專利名稱：發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種發(fā)電機故障檢測裝置，具體為發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置。
背景技術(shù)：
發(fā)電機因制造質(zhì)量、檢修工藝問題(如槽楔松動、綁繩松動、鐵心松動)或在運行中由于電、熱、化學(xué)和機械等因素作用，會造成發(fā)電機定子繞組接地。如何在機組故障后，快速、安全、準(zhǔn)確地檢測出接地部位，歷來是檢修人員棘手的問題。
現(xiàn)有的常規(guī)檢測方法有直流電阻法、交流燒穿法和直流脈沖法。
直流電阻法是利用直流電阻來確定故障點的距離。根據(jù)歐姆定律R＝U/I、R＝PI/S，知道電阻R就可以知道距離L。對定子繞組而言，如出現(xiàn)接地，知道繞組總電阻R，又可測出對地電阻R1、R2，這樣通過折算就可以計算出理論上的接地點，但這種方法誤差太大，特別是發(fā)電機端部彎曲的地方，不能準(zhǔn)確定點，有時甚至出現(xiàn)誤判斷。
交流燒穿法是在定子繞組接地后，接地部位絕緣破損，此時對其通入交流電，則在接地部位出現(xiàn)明火和冒煙。但如接地點在槽底或在上下層間，則不易發(fā)現(xiàn)具體位置。而且試驗易擴大故障，威脅鐵芯安全。
直流脈沖法是把交流電轉(zhuǎn)變成直流電，對電容充電，當(dāng)電容電壓充到一定值時，則會通過球間隙對繞組放電，繞組接地點部位就會出現(xiàn)火花。據(jù)此可判斷出接地部位。依肉眼來進(jìn)行判斷，會出現(xiàn)很大的偏差，而且仍然會出現(xiàn)和存在判斷死角，且試驗易擴大故障，威脅鐵芯安全。

發(fā)明內(nèi)容
本實用新型解決現(xiàn)有發(fā)電機定子繞組接地故障檢測方法或裝置所存在的上述缺陷和問題，提供一種可快速、準(zhǔn)確、安全地檢測出發(fā)電機定子繞組接地故障的檢測裝置。并僅以提供該檢測裝置的硬件結(jié)構(gòu)為目的。
在發(fā)電機定子繞組中通入交流電，就會在繞組周圍產(chǎn)生磁場，通過對磁場變化的分析判斷，就可判定定子繞組的接地點?；谏鲜鲈?，本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置，包含殼體和殼體內(nèi)部含有單片機的具有信號放大、存貯、顯示功能的信號處理電路，在殼體內(nèi)部固定一個其輸出端與信號處理電路相連接的電磁感應(yīng)線圈，在殼體的底部固定有滾輪，滾輪上部有固定于殼體內(nèi)部的輪蓋，滾輪上設(shè)置有磁條，在輪蓋的內(nèi)表面固定有與滾輪上的磁條配合的霍爾傳感器。檢測時，將發(fā)電機定子繞組各相分別通入交流電，用該檢測裝置分別對各相的定子嵌線槽進(jìn)行檢測，即將檢測裝置置于定子嵌線槽口上，并從定子勵端推向汽端，檢測裝置內(nèi)的電磁感應(yīng)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電流，檢測裝置在沿定子嵌線槽移動的過程中，滾輪每旋轉(zhuǎn)一圈其上的磁條觸發(fā)霍爾傳感器一次，這樣，霍爾傳感器采集到檢測裝置行進(jìn)的距離信號(該距離信號就是定子槽內(nèi)繞組各點距定子槽端的距離)，被采集的電流信號和距離信號送入信號處理電路，被實時顯示在液晶顯示屏上、并最終存儲于信號處理電路中的存儲部件內(nèi)；按照規(guī)定的槽位順序依次測量，上述的工作過程不斷被重復(fù)；當(dāng)某一定子槽內(nèi)的繞組在某一部位發(fā)生接地故障時，電磁感應(yīng)線圈內(nèi)的感應(yīng)電流在該部位上產(chǎn)生突變，從而顯示出繞組的接地點，而此時檢測裝置所顯示的距離數(shù)據(jù)就是該接地部位距定子槽端的距離，從而容易地判斷出具體的接地點位置。
