CN112986756B - 一种确定发电机定子线棒防晕结构的无损检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种确定发电机定子线棒防晕结构的无损检测方法。这种方法基于红外热成像温度检测技术，通过改变发电机定子线棒交流试验电压的有效值和频率，分析定子线棒耐压试验中的红外温度图像，确定定子线棒端部的具体防晕结构。这种方法具有原理清晰、流程简单、分析快速、对线棒无损伤的特点，能够在不解剖定子线棒、不破坏防晕的情况下，准确得到定子线棒的具体防晕结构，对定子线棒的防晕结构的有效分析和研究具有重要作用。

Description

一种确定发电机定子线棒防晕结构的无损检测方法
技术领域
本发明涉及一种确定发电机定子线棒防晕结构的无损检测方法。
背景技术
定子线棒是发电机的核心部件之一，定子线棒的防晕设计是绝缘设计的难点，防晕结构的位置和长短对于定子线棒的防晕性能起到至关重要的作用。在耐压和电老化试验中，经常会出现由于防晕设计不良导致定子线棒防晕区烧损的情况，严重影响定子线棒试验的顺利进行，威胁发电机定子绕组的运行安全。
定子线棒的防晕技术，是制造厂家是保密核心技术。在定子线棒制造过程中，线棒端部防晕层包完后，通常在外部再包几层云母带。线棒固化后，端部还会再涂一些绝缘保护漆。因此，无法从外观确定定子线棒的端部防晕结构。
为了得到定子线棒的具体防晕结构，通常对定子线棒端部区逐层解剖。这种方法对线棒产生了严重破坏，导致线棒无法修复，也无法进行后续的相关试验，造成巨大的损失。同时，线棒解剖对操作者的技能水平要求很高，解剖后也会出现无法确定防晕具***置的情况，因此，传统确定定子线棒防晕结构的方法有很多局限性。
根据不同电压和不同频率下、定子线棒防晕区损耗和温度分布不同的原理，防晕区阻值越小、电源频率越低，则防晕区的损耗越小。电压升高、频率降低的情况下，定子线棒防晕区的损耗密度分布出现向引线侧后移的情况。基于这种原理，可以通过试验方法的合理设计，无损确定定子线棒的具体防晕结构。
发明内容
本发明的目的是建立一种确定发电机定子线棒防晕结构的无损检测方法。这种方法具有原理清晰、流程简单、分析快速、对线棒无损伤的特点，能够在不解剖定子线棒、不破坏防晕的情况下，准确得到线棒的具体防晕结构，对定子线棒的防晕结构的有效分析和研究具有重要作用。
本发明的技术方案是：
1)在定子线棒的槽部低阻区(1)，用0.1mm厚的铝箔包裹，在铝箔外侧使用25mm宽的玻璃丝带半叠绕包紧，在常温15℃～25℃空气中，将定子线棒两个端部的防晕末端到引线区(2)稳固放置在瓷瓶(3)上；
2)在定子线棒槽部低阻区(1)中部的铝箔外侧，使用软铜线(4)紧密缠绕一圈，并与高压变频试验变压器(5)的接地端(6)相连，定子线棒的一端引线(7)上使用软铜线(4)紧密缠绕一圈，并与高压变频试验变压器(5)的高压端(8)相连；
3)调节高压变频试验变压器(5)的输出正弦交流电压有效值为2.5UN，UN为定子线棒额定电压，频率为50Hz，耐压5min后，使用红外热成像装置(9)观测线棒一侧端部中阻防晕区(10)和高阻防晕区(11)的温度，在线棒端部轴向温度突变的位置，该位置确定为中低阻防晕搭接处(12)，降低电压到0V，断开电源后自然降温3min，根据红外热成像图像，标记中低阻防晕搭接处(12)的具***置；
4)在线棒温度与室温相一致情况下，调节高压变频试验变压器(5)的输出正弦交流电压有效值为4UN，频率为10Hz，耐压5min后，使用红外热成像装置(9)观测线棒一侧端部中阻防晕区(10)和高阻防晕区(11)的温度，在中低阻防晕搭接处(12)往引线侧，出现轴向温度突变的位置，该位置确定为中高阻防晕搭接处(13)，降低电压到0V，断开电源后自然降温3min，根据红外热成像图像，标记中高阻防晕搭接处(13)的具***置；
5)根据观测得到的中低阻防晕搭接处(12)和中高阻防晕搭接处(13)，即可得到中阻防晕区(10)的起始位置、中阻防晕区长度和高阻防晕区(11)的起始位置，确定了定子线棒的防晕结构。
技术效果
本发明提出了一种确定发电机定子线棒防晕结构的无损检测方法，这种方法不同于传统确定防晕结构的破坏性方法，具有以下技术效果：
a)试验无破坏性。采用红外热成像技术，通过温度的变化趋势得到不同防晕的搭接位置，这种方法仅对线棒进行短时耐压试验，因此对线棒基本无损伤，避免传统解剖方法对线棒造成不可修复的损伤，保证该线棒后续科研试验的顺利开展。
b)确定防晕结构更加准确。在耐压试验中，通过拍摄的红外热成像云图，可以有效分析和观测温度分布情况，准确得到线棒的防晕结构，而传统方法确定防晕结构的准确性取决于操作者的技能水平，具有很大的不确定性。
c)确定防晕结构的时间较短。通过两次不同交流电压有效值、不同频率的交流耐压试验，可以在一小时内确定定子线棒的主要防晕结构，与传统解剖方法相比，确定防晕结构的总时间较短。
附图说明
图1为确定发电机定子线棒防晕结构的无损检测试验示意图。
具体实施方式
1)在定子线棒的槽部低阻区1，用0.1mm厚的铝箔包裹，在铝箔外侧使用25mm宽的玻璃丝带半叠绕包紧，在常温15℃～25℃空气中，将定子线棒两个端部的防晕末端到引线区2稳固放置在瓷瓶3上；
2)在定子线棒槽部低阻区1中部的铝箔外侧，使用软铜线4紧密缠绕一圈，并与高压变频试验变压器5的接地端6相连，定子线棒的一端引线7上使用软铜线4紧密缠绕一圈，并与高压变频试验变压器5的高压端8相连；
3)调节高压变频试验变压器5的输出正弦交流电压有效值为2.5UN，UN为定子线棒额定电压，频率为50Hz，耐压5min后，使用红外热成像装置9观测线棒一侧端部中阻防晕区10和高阻防晕区11的温度，在线棒端部轴向温度突变的位置，该位置确定为中低阻防晕搭接处12，降低电压到0V，断开电源后自然降温3min，根据红外热成像图像，标记中低阻防晕搭接处12的具***置；
4)在线棒温度与室温相一致情况下，调节高压变频试验变压器5的输出正弦交流电压有效值为4UN，频率为10Hz，耐压5min后，使用红外热成像装置9观测线棒一侧端部中阻防晕区10和高阻防晕区11的温度，在中低阻防晕搭接处12往引线侧，出现轴向温度突变的位置，该位置确定为中高阻防晕搭接处13，降低电压到0V，断开电源后自然降温3min，根据红外热成像图像，标记中高阻防晕搭接处13的具***置；
5)根据观测得到的中低阻防晕搭接处12和中高阻防晕搭接处13，即可得到中阻防晕区10的起始位置、中阻防晕区长度和高阻防晕区11的起始位置，确定了定子线棒的防晕结构。

