一种大型水轮发电机定子棒并头块焊接质量检测装置的制作方法

1.本实用新型属于大型水轮发电机技术领域，具体涉及一种大型水轮发电机定子棒并头块焊接质量检测装置。


背景技术：

2.目前大型水轮机发电机定子线棒并头块焊接采用中频钎焊焊接工艺，焊接时往焊缝中插入银焊片，使用中频焊机对焊接位置感应加热，加热至银焊片开始融化后，用银铜焊丝向焊缝填料至焊缝饱满为止。焊接完成后，为了保证定子线棒并头的焊接质量及导电截面的过流性能，需要线棒并头块焊接部位进行检查。现有普遍使用肉眼观察法检查，该检测方法需经验丰富技术人员进行，目前没有相关统一的标准，检测结果往往主观性较强。线棒并头块焊接除为保证其机械强度外，主要还需考虑焊接面的电气过流性能，常规焊接缝检测手段对钎焊工艺焊接质量检测不够全面。
3.目前大型水轮机发电机定子线棒并头块焊接质量电气试验检测可以通过回路电阻试验进行检测，但是市场上回路电阻测试仪精度低、且测试距离难以固定，无法准确从结果判断出定子线棒并头块焊接质量。
4.综上所述，需找到一种操作方便、高效直观反映线棒并头块焊缝焊接质量的装置，以保证发电机定子安装质量，达到机组长周期安全稳定运行。


