用于楔块沉陷较浅或没有楔块沉陷的电气设备的测试探针的制作方法

专利名称：用于楔块沉陷较浅或没有楔块沉陷的电气设备的测试探针的制作方法
技术领域：
本发明大体上涉及电气设备工作的诊断和监测。具体地，本发明涉及一种探针或探测器装置，可更加容易地探测电气设备如大型发电机定子芯部的缺陷/故障，所述定子芯部的楔块沉陷较浅或没有楔块沉陷，而且进行探测只需要使定子通电至较低水平。
背景技术：
在商业规模的发电领域中，重要的是构成50-1000兆伏安发电装置一部分的发电系统部件在其整个预期使用寿命中能够保持正常工作，能够避免意外停机和/或突发故障。为了防止这类问题出现，重要的是在定期维修期间或者在销售和安装发电设备之前仔细检查和测试构成上述发电系统一部分的部件如大型定子。
电气设备的定子芯部30(如图1中示意性所示)使用薄绝缘钢叠片32来减少涡流电流以高效工作。如图2和3所示，通过将叠片32的燕尾槽34放置在固定于框架的键条36的燕尾中，使叠片沿竖直方向层叠起来。为了使叠片32固定在一起并防止叠片32振动，用大约300-350磅/平方英寸的外力沿轴向夹紧芯部30。
制造缺陷、装配/检查/重绕时的损坏、定子-转子接触、松动线圈楔块/叠片的振动、以及外来磁性材料等可以引起叠片32的短路。如果叠片32由于任何原因短路，在包括故障-叠-键条的漏电漏电回路会引起较大的环流(见图2)。典型的漏电位置在图3中示出。循环漏电电流随短路叠片的数目以及叠片32和短路/键条36之间的导电性而增大。漏电增加了定子芯部30的功率损耗并引起局部发热。热点可以发展为更加严重的局部发热而最终导致叠片32的燃烧或溶化。结果，定子线棒绝缘体和绕组也会被损坏，致使接地电流流经定子芯部30。因此，叠片间的芯部漏电应当被检测到并进行修理，以防止进一步损坏并提高发电机运行的可靠性。
为了检测定子芯部结构中的缺陷，已经研制出许多测试方法。
所谓的“环形试验”依赖于对短路电流引起的涡流加热的探测。发电机芯部30缠绕有许多匝，一般来说小于十匝，电缆而以图1中示意性所示的方式形成环状激励绕组31。选择绕组31中的电流水平，使得芯部30中的磁通量接近于正常工作水平(大约为1-1.5特斯拉)。激励条件是几兆伏安的水平，因为在线圈中需要有几百安培和伏特来达到所要求的磁通量。芯部30以这种方式工作几小时。然后使用热成像摄影机来发现定子内表面上的“热点”。这些热点指出了叠片间短路的位置。
然而，位于定子齿37和槽表面以下的短路很难发现，因为热扩散致使表面温度上升而扩散/传开。由于环形试验中使用的高功率水平，工作人员在试验期间不能进入定子芯部内。而且，试验中使用的电缆尺寸必须适合于兆伏安的水平，使得安装和拆卸时间很长。
在这种试验中，所使用的高通量是必须考虑的因素，因为强电流(几百安培和几千伏特)需要有几兆伏安容量的试验电源。高电流和电压水平要求在选择激励绕组并将其安装在发电机芯部和芯部遮掩部分上时必须小心。由于加热试验是在去除了正常冷却系统的芯部上进行的，因此过热可能会导致芯部损坏。很高的电流和电压水平影响了操作人员的安全，而且如上面所提到的，当环形试验正在进行时不允许工作人员进入芯部内部。
为了克服环形试验中可能遇到的上述缺点，研制出了所谓的“ELCID”(电磁芯部缺陷检测)试验方法。
这一试验方法依赖于对叠片间短路引起的短路电流所产生磁场的探测。与环形试验一样，发电机芯部上也缠绕许多匝环状线圈。绕组中的电流水平选择成，使芯部工作在正常运转磁通量的大约4％。这对应于沿芯部表面感生的大约5伏特/米的电场。要求电流在10-30安培的范围内，因此可以使用相当简单的几千伏安的电源。以其发明者命名的称作Chattock线圈的磁位差计用来检测在两个相邻齿之间因叠片间绝缘故障引起短路电流所产生的磁场。
Chattock线圈(亦称Maxwell蜗杆或磁位差计)用来检测因任何叠片间感生电流所产生磁场的90度相移分量。与100毫安或更大的试验电流所产生电压相当的Chattock线圈电压用来指示在4％磁通量激励水平的严重叠片间短路。
