一種氣動(dòng)柔性屏蔽電極的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及發(fā)電機(jī)漏水檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種氣動(dòng)柔性屏蔽電極。
【背景技術(shù)】
[0002] 定子漏水是水內(nèi)冷發(fā)電機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)的問題，是威脅機(jī)組安全運(yùn)行的常見故障之 一。一旦定子發(fā)生漏水故障，往往會(huì)造成嚴(yán)重的后果，輕則使機(jī)組停運(yùn)，重責(zé)引起發(fā)電機(jī)短 路事故，甚至燒毀發(fā)電機(jī)。本身的質(zhì)量問題或者彎折工藝不良、長(zhǎng)期的電磁力、冷熱應(yīng)力和 內(nèi)冷水的化學(xué)侵蝕，可能會(huì)造成空心股線上出現(xiàn)裂紋而導(dǎo)致漏水；焊接不良、"焊縫腐蝕"、 引水管的質(zhì)量不良、安裝工藝不規(guī)范以及繞組端部振動(dòng)引起的水管磨損也會(huì)導(dǎo)致水電接頭 部位出現(xiàn)漏水現(xiàn)象。水電接頭部位是定子發(fā)生漏水的主要部位。
[0003] 現(xiàn)有的漏水檢測(cè)手段主要有真空衰減試驗(yàn)、壓力衰減試驗(yàn)、氣體檢漏以及定子端 部手包絕緣的表面電位和泄漏電流測(cè)量等，這幾種方法對(duì)于檢測(cè)定子的嚴(yán)重漏水問題比較 靈敏，但對(duì)于故障初期沒有形成明顯漏點(diǎn)的微滲漏的檢測(cè)效果并不理想。
[0004] 電容圖技術(shù)是一種新穎的檢測(cè)方法，能夠在水電接頭的潮氣迀移到出槽口造成對(duì) 地短路之前及時(shí)定位漏水線棒，及時(shí)制定檢修策略。
[0005] 如果將定子線棒的局部絕緣等效為一平板電容，假設(shè)定子所有線棒的同一局部劣 化情況基本相同，在清潔繞組之后，并且在不發(fā)生局部放電的相同電壓下測(cè)量線棒出槽口 或者水電接頭的局部電容量，那么此電容量主要由主絕緣中含水量的大小來決定。因此可 以通過將定子繞組接地，在線棒局部絕緣層表面施加一定電壓，測(cè)量所有線棒同一部位的 局部電容量，繪制出電容圖，也就是局部電容量與線棒所在槽號(hào)的關(guān)系，然后通過一定的統(tǒng) 計(jì)分析方法評(píng)估定子線棒的局部電容量分布情況，找出漏水線棒，這就是電容圖技術(shù)。
[0006] 電容圖技術(shù)中的局部加壓電極是保證電容測(cè)量重復(fù)性和準(zhǔn)確度的關(guān)鍵因素。電極 加壓面應(yīng)與被測(cè)線棒絕緣表面緊密接觸，盡可能的減小縫隙和氣泡的存在，以提高準(zhǔn)確度， 這就需要施加一固定壓力，保證每次測(cè)量在相同條件下進(jìn)行。另外，電容圖的繪制本質(zhì)上是 對(duì)微電流的測(cè)量，因此，采用屏蔽措施以提高抗干擾性能就顯得尤為重要。
[0007] 電容圖技術(shù)最早由Bureau of Reclamation Denver office提出，用于檢測(cè)線棒 的微滲漏問題，GE公司和韓國(guó)電科院曾先后對(duì)該方法進(jìn)行過相關(guān)研宄。在電極裝置方面， Bureau of Reclamation Denver office和GE公司采用最簡(jiǎn)單的金屬片或金屬箔作為電 極，將金屬箔纏繞定子線棒一周，其上施加電壓，對(duì)于每一根線棒而言，這種電極的接觸面 積、壓力和引線電容大致沒有差異。但對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)而言，它的裝設(shè)和拆除都非常困難，僅 用于研宄，不可作為常規(guī)的試驗(yàn)方式推廣其使用，并且這種方式?jīng)]有屏蔽措施，容易將外界 干擾引入測(cè)量環(huán)節(jié)，導(dǎo)致出現(xiàn)較大的測(cè)量誤差。另外，該電極也無法充分適應(yīng)有突起的線棒 絕緣表面，即不能與有突起的線棒絕緣表面充分接觸。
[0008] 為了不引入外界干擾，韓國(guó)電科院使用一個(gè)人造的彈簧屏蔽電極來保證數(shù)據(jù)的重 復(fù)性。為了保證測(cè)試條件的一致性，韓國(guó)電科院的電極采用柔性導(dǎo)電涂料制作電極，采用彈 簧1保證壓力在測(cè)試時(shí)為一個(gè)定值。如圖1所示，該彈簧電極使用銅箔覆蓋在盒子2的可 升縮面3上充當(dāng)電極，銅箔上涂以導(dǎo)電膏之類的涂料，盒子2其余五面采用銅箔覆蓋接地以 屏蔽干擾信號(hào)；可伸縮面3通過彈簧1與盒子2的固定面接觸。當(dāng)盒子2按壓在線棒表面 時(shí)，彈簧1的行程是固定的，電極與線棒間的壓力就是個(gè)定值。
