為電腦螢幕或行動裝置。
一種線圈繞組匝間短路之檢測方法，其係針對新設備進行品質管控，其步驟包含︰以一檢測用設備進行開路測試與短路測試以分別獲知感應磁場強度之品質管制標準值；將至少一組磁場感測器設於該新設備之線圈繞組的適當距離處；透過該磁場感測器感測該新設備線圈繞組於開路測試與短路測試之感應磁場強度，且於該感應磁場強度高於該品質管制標準值時，傳送訊號至連結該磁場感測器之訊號接收器。
如請求項5所述之線圈繞組匝間短路之檢測方法，其中，該設備為變壓器、比壓器(PT)、比流器(CT)、馬達線圈、發電機線圈及其它運作時周邊環境會產生磁場之設備。
如請求項5所述之線圈繞組匝間短路之檢測方法，其中，該磁場感測器具有二組以上時，係以等間距設置於該線圈繞組適當距離處。
如請求項5所述之線圈繞組匝間短路之檢測方法，其中，該訊號接收器連接於一顯示裝置，且該顯示裝置能為電腦螢幕或行動裝置。