[發明專利]一種水輪機轉輪動應力測試方法

有效

• 申請號: 202011609061.X
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112763236B
• 公開（公告）日: 2023-04-28
• 發明（設計）人: 亓劼;安學利;田小兵;涂洪波;鐘遠鋒;楊昆;李俊松;陳小捷;潘羅平;郭曦龍;譚志鋒;李萍萍;程光超
• 申請（專利權）人: 貴州烏江水電開發有限責任公司構皮灘發電廠;中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01M17/02
• 分類號: G01M17/02
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 冀志華

1.一種水輪機轉輪動應力測試方法，其特征在于包括以下步驟：

1）在待檢測水輪機轉輪葉片上安裝水輪機轉輪動應力測試裝置，該水輪機轉輪動應力測試裝置包括應變片、應變儀、電源、信號線、線纜防護管、線纜防護罩和開孔防護裝置；

其中，水輪機轉輪動應力測試裝置的安裝方法包括以下步驟：

1.1）根據待檢測水輪機葉片的實際測試需求，對試驗測點進行布置；所述試驗測點布置在對稱的2個葉片上，每個葉片布置8個試驗測點，其中，葉片出水邊靠近上冠處，距出水邊80mm的正、背面各布置2個試驗測點，葉片出水邊靠近下環處，距出水邊80mm的正、背面各布置2個試驗測點，共16個試驗測點；

1.2）在步驟1.1）選好的試驗測點位置上，打磨光滑后粘貼應變片；

1.3）將信號線從各應變片引出后，依次經水輪機轉輪、泄水錐、大軸和補氣閥，接入應變儀；

將信號線接入應變儀的方法，包括以下步驟：

1.3.1）以各所述試驗測點為起點，以布置在待檢測水輪機補氣閥頂部的應變儀為終點，依次沿待檢測水輪機轉輪葉片及泄水錐相應位置處焊接線纜防護管；

1.3.2）在所有試驗測點位置及線纜防護管與轉輪葉片及泄水錐相接觸位置處，全部涂抹防護膠，并等待防護膠完全固化定型；

1.3.3）將信號線從應變片引出后，穿入線纜防護管；

其中，將信號線穿入線纜防護管之前，還包括以下步驟：將信號線與鋼絲繩捆綁，并通過水輪機大軸中補氣閥直筒頂端兩個吊耳拉緊鋼絲繩，以防止水輪機轉動時信號線甩動斷裂；

1.3.4）信號線沿線纜防護管通過泄水錐并經過大軸后，從預先打孔的補氣閥中引出，最終到達發電機機頭位置，接入應變儀，并在轉輪葉片出水邊的正面和背面焊接流線型線纜防護罩；

2）試驗前，對各應變片的反饋信號進行調平；

3）試驗時，通過無線遠程控制發出指令，應變儀接收到控制指令后，通過各應變片對待檢測水輪機葉片的信號進行檢測，所采集的數據存儲在應變儀的內存卡中；

4）對采集的信號進行處理，得到待檢測水輪機轉輪動應力測試結果。

2.如權利要求1所述的一種水輪機轉輪動應力測試方法，其特征在于，所述步驟1.3.4）中，將信號線沿線纜防護管通過泄水錐并經過大軸后，從預先打孔的補氣閥中引出，最終到達發電機機頭位置，接入應變儀的方法，包括以下步驟：

①在補氣閥打孔位置設置開孔防護裝置；

②將應變儀和電源設置在補氣閥頂部，在補氣閥頂部開孔處，將信號線從開孔防護裝置中引出，然后將信號線與應變儀相連，將電源與應變儀相連接，完成水輪機轉輪動應力測試裝置的安裝。

3.如權利要求2所述的一種水輪機轉輪動應力測試方法，其特征在于，所述步驟①中，所述開孔防護裝置包括底座、頂絲和密封圈，且所述底座和頂絲中部均開設有供線纜防護管穿過的孔洞，所述密封圈設置在所述底座內部的凹槽內，所述頂絲與所述底座螺紋連接，所述底座焊接在所述補氣閥打孔位置。

4.如權利要求3所述的一種水輪機轉輪動應力測試方法，其特征在于，所述步驟②中，將泄水錐部位的信號線由補氣閥的開孔內引出的方法為：將信號線從補氣閥的孔穿出后，在信號線上套上密封圈，并壓入底座凹部，頂絲穿入信號線，壓緊密封圈，同時打入密封膠。

5.如權利要求1所述的一種水輪機轉輪動應力測試方法，其特征在于，所述步驟4）中，對采集的信號進行處理的方法，包括以下步驟：

4.1）獲取待檢測水輪機轉輪某測點動應力信號，對該動應力信號進行分析，截取存在異常值需要進行處理的信號段；

4.2）對動應力截取信號進行EEMD分解，得到n個經驗模態分量和1個余項分量；

4.3）計算每個經驗模態分量的標準偏差，并依據標準偏差對各個經驗模態分量進行預處理；

4.4）對預處理后的分量進行重構，完成動應力截取信號的最終處理，得到待檢測水輪機轉輪的動應力測試結果。

6.如權利要求5所述的一種水輪機轉輪動應力測試方法，其特征在于，所述步驟4.3）中，依據標準偏差對各個經驗模態分量進行預處理的方法，包括以下步驟：

首先，對第1到第n-1個經驗模態分量，進行如下處理：

對同一經驗模態分量的所有值，如果時刻t的值絕對值大于該經驗模態分量標準偏差的2倍，則令時刻t的值為零；如果時刻t的值絕對值小于等于該經驗模態分量標準偏差的2倍，則該時刻t的值不變；

其次，對第n個經驗模態分量和1個余項分量，則不進行處理。