[实用新型]一种发电机定子线棒端部表面电位非接触式测量系统

说明书

技术领域

本实用新型属于电气技术领域，具体涉及一种发电机定子线棒端部表面电位非接触式测量系统。

背景技术

随着我国水火电机组的额定电压越来越高，发电机定子线棒与绕组端部防晕系统的作用越来越大。而发电机定子线棒表面防晕层的主要功能是均匀化线棒端部表面的电场分布，防止施加电压时线棒端部因局部电场强度过高而发生电晕放电。在实际机组设计中，若线棒端部表面无防晕系统，由于主绝缘表面电阻率太高，线棒表面电位在靠近铁芯或低电阻层附近的电位将迅速降低，进而导致线棒端部出现极高的局部场强，将引起线棒端部表面的电晕放电现象。业内数十年来采用的方法为：通过对线棒端部进行防晕处理以改变端部表面的电阻率，从而使电位沿整个端部防晕处理区域内均匀变化，降低局部电场强度并防止电晕放电的发生。因碳化硅(SiC)具有特殊的非线性电阻特性(即当施加于材料上的电场强度增加时，其电阻率会下降)，目前主要采用SiC作为主要的防晕材料。由于其独特的电阻特性，业内将其涂/包在发电机定子线棒端部可以有效遏制表面局部高场强的产生，防止电晕放电的发生。

为了验证发电机定子线棒防晕结构的合理性，必须通过试验方法测量得到线棒端部电位的分布情况。目前已有的电位分布测量方法主要有球隙法、静电电压表法和补偿法，这些方法都需要在线棒表面放置细铜环电极。而由于金属电极的引入，必然导致局部场强和表面电位分布的畸变，因此长期以来上述几种方法普遍存在测量误差大、测试精度低等缺陷。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种发电机定子线棒端部表面电位非接触式测量系统，解决了现有技术中由于金属电极的引入，导致局部场强和表面电位分布的畸变的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种发电机定子线棒端部表面电位非接触式测量系统，包括设置在暗箱内的线棒和测量模块，所述线棒与交流电压源连接，沿所述线棒方向水平设置有测量装置导轨，所述测量模块设置在所述测量装置导轨上，所述测量模块分别与设置在所述暗箱外的示波器、负直流电压源、温控仪以及导轨拖动电机控制盒连接，用于对所述线棒进行电致发光强度测量和温度测量。

进一步的，所述线棒的槽部低阻防晕层上包覆有电极，电极经过第一接地引出端子接地连接。

进一步的，所述线棒与所述电极之间分别设置有主绝缘和槽部低阻防晕，在所述槽部低阻防晕的两端设置有端部防晕。

进一步的，所述线棒的左右两端均设置有均压球，一端所述均压球经过高压线连接至交流高压引出端，经过所述交流高压引出端与所述交流电压源连接。

进一步的，所述测量模块包括光电转换模块和红外测温装置，所述光电转换模块和红外测温装置并排设置在导轨拖动电机上，所述导轨拖动电机设置在所述测量装置导轨上。

进一步的，所述光电转换模块的测量窗口竖直向下，在所述测量窗口处设置有可拆卸的倒喇叭状收光器，所述收光器的横截面为长方形。

进一步的，所述收光器下部的开口与所述线棒的距离为5～105mm。

进一步的，所述测量装置导轨为两根平行的直导轨，且与所述线棒平行，所述导轨拖动电机设置在两个所述直导轨之间，所述导轨拖动电机依次经过高压弹簧线和导轨拖动电机引出端子与设置在暗箱外的导轨拖动电机控制盒连接，试验时用于调整测量模块的位置。

进一步的，所述光电转换模块分别经过高压弹簧线连接光电转换模块信号引出端子和负直流电压源引出端子，用于分别连接所述示波器和负直流电压源；所述红外测温装置经过高压弹簧线和测温装置引出端子与所述温控仪连接。

进一步的，所述暗箱由非透明的绝缘材料制成。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：

本实用新型发电机定子线棒端部表面电位非接触式测量系统，包括设置在暗箱内的线棒和测量模块，线棒与交流电压源连接，沿线棒方向水平设置有测量装置导轨，测量模块设置在测量装置导轨上，测量模块分别与设置在暗箱外的示波器、负直流电压源以及导轨拖动电机控制盒连接，用于对线棒进行电致发光强度测量和温度测量，在这种非接触式测量系统中，由于采用非接触方式采集的是光信号，而在工频电场频率下不会对电位的分布产生影响，从而得到准确性很高的电位分布信息。

进一步的，测量模块包括光电转换模块和红外测温装置，红外温度传感器采用非接触式可以实时监测线棒发光处温度变化，光电转化模块采用光电倍增管PMT或单光子计数器，具有极高灵敏度和超快时间响应。