Устройство для контроля качества электрических обмоток Советский патент 1982 года по МПК G01R31/06 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ОБМОТОК

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для обнаружения дефектов в электрических обмотках электрических машин. Известно устройство, содержащее исполнительный блок, генератор качак щейся частоты, подключенный ко входу резонансного усилителя, нагрузкой которого являет ся испытьгоаемая обмотка . а выход резонансного усилителя соединен с исполнительным блоком 1 . . Недостатком устройства является низкая чувствительность. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ует .ройство, содержащее генератор импульс блок ждущей развертки, электроннолуче вую трубку и блок градуировки 2 . Недостатком известного устройства являются низкая чувствительность и быстродействие. Цель изобретения - повьпиение чувствительности и быстродействия при определении к. 3. в обмотках. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее генератор импульсов, согласующий каскад и синхронизатор, введены анализатор комплексного спектра сигнала,- вычислитель и решающий блок, причем генератор импульсов, испытываемый объект, согласующий каскад, анализатор комплексного спектра, вычислитель и решаимцнй блок соединены последовательно, а второй. вход вычислителя соединен с первым выходом синхронизатора, второй выход которого соединен с генератором импульсов. Анализатор комплексного спектра электрических сигналов содержит геиератор линейно- частотно-модулированных импульсов, смеситель, полосовой фильтр блок формирования выборок выходного сигнала полосового фильтра, сумматор, многоотводную линию задержки на ( N - iV отводов, N накопителей, N- перемножителей и сумматор, причем первый выход генератора линейно-частотно-модулированных сигналов подключен к входу многоотводной линии задержки и первому входу смесителя, второй вход которого является входом анализатора, вход блока формирования выборок выходного сигнала полосового фюштра подключен через полосовой фильтр к выходу смесителя, а его выходы через последовательно включенные накопитель и перемножителъ - к соответствующим входам сумматора, выход которого является выходом анализатора вто{и 1е входы пе юмножителей подключены к соответствующим выходам Многоотводной линии задержки. Вычислитель содержит последовательно соединенные генератор импульсов, П отводную линию задержки, п Каналов, каждый из которых содержит послед ежательно соединенные стробирующий каскад и интегратор, причем входы стробирующ каскадов объединены и являются входом вычислителя, управляющие входы стробирующих каскадов соединены с соответствующими отводами линии задержки, а выходы интеграторов являются выходами вычислителя. На чертеже представлена блок-схема устройства. Устройство содержит генератор 1 импульсов, испытуемый объект 2, сочгласующий каскад 3, анализатор 4 комплексного спектра, вычислитель 5, решающий блок 6, синхронизатор 7, генератор 8 линейно-частотно-модулированйы импульсов, смеситель 9, полосовый фильтр 10, блок 11 формирования выбор выходного сигнала, полосового фильтра;, сумматор 12, многоотводную линию 13 задержки на ( N - 1) отводов, Г( накопителей 14 1-14«N , N перемножителей 15 1 - 15-N, N стробирую шил каскадов - 16 1 - 16 N , п интеграторов , многоотводную линию 18 задержки, генератор 19 стробирующих импульсов. Устройство работает следующим образом. С выхода генератора 1 импульсов подают на испытуемый объетст 2, находящийся под рабочим напряжением (например, между началом обмотки электри ческой машины и ее ко Я1усом),. радиоимпульсы. С выхода объекта 2 (напрвмер, коипа исследуемой обмотки и корпуса машины) снимается сигнал, которы подается через согласующий каскад 3 на анализатор 4, где формируется элект рический сигнал, адекватный комплекс- ному спектру выходного сигнала, который затем подается на вычислитель 5, формирующий напряжения, пропорциональные интегральному изменению выходного колебания анализатора 4 в определенной полосе стробирования, которые подаются на решающий блок 6, где измеряется интегральное отклонение полученного спектра от холодного спектра, т. е. спектром сигнала на выходе машины, не находящейся под напряжением, это отклонение и является критерием