該檢測裝置中的信號處理電路以單片機為核心，其工作過程是將由電磁感應(yīng)線圈和霍爾傳感器采集到的電流信號和距離信號進(jìn)行放大，然后輸入單片機并在單片機控制下(在相應(yīng)軟件的支持下)對信號進(jìn)行實時顯示和存儲；實現(xiàn)上述功能的信號處理電路的硬件連接結(jié)構(gòu)對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是公知且非常容易實現(xiàn)的。本實用新型在具體實施方式
中還是給出了信號處理電路的具體連接結(jié)構(gòu)。
本實用新型所述的發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置是利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、通訊技術(shù)等實現(xiàn)了發(fā)電機定子接地故障的診斷，從而解決了實際生產(chǎn)中診斷周期長、故障點定位困難、故障易擴大、威脅定子安全等問題，其與現(xiàn)有的檢測方法或裝置相比具有無可比擬的效果。1、判斷準(zhǔn)確，可以判斷出故障是繞組的上層還是下層接地，且能進(jìn)一步檢測出接地故障點的具體位置，不存在任何死角；2、安全，由于通入繞組中的電流值非常小，絕對不會使故障點擴大，不會威脅鐵心安全，對試驗人員也無安全隱患；3、迅捷，常規(guī)方法檢測通常需要一周時間，而該裝置只需30分鐘左右；4、操作簡便，試驗人員只須簡單測量和簡單操作，使可得到準(zhǔn)確試驗結(jié)果；5、勞動強度低，由于最大程度地減少了測量的程序和步驟，而且裝置本身重量很輕，屬于便攜式，再加上操作和判斷智能化，所以大大降低了操作人員的勞動強度。


圖1為本實用新型的外型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的俯視圖；圖3為本實用新型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為滾輪結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為輪蓋的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的左視圖；圖7為圖5的仰視圖；圖8為電磁感應(yīng)線圈的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖9為電磁感應(yīng)線圈蓋體結(jié)構(gòu)示意圖；圖10信號處理電路的主電路原理圖；圖11為信號處理電路中的放大電路原理圖；圖12為信號處理電路中的A/D轉(zhuǎn)換電路原理圖；圖13為信號處理電路中存儲電路原理圖；圖14為信號處理電路中的抗干擾整形電路原理圖；圖15為通訊電路原理圖；圖16為顯示電路原理圖；其中，圖10-圖16之間各同號線端相連。
具體實施方式
發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置，包含殼體1和殼體內(nèi)部含有單片機的具有信號放大、存貯、顯示功能的信號處理電路，在殼體內(nèi)部固定一個其輸出端與信號處理電路相連接的電磁感應(yīng)線圈2，在殼體的底部固定有滾輪3，滾輪上部有固定于殼體內(nèi)部的輪蓋4，滾輪上設(shè)置有磁條5，在輪蓋4的內(nèi)表面固定有與滾輪上的磁條配合的霍爾傳感器6。
滾輪3上固定有兩個磁條并以輪軸為中心對稱。
固定于殼體內(nèi)部的電磁感應(yīng)線圈2上套有與殼體固定的外殼7。殼體底部固定有三個滾輪，以使檢測裝置在沿定子嵌線槽移動時進(jìn)行更平穩(wěn)，只在其中的一個滾輪上固定有磁條和霍爾傳感器。
在檢測裝置的殼體上設(shè)有手柄8。
