[實用新型]一種發電機定子線棒端部表面電位非接觸式測量系統

有效

• 申請號: 201721021408.2
• 申請日: 2017-08-15
• 公開（公告）號: CN207051394U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發明（設計）人: 劉學忠;劉爽;胡波;梁智明;田石金;王萌;黃紹波;張躍;劉枰;張蕊
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;東方電氣集團東方電機有限公司
• 主分類號: G01R29/14
• 分類號: G01R29/14
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司61200
• 代理人: 徐文權

技術領域

本實用新型屬于電氣技術領域，具體涉及一種發電機定子線棒端部表面電位非接觸式測量系統。

背景技術

隨著我國水火電機組的額定電壓越來越高，發電機定子線棒與繞組端部防暈系統的作用越來越大。而發電機定子線棒表面防暈層的主要功能是均勻化線棒端部表面的電場分布，防止施加電壓時線棒端部因局部電場強度過高而發生電暈放電。在實際機組設計中，若線棒端部表面無防暈系統，由于主絕緣表面電阻率太高，線棒表面電位在靠近鐵芯或低電阻層附近的電位將迅速降低，進而導致線棒端部出現極高的局部場強，將引起線棒端部表面的電暈放電現象。業內數十年來采用的方法為：通過對線棒端部進行防暈處理以改變端部表面的電阻率，從而使電位沿整個端部防暈處理區域內均勻變化，降低局部電場強度并防止電暈放電的發生。因碳化硅(SiC)具有特殊的非線性電阻特性(即當施加于材料上的電場強度增加時，其電阻率會下降)，目前主要采用SiC作為主要的防暈材料。由于其獨特的電阻特性，業內將其涂/包在發電機定子線棒端部可以有效遏制表面局部高場強的產生，防止電暈放電的發生。

為了驗證發電機定子線棒防暈結構的合理性，必須通過試驗方法測量得到線棒端部電位的分布情況。目前已有的電位分布測量方法主要有球隙法、靜電電壓表法和補償法，這些方法都需要在線棒表面放置細銅環電極。而由于金屬電極的引入，必然導致局部場強和表面電位分布的畸變，因此長期以來上述幾種方法普遍存在測量誤差大、測試精度低等缺陷。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種發電機定子線棒端部表面電位非接觸式測量系統，解決了現有技術中由于金屬電極的引入，導致局部場強和表面電位分布的畸變的問題。

本實用新型采用以下技術方案：

一種發電機定子線棒端部表面電位非接觸式測量系統，包括設置在暗箱內的線棒和測量模塊，所述線棒與交流電壓源連接，沿所述線棒方向水平設置有測量裝置導軌，所述測量模塊設置在所述測量裝置導軌上，所述測量模塊分別與設置在所述暗箱外的示波器、負直流電壓源、溫控儀以及導軌拖動電機控制盒連接，用于對所述線棒進行電致發光強度測量和溫度測量。

進一步的，所述線棒的槽部低阻防暈層上包覆有電極，電極經過第一接地引出端子接地連接。

進一步的，所述線棒與所述電極之間分別設置有主絕緣和槽部低阻防暈，在所述槽部低阻防暈的兩端設置有端部防暈。

進一步的，所述線棒的左右兩端均設置有均壓球，一端所述均壓球經過高壓線連接至交流高壓引出端，經過所述交流高壓引出端與所述交流電壓源連接。

進一步的，所述測量模塊包括光電轉換模塊和紅外測溫裝置，所述光電轉換模塊和紅外測溫裝置并排設置在導軌拖動電機上，所述導軌拖動電機設置在所述測量裝置導軌上。

進一步的，所述光電轉換模塊的測量窗口豎直向下，在所述測量窗口處設置有可拆卸的倒喇叭狀收光器，所述收光器的橫截面為長方形。

進一步的，所述收光器下部的開口與所述線棒的距離為5～105mm。

進一步的，所述測量裝置導軌為兩根平行的直導軌，且與所述線棒平行，所述導軌拖動電機設置在兩個所述直導軌之間，所述導軌拖動電機依次經過高壓彈簧線和導軌拖動電機引出端子與設置在暗箱外的導軌拖動電機控制盒連接，試驗時用于調整測量模塊的位置。

進一步的，所述光電轉換模塊分別經過高壓彈簧線連接光電轉換模塊信號引出端子和負直流電壓源引出端子，用于分別連接所述示波器和負直流電壓源；所述紅外測溫裝置經過高壓彈簧線和測溫裝置引出端子與所述溫控儀連接。

進一步的，所述暗箱由非透明的絕緣材料制成。

與現有技術相比，本實用新型至少具有以下有益效果：

本實用新型發電機定子線棒端部表面電位非接觸式測量系統，包括設置在暗箱內的線棒和測量模塊，線棒與交流電壓源連接，沿線棒方向水平設置有測量裝置導軌，測量模塊設置在測量裝置導軌上，測量模塊分別與設置在暗箱外的示波器、負直流電壓源以及導軌拖動電機控制盒連接，用于對線棒進行電致發光強度測量和溫度測量，在這種非接觸式測量系統中，由于采用非接觸方式采集的是光信號，而在工頻電場頻率下不會對電位的分布產生影響，從而得到準確性很高的電位分布信息。

進一步的，測量模塊包括光電轉換模塊和紅外測溫裝置，紅外溫度傳感器采用非接觸式可以實時監測線棒發光處溫度變化，光電轉化模塊采用光電倍增管PMT或單光子計數器，具有極高靈敏度和超快時間響應。