[發明專利]用于探測電機的定子疊片組中短路的方法和裝置

有效

• 申請號: 200980150107.1
• 申請日: 2009-10-07
• 公開（公告）號: CN102246054A
• 公開（公告）日: 2011-11-16
• 發明（設計）人: M·霍貝爾斯貝格爾;Z·波塞德爾
• 申請（專利權）人: 阿爾斯通技術有限公司
• 主分類號: G01R31/34
• 分類號: G01R31/34;G01N27/90
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 湯春龍;盧江

技術領域

本發明涉及一種用于探測在電機或發電機的定子的疊片組中的匝間短路的裝置和方法。借助于輔助線圈和輔助電流磁化用于測量的定子并且利用拾波裝置測量磁場。本發明還涉及一種用于探測電機、特別是大型發電機的定子疊片組中層間的短路的方法和裝置。

背景技術

司空見慣的是，在靜止狀態對大型發電機和電動機進行疊片短路(Blechschluesse)的檢查。對此提供了不同的方法。

其中一種方法包括借助于輔助線圈在電網頻率下磁化整個疊片體并且測量在定子孔內表面上的漏泄場。該磁化實現了磁感應相對較低的值，典型的是正常工作感應的大約10％。該測量方法也以名稱“低感應-疊片短路測量”所公開，在英語地區中稱為“ELCID”。例如在US?4,996,486中描述了這種裝置。本發明涉及低感應-測量方法的改進。WO03/036287說明了一種類似的裝置，其中在此組合地評估相位信息和振幅信息。

現有技術，即例如借助于輔助線圈和輔助電流利用電網頻率將定子-疊片組磁化到工作感應的大約十分之一。

然后利用電拾波線圈(Aufnahmespule)經過定子孔的表面，其中拾波線圈位于疊片組表面附近。

和疊片組的層間短路有聯系的電流現在在拾波線圈中感應了具有特征性的相位和振幅的電壓。基于這種特征性的相位和振幅可以將具有疊片短路電流的地方和沒有疊片短路電流的地方區分開。因此可能的是，借助于該漏泄場-拾波線圈對疊片短路定位并且判斷該短路電流的大小。

在此方法中不利之處在于，有時難于對測量結果進行解釋，這是因為由疊片短路電流感應的電壓大多非常小。特別是定子-主場的強漏泄場也或者有損耗的附加場可以遮蓋通過故障位置真正短路電流的影響并且因此難于探測，該附加場例如通過在短路的導體回路中感應的電流得以實現。尤其對于小的、僅僅引導小的電流并且僅僅具有小的磁效應的疊片-故障，情況是這樣。如果為了檢查并不移除轉子，那么特別在檢查液力發電機時產生干擾的附加場，從而使各個極施加磁效應。

發明內容

因此本發明的目的在于，對開頭說明的方法進行改進，或者提出一種用于執行這種方法的改進裝置。尤其是，還涉及改進用于探測在電機或發電機的定子的疊片組中的匝間短路的裝置或方法，其中借助于輔助線圈和輔助電流磁化定子并且利用拾波裝置(Aufnahmevorrichtung)測量磁場，其中拾波裝置包括至少兩個探測器，它們布置在兩個相對于轉子軸不同徑向位置上，同時在所述兩個不同徑向位置上測量磁場，其中在大小和/或相位方面來評估并且相互比較兩個在所述不同位置測量的信號，用于探測匝間短路。

該目的的解決方法由此實現，即通過差值形成來確定所述至少兩個信號的相對大小和/或相對相位，并且僅僅記錄信號中的相對區別。

因此本發明的核心在于，通過兩個信號的差值形成在一定程度上放棄了絕對測量并且僅僅記錄信號中的相對區別。完全適宜地，兩個探測器(通常是線圈)一般并不彼此電分離。因此在一定程度上去除干擾的附加場，并且因此顯著簡化診斷。現有技術中總是僅僅涉及，通過提出的裝置實現對短路的徑向定位(這就是說已經知道哪里短路，這利用其它方法來確定，并且隨后確定其深度)，與現有技術不同，本發明允許使用提出的方法或提出的裝置、用于識別短路(即用于回答究竟哪里短路的問題)的方法，并且不僅在已經識別并且定位斷路，以便在第二步驟中確定其徑向位置時。因為常規的方法不能進行直接差值形成并且相應地不能補償，因此不適于對短路大面積地識別/定位，而僅僅適合在已經獲悉故障位置時，在該故障位置上確定疊片組中的故障深度。特別地，在其中具有大漏泄磁場的液力發電機的領域中，根據現有技術的方法僅僅允許困難地確定深度并且絕不允許對故障位置識別/定位，與此不同，利用提出的方法，這能夠良好地實現。尤其是當大量傳感器微型化地和前置放大器/運算放大器組合直接布置在傳感器頭中的情況下。優選地，基本上在相對于轉子軸的徑向方向上相疊地布置至少兩個探測器。此外優選地，探測器是電線圈，該電線圈的取向使得電線圖主要測量磁場的相對于定子孔圓柱形內表面相切的、垂直于轉子軸方向的場分量。換而言之，優選地涉及一種如在US?4,996,486中說明的結構，相應地鑒于原則上的結構方式明確地參照該文獻，并且納入了其公開內容。在執行這樣的方法時，優選地，以軸向和/或周向的方式基本上直接沿著定子孔圓柱形內表面引導拾波裝置和/或輔助線圈，并且由兩個在不同位置測量的信號在相對大小和/或相對相位方面突然出現的改變來推斷匝間短路，其中可以圖形地和/或自動化地進行相應評估。優選地，相同地設計兩個探測器并且特別優選地直接相疊放置。