[发明专利]发电机多功能传感器系统

说明书

技术领域

这个发明一般涉及状态评估，尤其涉及发电机(electricalmachine)的状态评估。

背景技术

许多不同类型的发电机使用绝缘的电导体。例如电动机和发生器通常包含绕线转子和定子或可能包含预成型的绕组和线圈。导体典型用来传送电流或者是利用这些电流的流动产生磁场。绝缘系统把导体和绕组彼此隔离，以及与组装系统中其它相邻部件隔开。这样的绝缘系统可能包含各种绝缘漆系统、胶带、涂层和套管。绝缘系统的完整性对装有它们的电气设备的可靠性和寿命预期而言很重要。

评估绝缘状态的离线方法包括过电压、高电位、高电压斜坡测试，绝缘电阻或极化指数测试、电涌测试、耗散因数测试、以及被称为“介损(tan delta)”或叫做功率因子测试，和离线部分放电测试。传统的离线技术可能是侵入式和代价昂贵的，因为发电机必须关闭并且停止服务来进行必需的诊断测试。

也存在几个在线测量技术可以用于监视绕组绝缘状态。像振动测量和温度测量技术只是在故障发生之后才能检测到严重的故障情况，导致主动维护和管理工作存在困难。部分放电分析检测技术能够检测到早期绝缘退化的症状，但需要昂贵的专门设备。典型的在线测量技术是组合的，因此不同的灵敏元件和封装用于评估不同的参数。特别地，电阻温度传感器(resistive temperature sensor)通常包括在绝缘基上缠绕的导线，该绝缘基被缠绕然后被模压(mold)。这导致了其封装庞大并且和其它传感器封装不容易集成在一起。

发明内容

希望提供一种评估发电机状态的多功能传感器系统。

简要来说，依照一个实施例，用于发电机的多功能传感器系统包含：压电振荡传感器、电阻温度和部分放电传感器以及包围这些传感器的封装。

依照另一个实施例，用于发电机的多功能传感器系统包含：完整的压电振荡、部分放电和电阻温度传感器，其包括包含两个相反面的压电基片，第一侧电极覆盖于第一个相反面、第二侧电极覆盖于第二个相反面；可选择地连接第一面和第二侧电极的电缆；以及包围传感器的封装。

依照另一个实施例，发电机包含：定子，包括定子槽和位于定子槽中的定子线棒；位于定子槽内的传感器系统，其包含压电振荡传感器、电阻温度和部分放电传感器，以及包围压电振荡传感器、电阻温度和部分放电传感器的封装。

附图说明

通过参考附图阅读后面的详细说明，可以更好的理解本发明的这些和其它特征、方面和优点，贯穿附图相似的标号表示相似的部件：

图1是依照本发明的一个实施例的多功能传感器系统的框图。

图2和图3分别是依照本发明的另外一个实施例的多功能传感器系统的侧视图和透视图。

图4到图8是不同电极结构的示意图。

图9是依照本发明的另外一个实施例的多功能传感器系统的透视图。

图10是依照本发明的另外一个实施例的多功能传感器系统的侧视图。

图11和12是依照本发明的其它实施例的发电机定子的侧视截面图。

具体实施方式

图1是依照本发明的一个实施例的多功能传感器系统10的框图。传感器系统10相对于发电机12定位，通常通过电缆30和32将信号发送到处理器14。传感器系统10可以通过插入或者安装定位到机器12上的一个指定位置以便机器运作时进行感测。

传感器系统10被配置为对机器进行振动、温度和部分放电感测。在一个实施例中，传感器系统10的厚度为小于或等于10毫米。在其它或者替代实施例中，可使用一个完整的传感器来感测振动、温度和部分放电。

图2和图3分别是依照本发明的一个特定实施例的多功能传感器系统的侧视图和透视图，其中传感器系统10包含压电振荡传感器16、电阻温度和部分放电传感器16和包围这些传感器的封装18。

封装18可由任何一种结构上合适的电绝缘材料组成，例如包含玻璃和环氧树脂或聚酯的一种合成物。封装18的高度随将插入该传感器系统的空间的不同而变化，一般厚度小于或等于10毫米。对于一些应用而言，封装18的厚度小于或等于5毫米。在一个例子中，封装的长度至少是30厘米而宽度属于从1厘米到10厘米的范围。

在图2和图3的实施例中，压电振荡传感器和电阻温度、部分放电传感器集成在一起，组成一个集成的传感器16。更详细地说，该集成的传感器包括包含两个相反面26和28的压电基片20，其中第一侧电极22覆盖在第一个相反面26上，第二侧电极24覆盖在第二个相反面28上。