Chattock线圈38一般以图4和5中所示方式横跨两个相邻齿37，并且可以用手或通过自动滑架沿定子表面移动。因为短路电流路径具有很大电阻，所以由于短路而产生的磁通与激励磁通成90度相位差。来自Chattock线圈的信号与从激励电流得到的基准信号结合，可以使用相敏检测方法从本底噪声中抽出故障信号。
已经研制出一种全数字的EL CID系统。这种系统比以前的模拟装置表现出较高的噪声抑制。然而，在进行EL CID试验时可能出现许多异常和失真情况，这些必须利用芯部构造的知识和经验加以理解。
EL CID试验需要用与环形试验类似的方法激励芯部，但使用低得多的电压和电流水平。4-5％的磁通量是正常的。EL CID试验方法表现出以下特征。这种磁通量所需的电流可以从可调变压器中获得，可调变压器由标准电源插座供电。这种低磁通量的感生电压保持在大约5伏特/米，因此工作人员在EL CID试验期间可以进入芯部进行观察。这种磁通量的感生电流低，不会产生过热，因此不用担心因试验引起芯部损坏。
EL CID试验能够更好地发现位于表面下的叠片间漏电。与依赖于内部热点的热扩散进行探测的环形试验相比，具有显著的优点。然而，这一试验方法使线圈中的信号水平产生高噪音，尤其是当扫描到端部梯级区域时。
在前苏联发明人证书No.RU 2082274 C1公开了另一种类型的探测器装置。这种装置可提高灵敏度和试验结果分析的可靠性。如图6和7所示，它包括磁化绕组40、用于调节绕组中电流的器件42和两个探测器44、46。如图6所示，两个探测器44、46的每个都包括缠绕在高磁导率铁磁性材料薄片芯部的线圈48。探测器44、46具有相同的构造；但其中一个用作参考探针，而另一个用作扫描探针。
两个探测器44、46的输出端连接到相位偏移器件52的独立输入端，相位偏移器件52起到相位监视器的作用。两个探测器单元电压之间的相位差用作漏电指示器。相位偏移器件的输出信号通过模-数转换器54输送到个人电脑(PC)或类似的仪器中。
两个探测器44、46可以支承在图8所示的三角形滑动架56上，因此在位置控制器58的控制下可以穿过定子内部，如RU 2082274 C1所示。
然而，这种装置具有若干缺点。它对因探针位置引起的间隙变化十分敏感。测量信号的大小和相位对叠片与探针之间的间隙(间隙变化是因叠片表面粗糙度引起的固有局限性)十分敏感。即Vsense的大小∝1/间隙；Vsense的相位∝tan-1(常数/间隙)在定子芯部的端部梯级区域(比如参见图12)中进行扫描和诊断更加困难，因为这位置使得难以在保持端部梯级区域中恒定间隙的同时进行扫描。
而且，很难构想出一种通用的探针设计方案。由于定子齿从定子的内圆柱面向内突出到定子内部，所以彼此之间相互倾斜预定的角度。因此，平直铁磁芯50必须略带角度而形成很浅的V形，使得RU 2082274 C1中装置的每个端部能够放平在定子齿的顶部。随着定子芯部直径的变化，定子齿之间的角度和距离发生变化，因此浅V形的长度和角度都必须变化。齿数的变化还会引起两个相邻齿顶端之间所形成角度的变化，因此导致同样的问题。
大多数水力发电机和大电动机的楔块沉陷(wedge depression)长度小于200密耳。其它大电动机的楔块沉陷中有凸起结构，从而使有效楔块沉陷长度减小。需要有一种探针设计方案，能够解决已知探针的其中一项或多项缺点，并适用于楔块沉陷长度小于200密耳或楔块沉陷带有凸起结构的情况。

发明内容
本发明的第一方面涉及一种探针，用来检测有效楔块沉陷不超过200密耳的电气设备中异常情况。探针包括具有第一和第二检测端部的探针芯部和缠绕在探针芯部周围的检测线圈。探针以无接触的间隔关系布置在电气设备相邻部分的相对表面之间并至少一部分位于其上方，从而在芯部的第一和第二检测端部与相应的相对相邻表面之间形成第一和第二空气隙。