[0009] 彈簧屏蔽電極在實(shí)際測(cè)試時(shí)，由于人體接觸（未帶絕緣手套）的影響，會(huì)引入干 擾，銅箔接觸面雖然涂以導(dǎo)電涂料，但是涂料固化之后柔性和壓力的均勻性仍不好，不能與 被測(cè)線棒絕緣表面充分貼近，該電極還是存在容易造成測(cè)試數(shù)據(jù)分散性較大的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種氣動(dòng)柔性屏蔽電極，可以適應(yīng)有突起的線棒絕緣表面， 使得與有突起的線棒絕緣表面充分接觸，還可以屏蔽外界對(duì)測(cè)量環(huán)節(jié)中微電流的測(cè)量干 擾，并且簡(jiǎn)化了電極的裝設(shè)和拆除，便于推廣使用；包括：
[0011] 膜片式壓緊氣缸、覆蓋于膜片式壓緊氣缸上的導(dǎo)電橡膠；所述膜片式壓緊氣缸和 和導(dǎo)電橡膠位于金屬屏蔽罩內(nèi)；
[0012] 所述膜片式壓緊氣缸，用于采用氣動(dòng)方式向所述導(dǎo)電橡膠施加壓力；
[0013] 所述導(dǎo)電橡膠，用于在被所述膜片式壓緊氣缸施加壓力的情況下貼緊被測(cè)線棒并 導(dǎo)電；
[0014] 所述金屬屏蔽罩，用于固定膜片式壓緊氣缸并屏蔽外界干擾。
[0015] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述膜片式壓緊氣缸采用費(fèi)斯托FESTO膜片式壓緊氣缸。
[0016] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電橡膠為硅橡膠填充鋁鍍銀。
[0017] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述鋁鍍銀的體積電阻率為0. 008歐?厘米。
[0018] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述導(dǎo)電橡膠的厚度為1毫米。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬屏蔽罩上設(shè)有卡扣配合型連接器BNC，所述卡扣配合 型連接器BNC的一端用于與金屬屏蔽罩外部的電容圖測(cè)繪儀連接，所述卡扣配合型連接器 BNC的另一端與金屬屏蔽罩內(nèi)部的導(dǎo)電橡膠連接。
[0020] 在一個(gè)實(shí)施例中，所述金屬屏蔽罩設(shè)一開口，所述開口暴露出所述膜片式壓緊氣 缸的氣嘴。
[0021] 在本發(fā)明實(shí)施例中，采用導(dǎo)電橡膠作為柔性電極，導(dǎo)電性更好，可壓縮性更強(qiáng)，配 合氣壓作用可以更充分的貼緊被測(cè)線棒絕緣表面；采用金屬屏蔽罩，可以屏蔽外界對(duì)測(cè)量 環(huán)節(jié)中微電流的測(cè)量干擾；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝設(shè)和拆除方便，便于推廣使用。此外，還采用 膜片式壓緊氣缸作為壓力執(zhí)行單元，采用氣動(dòng)方式給導(dǎo)電橡膠施加壓力，壓力均勻，壓力大 小可以比較精確的計(jì)量，保證了在不同線棒上測(cè)量時(shí)的壓力一致。
【附圖說明】
[0022] 此處所說明的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，并不 構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限定。在附圖中：
[0023] 圖1是本發(fā)明現(xiàn)有技術(shù)中提供的一種彈簧屏蔽電極結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電極與絕緣表面接觸不充分時(shí)的等效電容示意 圖；
[0025] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種氣動(dòng)柔性屏蔽電極結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖4是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種FESTO膜片式壓緊氣缸結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖5是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種利用氣動(dòng)柔性屏蔽電極進(jìn)行電容圖測(cè)繪的測(cè)試 系統(tǒng)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合實(shí)施方式和附圖，對(duì) 本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。在此，本發(fā)明的示意性實(shí)施方式及其說明用于解釋本發(fā)明，但并 不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0029] 在電容圖技術(shù)中，電極的結(jié)構(gòu)是保證電容圖測(cè)繪數(shù)據(jù)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。人為電極加 壓引線電容因各線棒的差異很小，可以不考慮。而電極接觸面和隨機(jī)的干擾可能會(huì)因線棒 的不同而不同，從而給電容圖測(cè)試結(jié)論判斷增加不利影響。