該檢測裝置的信號處理電路包含以芯片U5(選用LM324)為核心的信號放大電路，與芯片U5的輸入端連接有接線插座JP6，電磁感應(yīng)線圈的引線通過該接線插座JP6與放大電路相連接，放大電路的輸出端(AnologIN)與由芯片U4(選用TLC549CDR)構(gòu)成的A/D轉(zhuǎn)換電路相連，A/D轉(zhuǎn)換電路的輸出端與單片機U1(選用W78E58)相連，與單片機U1連接有存儲芯片(選用MM36WB020)；信號處理電路中包含一個由三極管Q8和基極電阻R49、發(fā)射極電阻R47構(gòu)成的抗干擾整形電路，在三極管Q8的基極連接有接線插座JP4，霍爾傳感器(SS41)通過接線插座JP4與抗干涉整形電路相連，三極管Q8的射極輸出端與單片機相連；電磁感應(yīng)線圈的電流信號經(jīng)放大電路放大，經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸入單片機；由于霍爾傳感器的輸出直接為數(shù)字信號，其經(jīng)抗干涉整形電路后輸入單片機；單片機在相應(yīng)軟件的支持下，對電流、距離信號實時顯示并存儲在存儲芯片內(nèi)。該檢測裝置的顯示功能主要由液晶顯示屏(128064型)完成。
該檢測裝置設(shè)有USB接口10(在信號處理電路中為JP2)。USB接口10(JP2)通過通訊芯片U6(Max232)與單片機相連。USB接口用于檢測裝置與上位機的連接。通過USB接口可將檢測裝置內(nèi)存儲的電流數(shù)據(jù)、距離數(shù)據(jù)以槽位數(shù)據(jù)上傳至上位機，上位機在更專業(yè)的軟件支持下對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，以判斷定子繞組的接地點；或者由上位機向檢測裝置發(fā)送不同發(fā)電機定子各相需檢測的槽位順序，并在檢測裝置的顯示屏上顯示，操作者可按所顯示的槽位順序進(jìn)行檢測。
與單片機連接有各功能按鍵，即菜單、取消、翻頁、測量、確認(rèn)按鍵，這些按鍵布置在殼體面板上。通過USB接口，使得檢測裝置與上位機(筆記本)電腦連接。依規(guī)定步驟操作按鍵，對檢測裝置進(jìn)行初始化。
權(quán)利要求1.一種發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置，包含殼體(1)和殼體內(nèi)部含有單片機的具有信號放大、存貯、顯示功能的信號處理電路，其特征為在殼體內(nèi)部固定一個其輸出端與信號處理電路相連接的電磁感應(yīng)線圈(2)，在殼體的底部固定有滾輪(3)，滾輪上部有固定于殼體內(nèi)部的輪蓋(4)，滾輪上設(shè)置有磁條(5)，在輪蓋(4)的內(nèi)表面固定有與滾輪上的磁條配合的霍爾傳感器(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置，其特征為固定于殼體內(nèi)部的電磁感應(yīng)線圈(2)上套有與殼體固定的外殼(7)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置，其特征為在檢測裝置的殼體上設(shè)有手柄(8)。
專利摘要本實用新型為一種發(fā)電機定子繞組接地故障檢測裝置。其包含殼體和殼體內(nèi)部含有單片機的具有信號放大、存貯、顯示功能的信號處理電路，在殼體內(nèi)部固定一個其輸出端與信號處理電路相連接的電磁感應(yīng)線圈，在殼體的底部固定有滾輪，滾輪上部有固定于殼體內(nèi)部的輪蓋，滾輪上設(shè)置有磁條，在輪蓋的內(nèi)表面固定有與滾輪上的磁條配合的霍爾傳感器。該檢測裝置是利用現(xiàn)代微電子技術(shù)、通訊技術(shù)等實現(xiàn)了發(fā)電機定子接地故障的診斷，從而解決了實際生產(chǎn)中診斷周期長、故障點定位困難、故障易擴大、威脅定子安全等問題，其與現(xiàn)有的檢測方法或裝置相比具有判斷準(zhǔn)確、安全、迅捷、操作簡便、勞動強度低等特點。
文檔編號G01R31/06GK2692689SQ20042001611
公開日2005年4月13日 申請日期2004年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者王建新, 郝建成 申請人:王建新, 郝建成