оценки качества электропроводящих обмоток. Работа устройства основана на том, что в изоляиви обмоток электрических мащин всегда остается некоторое количество воздушных включений (пустот), В npoxt ce эксплуаташи машины, по м&ре старения изоляции, число и размеры подобных пустот, трещин и расслоений возрастают. Если обмотка находится под напряжением, то напряженность электрического поля в пустотах окажется выше, чем в окружающей их изоля ши. При определенных условиях 1юпряженность поля в воздушном включении может превысить Критическое дначение и тогда проИ;: ойдет его пробой. Вследствие этого возрастут напряженности полей в слоях изоляции, окружающих шшючевйв, и через-данный участок пройдет импульс емкостного разрядного тока, который назидвается частичным разрядом. Таким образом, в обмотке возникает .множество импульсов тока с крутым фронтом, наложенных на рабочий ток, и которые шунтируются емкостью обмотки относительно корпуса, что не дает возможности уловить их существующими устройствами. В то же время, волновые процессы, создаваемые незавершенными пробоями, могут быть использованы для получения ш ормашш о предстоящем изоляции. Если же посылать в обмотки работакяцих электрической машины радиоимпульсы и анализировать jDc комплексный спектр на выходе машины, то при анализе последнего (путем сравнения с холодным спектром сигнала) можно выявить интенсивность частичных разрядов. Усфойство позволяет также выявлять короткозамкнутые витки, а текже место к. 3. обмотки на землю (путем анализа спектра подаваемых в обмотки радиоимпульсов). как на рабочей, так и на не работающей (не наход$ш1ейся под напряжейием) эпектрической машине. Использование предлагаемого устройства поавопит попучитъ экономический эффект за счет повьпибния точности измерения при определении короткодамкнутых витков в эпектропроводяишх обмотках и пробоя изоляции на корпус машины, а также возможносп прогно- зирования надежности функционирования обмоток электрических машин непосред ственно в процессе их работы. Формула изобретени я 1.Устройство для контроля качества электрических обмоток, содержащее генератор импулъЬов, согласующий каскад, синхронизатор, отличающ в е с я тем, что, с целью повышения чувст витёлъности и быстродействия, в него введены анализатор комплексного спйктр сигнале, вычислитель и решающий блок, причем генератор импульсов, испытываемый объект, согласующий каскад, анализатор спектра, вычислитель и pemakx- щий блок соединены последовательно, а второй вход вычислителя соединен с пер вым; выходом сийхронизатора, второй выход которого соединен с входом генератора импульсов. . 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е .е с я тем, что анализатор комплек ного спектра электрических сигналов содержит генератор линейно-Частотномодулированных импульсов, смеситель,, полосовой фильтр, блок формирования выборок выходного сигнала полосового фильтра, сумматор, многоотводную линию задержки на ( N - 1) отводов, N накопителей, N перемножителей и сумматор, причем первый выход генератора линейно-частотно-модулированных сигналов подключен к входу многоотводной линии задержки и первому входу смесителя, второй вход которого является входом анализатора, вход блока формирования выборок выходного сигнала полосового фильтра подключен через волосовой фильтр к выходу смесителя, а его выходы через последовательно включенные накопитель и перемножителъ - к соответствующим входам сумматора, выход которого явг ляется выходом анализатора, вторые входы перемножителей подключены к соответствуктаим выходам многоотводной линии задержки. 3. Устройство по п. 1, о т л и ч а юш е е с я тем, что вычислитехгь содержит последовательно соединенные генератор стробирующих импульсов и И отводную линию задержки п каналов, кажЯЬ1Й из которых содержит последовательно соединенные стробнрующий каскад и интегратор, причем входы стробирукших каскадов объединены и являются входом вычислителя, управляющие входы стробирующих каскаде соединены с соответствующими отводами линии задержки, а выходы интеграторов являются выходами вычислителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 705389, кл. G 01 R 31/06, 1979. 2.Кагонов 3. Г. Войновыё напряжения в электрических машинах. М., Энергия, 1970, с. 58 (прототип).