技术实现要素：

5.根据发电机厂家规定：发电机定子绕组过流性能设计要求，焊接部位过流性能与同截面母材相比，接触电阻值不应超过母材的2%为合格。由于线棒母材、焊缝位置回路电阻阻值很小（0.900μω
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1.200μω），常规回路电阻测试仪精度较低（0.1μω），经过计算得出0.02μω的偏差便导致线棒母材及焊接位置回路电阻值差值超过2%，例如并头块焊接位置和母材阻值同为0.9μω时，无法从线棒母材及焊接位置阻值准确地判断出并头块的焊接质量。而且试验过程中由试验人员手工操作控制试验夹子所夹位置，无法确保测量母材时的长度和测量焊缝部位的长度相同，无法精确反映出线棒母材与焊缝处回路电阻值的差别。
6.本实用新型的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种大型水轮发电机定子棒并头块焊接质量检测装置来提高测量回路电阻的精确度，从而快速、准确判断发电机定子线棒并头块焊接质量。
7.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
8.一种大型水轮发电机定子棒并头块焊接质量检测装置，包括两个相同的电压测试线夹，两个电压测试线夹相互对称固定设置于连杆上；连杆和电压测试线夹导电部位是绝缘的；
9.两个电压测试线夹首端能自由张开并钳住厚度为20mm的线棒母材中；
10.两个电压测试线夹的接线端各引一根相同的电压试验导线，电压试验导线另一端均接入高精度毫伏表中；
11.还包括一套大电流注入设备，该大电流注入设备能提供至少1000a的电流。
12.进一步，优选的是，连杆为全牙连杆，连杆和与其尺寸匹配的4颗螺母螺纹连接；4颗螺母分别紧固在两个电压测试线夹的两侧。
13.进一步，优选的是，电压测试线夹的导电部位为不锈钢料制成，外壳为塑料制成。
14.进一步，优选的是，连杆与电压测试线夹贯穿相连。
15.进一步，优选的是，电压测试线夹长度为120mm，导电部位为50mm。
16.进一步，优选的是，两电压测试线夹间距是由紧固在连杆上的4颗螺母调整和固定的。
17.优选，高精度毫伏表的精度为0.001mv。
18.本实用新型中两个电压电压测试线夹大小、材质完全相同；两根电压电压试验导线大小、材质完全相同。
19.优选，连杆与两电压测试线夹为分体件。两电压测试线夹与电压试验导线为分体件。电压试验导线与高精度毫伏表为分体件。两电压测试线夹与电压试验导线可以快速连接和拆除。电压试验导线与高精度毫伏表可以快速连接和拆除。
20.采用本实用新型装置进行质量检测的具体方法为：
21.试验前，通过调整4颗固定在电压测试线夹两侧的螺母，使两个电压测试线夹间距固定在20mm（距离过大，则线棒导线电阻影响会增加，太近，则因为电流分布不均匀，使测量结果的分散性增大），保证测量定子线棒母材和并头块焊接部位距离相等。
22.通过计算，要满足发电机定子厂家提出的检测要求，回路电阻测试精度至少达到0.001μω，1000a大电流注入设备和精度为0.001mv的毫伏表可以满足要求。测量线棒母材回路电阻时，将间距为20mm的电压试验线夹夹于线棒母材，通过大电流注入设备向被试部位注入1000a直流电流，同时通过两个电压测试线夹测量被试部位两端的电压，通过欧姆定律可算出被试部位的回路电阻值。将测量线棒母材的回路电阻作为基准值。在同一长度(20mm)下测出并头块焊缝处的回路电阻为实测值。对两个数值进行比较，并头块焊接部位电阻值不应超过母材的2%为合格。
23.本实用新型与现有技术相比，其有益效果为：
24.本实用新型性能优越，0.001μω的回路电阻测试精度相较回路电阻测试仪0.1μω精度有了绝对的提升。同时固定了电压测试线夹的间距，确保了线棒母材和并头块焊接部位在同一个长度下进行，降低了误差。综上所述该装置克服了肉眼观察法检查的主观性问题以及回路电阻测试精度低的问题，使检测结果更为客观，且检测更加快速，效率高，易于推广应用。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型大型水轮发电机定子棒并头块焊接质量检测装置的结构示意图；
27.图2为电压测试线夹首端向上的与连杆连接的结构示意图；
28.图3为图2的左视图；
29.图4为采用本实用新型装置测试线棒母材使用状态示意图；
30.图5为采用本实用新型装置测试线棒焊缝位置使用状态示意图；
31.其中，1、电压测试线夹；2、连杆；3、螺母；4、电压试验线夹接线端；5、电压试验导线；6、高精度毫伏表；7、大电流注入设备；8、线棒母材；9、线棒并头块焊缝位置；10、电流注入夹。
具体实施方式
32.下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
33.本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术、连接关系或条件者，按照本领域内的文献所描述的技术、连接关系、条件或者按照产品说明书进行。所用材料、仪器或设备未注明生产厂商者，均为可以通过购买获得的常规产品。
34.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本实用新型的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”到另一元件时，它可以直接连接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”可以包括无线连接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的任一单元和全部组合。
35.在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“内”、“上”、“下”等指示的方位或状态关系为基于附图所示的方位或状态关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“设有”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本实用新型所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
38.如图1~图5所示，一种大型水轮发电机定子棒并头块焊接质量检测装置，包括两个相同的电压测试线夹1，两个电压测试线夹1相互对称固定设置于连杆2上；连杆2和电压测试线夹1导电部位是绝缘的；
39.两个电压测试线夹1首端能自由张开并钳住厚度为20mm的线棒母材中；
40.两个电压测试线夹1的接线端4各引一根相同的电压试验导线5，电压试验导线5另
一端均接入高精度毫伏表6中；
41.还包括一套大电流注入设备7，该大电流注入设备7能提供至少1000a的电流。
42.优选，连杆2为全牙连杆，连杆2和与其尺寸匹配的4颗螺母3螺纹连接；4颗螺母3分别紧固在两个电压测试线夹1的两侧。
43.优选，电压测试线夹1的导电部位为不锈钢料制成，外壳为塑料制成。
44.优选，连杆2与电压测试线夹1贯穿相连。
45.优选，电压测试线夹1长度为120mm，导电部位为50mm。
46.本实用新型中两个电压电压测试线夹1大小、材质完全相同；两根电压电压试验导线5大小、材质完全相同。
47.连杆2与两电压测试线夹1为分体件。
48.两电压测试线夹1与电压试验导线5为分体件。
49.电压试验导线5与高精度毫伏表6为分体件。
50.两电压测试线夹1与电压试验导线5可以快速连接和拆除。
51.电压试验导线5与高精度毫伏表6可以快速连接和拆除。
52.本实施例中采用的大电流注入设备7优选为厂家megger，型号为ingvar的大电流注入设备，该设备可提供恒定1000a的电流。
53.本实施例中采用的高精度毫伏表6的精度不应低于0.001mv。
54.测试使用如下：
55.调整两个电压测试线夹1间距至20mm，将电压测试线夹1按图4所示夹于线棒母材8上，在两电压测试线夹1外侧端通过大电流注入设备7的电流注入夹10输出1000a电流于线棒母材8上，此时观察并记录与电压测试线夹1相连的高精度毫伏表6的读数，记录完成后断开大电流注入设备7电源。根据欧姆定律r=u/i计算出该位置下母材的回路电阻值作为基准值。再将两电压测试线夹1按图5所示夹于两根线棒并头块焊接位置9两侧，在两电压测试线夹1外侧端通过大电流注入设备7的电流注入夹10输出1000a电流于线棒并头块焊缝位置9上，观察并记录与电压测试线夹1相连毫伏表5读数，记录完成后断开大电流注入设备7。对两个数值进行比较，根据发电机定子绕组过流性能设计要求，线棒并头块焊接部位过流性能与同截面母材相比，接触电阻值不应超过母材的2%为合格，相关计算公式如下：
[0056][0057]
通过该方法测试得出的回路电阻值比使用回路电阻测试仪测试得出回路电阻值更能准确分析出线棒并头块焊缝的质量。
[0058]
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。