本发明的第二方面涉及一种探测装置，用来检测有效楔块沉陷不超过200密耳的电气设备中异常情况。这种探测装置包括用来支承探针和使探针移动到新位置的机构，所述探针具有带探测端部的芯部和缠绕在芯部周围的线圈，探针相对于所述相对表面移动到新的位置并在新位置检测漏磁通。用来支承探针的机构可以使芯部的探测端部以无接触的间隔关系保持在构成电气设备一部分的部件相对表面之间并至少一部分位于其上方，漏磁通从所述部件穿过。
本发明的还有一方面涉及一种探测装置，用来检测有效楔块沉陷不超过200密耳的电气设备中异常情况。这种探测装置包括探针和探针滑动架，所述探针具有漏磁通穿过的结构。探针包括具有第一和第二检测端部的探针芯部和缠绕在探针芯部周围的检测线圈。探针滑动架包括连接到探针的探针延伸件和至少一个用来调节探针位置的位置调节螺丝，使探针以无接触的间隔关系位于电气设备相邻部分的相对表面之间并至少有一部分位于其上方，从而在芯部的第一和第二检测端部与相应的相对相邻表面之间形成第一和第二空气隙。
本发明的另一方面涉及一种系统，用来检测有效楔块沉陷不超过200密耳的电气设备中异常情况。这种系统包括探针和探针滑动架，所述探针包括用具有高起始磁导率和高电阻率特征材料制成的芯部和缠绕在芯部周围的线圈，所述探针滑动架用来支承探针，使得芯部的检测部分以无接触的间隔关系保持在电气设备的预定相对表面之间并至少一部分位于其上方，因此芯部的检测部分暴露于电气设备产生的漏磁通中，所述漏磁通在相对表面之间穿过并通过相对表面与芯部检测部分之间形成的空气隙。这种系统还包括激励绕组和数据采集系统，所述激励绕组可拆卸地布置在电气设备上并有效地与激励电压源相连，用来在电气设备的电路中引发磁通量，所述数据采集系统有效地与激励绕组和探测器线圈相连，用来监测探测器的输出信号并检测电气设备可引起漏磁通变化的漏电。
本发明的另一个方面涉及一种用来检测有效楔块沉陷深度不超过200密耳的电气设备中漏电的方法。这种方法包括将探针以无接触的间隔关系支承在构成设备一部分的部件相邻表面之间并至少一部分位于其上方，所述探针具有实心芯部和缠绕在芯部周围的线圈，漏磁通穿过所述部件的相邻表面，并使电气设备激励到预定的水平，该预定水平低于正常工作水平以产生漏磁通。这种方法还包括利用探针检测在所述相对表面之间产生的漏磁通，使探针相对于所述相对表面移动到新的位置并在新位置检测漏磁通，以及监测探针输出信号的波动并检测当探测到异常漏磁通时的漏电。
通过下面结合附图对本发明优选实施例所作的详细介绍，将更加容易理解本发明的这些和其它的优点及特征。


图1是定子芯部的示意性透视图，探测器装置的实施例可应用于这样的定子芯部；图2和3分别是定子叠片的侧视图和前视图，示出了用若干个绝缘薄钢叠片构成定子芯部的方式，这些叠片通过燕尾槽和键条连接到定子框架上；图4是正在用EL CID型探测器装置检查的两个定子齿的示意性前视图，示出了当没有与定子齿有关的漏电时所产生的漏磁通；图5是正在用EL CID型探测器装置检查的两个定子齿的示意性前视图，示出了当存在与定子齿有关的漏电时所产生的漏磁通；图6是透视图，示出了在本说明书开头段落中提到的现有技术的RU 2082274 C1探测器装置；图7是示意图，示出了RU 2082274 C1装置的两个探测器布置在定子芯部中的方式以及与测试过程有关的电路系统；图8是在RU 2082274 C1公开的可用于探测器的现有技术滑动架装置；图9是示意性前视图，示出了根据本发明示范实施例的探针或探测器的运用，而且还示出了没有漏电的情况下所产生的漏磁通；图10是与图9类似的示意性前视图，但示出了发生漏电而使漏磁通相应变化的情况；图11是示意性前视图，示出了根据本发明示例性实施例的支承和移动图9和10中探测器/探针装置的滑动架；图12是示意图，示出了图9和10的探测器穿过定子朝齿直径减小的端部梯级区域移动；图13是电路图，示出了可用于图9和10中的探测器/探针以检测漏通量波动的电路布置的实例；图14和15是定子的示意图，示出了激励线圈如何相对探测器位置布置以减少检查定子时的噪声；
