[发明专利]一种水轮机转轮动应力测试方法

权利要求书

1.一种水轮机转轮动应力测试方法，其特征在于包括以下步骤：

1）在待检测水轮机转轮叶片上安装水轮机转轮动应力测试装置，该水轮机转轮动应力测试装置包括应变片、应变仪、电源、信号线、线缆防护管、线缆防护罩和开孔防护装置；

其中，水轮机转轮动应力测试装置的安装方法包括以下步骤：

1.1）根据待检测水轮机叶片的实际测试需求，对试验测点进行布置；所述试验测点布置在对称的2个叶片上，每个叶片布置8个试验测点，其中，叶片出水边靠近上冠处，距出水边80mm的正、背面各布置2个试验测点，叶片出水边靠近下环处，距出水边80mm的正、背面各布置2个试验测点，共16个试验测点；

1.2）在步骤1.1）选好的试验测点位置上，打磨光滑后粘贴应变片；

1.3）将信号线从各应变片引出后，依次经水轮机转轮、泄水锥、大轴和补气阀，接入应变仪；

将信号线接入应变仪的方法，包括以下步骤：

1.3.1）以各所述试验测点为起点，以布置在待检测水轮机补气阀顶部的应变仪为终点，依次沿待检测水轮机转轮叶片及泄水锥相应位置处焊接线缆防护管；

1.3.2）在所有试验测点位置及线缆防护管与转轮叶片及泄水锥相接触位置处，全部涂抹防护胶，并等待防护胶完全固化定型；

1.3.3）将信号线从应变片引出后，穿入线缆防护管；

其中，将信号线穿入线缆防护管之前，还包括以下步骤：将信号线与钢丝绳捆绑，并通过水轮机大轴中补气阀直筒顶端两个吊耳拉紧钢丝绳，以防止水轮机转动时信号线甩动断裂；

1.3.4）信号线沿线缆防护管通过泄水锥并经过大轴后，从预先打孔的补气阀中引出，最终到达发电机机头位置，接入应变仪，并在转轮叶片出水边的正面和背面焊接流线型线缆防护罩；

2）试验前，对各应变片的反馈信号进行调平；

3）试验时，通过无线远程控制发出指令，应变仪接收到控制指令后，通过各应变片对待检测水轮机叶片的信号进行检测，所采集的数据存储在应变仪的内存卡中；

4）对采集的信号进行处理，得到待检测水轮机转轮动应力测试结果。

2.如权利要求1所述的一种水轮机转轮动应力测试方法，其特征在于，所述步骤1.3.4）中，将信号线沿线缆防护管通过泄水锥并经过大轴后，从预先打孔的补气阀中引出，最终到达发电机机头位置，接入应变仪的方法，包括以下步骤：

①在补气阀打孔位置设置开孔防护装置；

②将应变仪和电源设置在补气阀顶部，在补气阀顶部开孔处，将信号线从开孔防护装置中引出，然后将信号线与应变仪相连，将电源与应变仪相连接，完成水轮机转轮动应力测试装置的安装。

3.如权利要求2所述的一种水轮机转轮动应力测试方法，其特征在于，所述步骤①中，所述开孔防护装置包括底座、顶丝和密封圈，且所述底座和顶丝中部均开设有供线缆防护管穿过的孔洞，所述密封圈设置在所述底座内部的凹槽内，所述顶丝与所述底座螺纹连接，所述底座焊接在所述补气阀打孔位置。

4.如权利要求3所述的一种水轮机转轮动应力测试方法，其特征在于，所述步骤②中，将泄水锥部位的信号线由补气阀的开孔内引出的方法为：将信号线从补气阀的孔穿出后，在信号线上套上密封圈，并压入底座凹部，顶丝穿入信号线，压紧密封圈，同时打入密封胶。

5.如权利要求1所述的一种水轮机转轮动应力测试方法，其特征在于，所述步骤4）中，对采集的信号进行处理的方法，包括以下步骤：

4.1）获取待检测水轮机转轮某测点动应力信号，对该动应力信号进行分析，截取存在异常值需要进行处理的信号段；

4.2）对动应力截取信号进行EEMD分解，得到n个经验模态分量和1个余项分量；

4.3）计算每个经验模态分量的标准偏差，并依据标准偏差对各个经验模态分量进行预处理；

4.4）对预处理后的分量进行重构，完成动应力截取信号的最终处理，得到待检测水轮机转轮的动应力测试结果。

6.如权利要求5所述的一种水轮机转轮动应力测试方法，其特征在于，所述步骤4.3）中，依据标准偏差对各个经验模态分量进行预处理的方法，包括以下步骤：

首先，对第1到第n-1个经验模态分量，进行如下处理：

对同一经验模态分量的所有值，如果时刻t的值绝对值大于该经验模态分量标准偏差的2倍，则令时刻t的值为零；如果时刻t的值绝对值小于等于该经验模态分量标准偏差的2倍，则该时刻t的值不变；

其次，对第n个经验模态分量和1个余项分量，则不进行处理。