[0030] 電容圖的測(cè)試部位一般位于定子線棒出槽口的側(cè)面，因?yàn)閭?cè)面的面積較大，測(cè)量 起來更為方便。定子線棒表面要噴涂絕緣漆，絕緣漆的噴涂不夠均勻加之線棒本身絕緣的 不平整，會(huì)導(dǎo)致線棒上面出現(xiàn)各種硬性的凸起或者褶皺，電極覆蓋其上，如果接觸不好，會(huì) 引起數(shù)據(jù)的巨大偏差。
[0031] 如圖2所示，接觸面的不平導(dǎo)致電極上存在氣泡。設(shè)氣泡電容量為Q，剩余完全接 觸的電極板下的電容的值為Q，與氣泡串聯(lián)部分電容的值為(： 2。在沒有氣泡時(shí)，電極完全接 觸時(shí)的電容Cx的值可用式（1)來表示：
[0032] Cx=C!+C2 (1)
[0033] 氣泡存在時(shí)，Cx的值可用式（2)來表示：
[0034]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種氣動(dòng)柔性屏蔽電極，其特征在于，包括： 膜片式壓緊氣缸、覆蓋于膜片式壓緊氣缸上的導(dǎo)電橡膠；所述膜片式壓緊氣缸和和導(dǎo) 電橡膠位于金屬屏蔽罩內(nèi)； 所述膜片式壓緊氣缸，用于采用氣動(dòng)方式向所述導(dǎo)電橡膠施加壓力； 所述導(dǎo)電橡膠，用于在被所述膜片式壓緊氣缸施加壓力的情況下貼緊被測(cè)線棒并導(dǎo) 電； 所述金屬屏蔽罩，用于固定膜片式壓緊氣缸并屏蔽外界干擾。
2. 如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)柔性屏蔽電極，其特征在于，所述膜片式壓緊氣缸采用費(fèi) 斯托FESTO膜片式壓緊氣缸。
3. 如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)柔性屏蔽電極，其特征在于，所述導(dǎo)電橡膠為硅橡膠填充 錯(cuò)鍍銀。
4. 如權(quán)利要求3所述的氣動(dòng)柔性屏蔽電極，其特征在于，所述鋁鍍銀的體積電阻率為 0. 008歐?厘米。
5. 如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)柔性屏蔽電極，其特征在于，所述導(dǎo)電橡膠的厚度為1毫 米。
6. 如權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)柔性屏蔽電極，其特征在于，所述金屬屏蔽罩上設(shè)有卡扣 配合型連接器BNC，所述卡扣配合型連接器BNC的一端用于與金屬屏蔽罩外部的電容圖測(cè) 繪儀連接，所述卡扣配合型連接器BNC的另一端與金屬屏蔽罩內(nèi)部的導(dǎo)電橡膠連接。
7. 如權(quán)利要求6所述的氣動(dòng)柔性屏蔽電極，其特征在于，所述金屬屏蔽罩設(shè)一開口，所 述開口暴露出所述膜片式壓緊氣缸的氣嘴。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種氣動(dòng)柔性屏蔽電極，其中，包括：膜片式壓緊氣缸、覆蓋于膜片式壓緊氣缸上的導(dǎo)電橡膠；所述膜片式壓緊氣缸和導(dǎo)電橡膠位于金屬屏蔽罩內(nèi)；所述膜片式壓緊氣缸，用于采用氣動(dòng)方式向所述導(dǎo)電橡膠施加壓力；所述導(dǎo)電橡膠，用于在被所述膜片式壓緊氣缸施加壓力的情況下貼緊被測(cè)線棒并導(dǎo)電；所述金屬屏蔽罩，用于固定膜片式壓緊氣缸并屏蔽外界干擾。本發(fā)明采用導(dǎo)電橡膠作為柔性電極，導(dǎo)電性更好，可壓縮性更強(qiáng)，配合氣壓作用可以更充分的貼緊被測(cè)線棒絕緣表面；采用金屬屏蔽罩，可以屏蔽外界對(duì)測(cè)量環(huán)節(jié)中微電流的測(cè)量干擾；本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝設(shè)和拆除方便，便于推廣使用。
【IPC分類】G01M3-16
【公開號(hào)】CN104697725
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510115373
【發(fā)明人】孫士濤, 梅志剛, 王勁松, 龍飛, 雷雨
【申請(qǐng)人】華北電力科學(xué)研究院有限責(zé)任公司, 國(guó)家電網(wǎng)公司
【公開日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日