Claims (1)

1.一种确定发电机定子线棒防晕结构的无损检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)在定子线棒的槽部低阻区(1)，用0.1mm厚的铝箔包裹，在铝箔外侧使用25mm宽的玻璃丝带半叠绕包紧，在常温15℃～25℃空气中，将定子线棒两个端部的防晕末端到引线区(2)稳固放置在瓷瓶(3)上；
2)在定子线棒槽部低阻区(1)中部的铝箔外侧，使用软铜线(4)紧密缠绕一圈，并与高压变频试验变压器(5)的接地端(6)相连，定子线棒的一端引线(7)上使用软铜线(4)紧密缠绕一圈，并与高压变频试验变压器(5)的高压端(8)相连；
3)调节高压变频试验变压器(5)的输出正弦交流电压有效值为2.5UN，UN为定子线棒额定电压，频率为50Hz，耐压5min后，使用红外热成像装置(9)观测线棒一侧端部中阻防晕区(10)和高阻防晕区(11)的温度，在线棒端部轴向温度突变的位置，该位置确定为中低阻防晕搭接处(12)，降低电压到0V，断开电源后自然降温3min，根据红外热成像图像，标记中低阻防晕搭接处(12)的具***置；
4)在线棒温度与室温相一致情况下，调节高压变频试验变压器(5)的输出正弦交流电压有效值为4UN，频率为10Hz，耐压5min后，使用红外热成像装置(9)观测线棒一侧端部中阻防晕区(10)和高阻防晕区(11)的温度，在中低阻防晕搭接处(12)往引线侧，出现轴向温度突变的位置，该位置确定为中高阻防晕搭接处(13)，降低电压到0V，断开电源后自然降温3min，根据红外热成像图像，标记中高阻防晕搭接处(13)的具***置；
5)根据观测得到的中低阻防晕搭接处(12)和中高阻防晕搭接处(13)，即可得到中阻防晕区(10)的起始位置、中阻防晕区长度和高阻防晕区(11)的起始位置，确定了定子线棒的防晕结构。
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