图16是矢量图的示例，示出了无故障或正常芯部系统的的特性；图17是示意性组合图，示出了探测器位置以及从正常叠片装置得到的信号；图18是矢量图的实例，示出了当检测到下楔块漏电情况时的相矢量图；图19是示意性组合图，示出了探测器位置以及当检测到下楔块漏电情况时得到的信号；图20是矢量图的实例，示出了当检测到表面漏电情况时的矢量图；图21是示意性组合图，示出了探测器位置以及在有表面漏电情况下得到的信号；图22和23分别是平面图和前视图，示出了支承和移动图9和10中探测器/探针装置的滑动架的另一个可供选择的示范实施例；图24是示意性前视图，示出了根据本发明另一个示范实施例的用来支承和移动图9和10中探测器/探针装置的滑动架；图25是示意性前视图，示出了根据本发明一方面布置在定子中的图9、10和24中的探测器/探针；图26是示意性前视图，示出了根据本发明的另一示范实施例布置在定子中的探针或探测器；图27是图26中探针的透视图；和图28是示意性前视图，示出了根据本发明一个方面布置在定子中的图26和27的探针。
具体实施例方式
简单地，所公开的本发明实施例包括探针，探针包括芯部和围绕芯部的检测线圈。芯部以无接触的间隔关系布置在设备的相对表面之间。这些表面可以是定子相邻叠片齿的侧壁。在芯部端部和所述相对表面之间仔细地保持很小的空气隙。探针位置的影响被减到最小，因为空气隙是不变的。探针支承在滑动架上而能够在定子齿之间往前移动。激励绕组将定子激励到正常激励水平的百分之几，并对定子所产生漏磁通的变化进行监测。
图9-13示出了本发明的说明性实施例。在这种装置中，探测器或探针100包括布置在检测线圈104中的铁磁性检测芯部102。检测线圈104与图13中示意性所示的电路布置106相连。检测芯部102相对于叠片齿37布置，因此在相邻齿的相对表面与检测芯部102的相应端部之间形成空气隙108、109(在图11中清楚示出)，其中探针100布置在相邻齿之间。
这种探针装置在检测故障时具有增强的多用性和可靠性，能够减少扫描时间，而且易于操作。低水平定子芯部激励的基本原理与上述EL CID试验中的类似，但是使用芯部探针来检测楔块沉陷区中的信号。
使用具有磁性材料芯部的探针能够显著增加信号水平，因为这种探针为磁通量提供了低磁阻路径。由于探针中的高磁通量集中，所测得的探针电压比空心探针如Chattock线圈高二至三个数量级，因此能够提高电压测量的信噪比。探针布置在楔块沉陷区中，探针每一侧总的空气隙最多为200密耳。
保持这些空气隙对于减小掺入探针输出信号中的噪声很重要。
激励系统如图13所示，定子芯部30与激励系统190有效地连接。这种激励系统190对于漏电激励在定子芯部30的磁轭中产生一环磁通。激励系统由自耦变压器191和激励绕组13构成。可以使用包括120/240伏单相自耦变压器和激励绕组的激励系统。或者，也可以使用单相自耦变压器和具有至少20安培导电能力的电缆来激励芯部。
在构成电路布置106一部分的个人电脑(PC)中运行的软件程序计算并显示激励绕组匝数(2至7)和产生需要的芯部磁通量的激励电压。为了实施检查，激励通量比如可以控制在大约0.075特斯拉(额定通量的3-4％)，而激励频率可以控制在大约50/60赫兹。然而，本发明的这一实施例并不限于这些参数，在不脱离本发明范围的情况下可以使用其它各种参数。
根据本发明的这一实施例，激励电压和匝数的计算基于发电机定子芯部30的尺寸。用于计算电压和匝数的参数是计算循环磁通量有效面积所需的参数，在下面列出了其中一些实例。
1)内径/半径(ID/IR(英寸))2)外径/半径(OD/OR(英寸))3)齿长(TL(英寸))4)芯部长度(CL(英寸))所有这些参数可以从发电机的设计说明书中得到或者能够方便地测量。除非另作说明，有效芯部长度可以认为是芯部长度的大约10-90％，因为内部间隔块和绝缘体必须考虑在内。
在现场试验中已经观察到当在靠近激励绕组31的槽中扫描或当使用内部照明时，由于干涉，噪声将使探针获得的信号失真。因此，建议除去所有照明设备(或类似的电气设备)，而且在扫描期间应至少有一次将激励绕组31移动到定子芯部30上与正在扫描侧相对的一侧以远离探针，如图14和15所示，从而使精确测量更加容易。
探针滑动架系统为了使扫描更加容易，探针支承在滑动架系统上。在图11中示出了滑动架系统的一个实例。在这种装置中，滑动架200用来使探针在沿轴向扫描时悬挂在适当的位置。小车(其构成滑动架系统的一部分)与发电机定子齿以及探针与小车的准确定位和对准对于实现精确测量十分重要。
选择适当的探针宽度要在信号水平和扫描方便性之间进行折衷。增加探针宽度(即减少空气隙)会提高信号水平，但也会增加探针芯部102与定子齿37接触的可能性。接触当然会使信号带有噪声。已经通过实验发现为了确保良好的信号测量和扫描(非接触)的方便性，探针宽度大约为槽宽减150至200密耳。举例来说，如果槽厚为1.286英寸(32.66毫米)，那么探针的适当宽度应当在1.10英寸(27.94毫米)至1.15英寸(29.21毫米)之间。
如图11所示，小车滚轮213的宽度和角度可以通过转动相应的调节螺丝210、212进行调节，使得小车导向板214与定子齿37的外侧适贴配合以防止小车倾倒，而探针悬挂在定子齿37之间。探针100应当牢固地连接在探针延伸件216上以防止产生摇动而使测量数据变得不一致。
在将探针100固定到探针延伸件216上之后，应当通过调节两个位置调节螺丝218使探针100位于楔块沉陷区中，如图11所示。探针100的钢制部分最好位于槽中央并且略微高于槽楔。
数据采集系统根据本发明的这一实施例所要测量的两个参数是探针电压和激励电流。这些参数可以用市场上能够买到的硬件进行测量，比如使用由IOtech公司销售的WavebookTM516便携式数据采集系统。
软件程序控制数据采集系统的设置，并处理、显示和存储通过扫描每个槽获得的数据。这种软件设备包括参数输入屏幕和主程序屏幕。参数输入屏幕记录与试验信息有关的细节和发电机尺寸。激励绕组的匝数和激励电压是根据发电机尺寸计算和显示的。主程序屏幕显示测量信号和处理过的信号。
结果分析矢量图用来表示叠片间芯部故障系统的状态。在图16中示出了这样矢量图的一个实例。在这一系统中，Ve、Ie和θe分别代表激励电压、电流和磁通量，而Vs、Vse是测得的探针电压和因激励引起的探针电压。
对于正确构造、没有故障的无缺陷(正常)叠片，Vs和Vse相等，如图16中所示。
软件以均方根值(RMS)显示测得的探针电压值Vs以及探针电压和激励电流导数之间的相位角θ。两个信号都是根据测得的探针电压和电流计算的，而且两个信号都考虑以确定漏电的存在、严重程度及位置。对于正常的叠片，在图17中示出了理想的测量信号和通量分布。电压值的突降是由内部间隔块引起的。除了当经过内部间隔块时，电压值是不变的，而所述角度在整个扫描过程中保持不变。当发现可疑信号时，可以对内部间隔块处的突降计数以估计漏电的近似位置。
当槽的内部存在漏电时，因漏电电压Vf引起的通量分布变化产生漏电电流If，其所引起的额外漏电磁通分量Φf使通过探针的通量发生变化。在图18中示出了下楔块漏电情况的矢量图，其中Vsf是测得的因漏电引起的探针电压分量，而Vs是测得的探针电压。
所测得的探针电压可以认为是因激励通量引起的电压分量和图18中所示由于下楔块漏电而产生的漏电通量的相量和。这种漏电情况下的典型波形和通量分布在图19中示出。从图19可以看出，在这种漏电情况下探针电压值的变化(即增大)十分明显，但角度变化却很小。当漏电在槽楔燕尾和齿根之间时，其漏电特征类似。
图20示出了在表面漏电情况下(齿尖漏电)的矢量图。表面漏电和下楔块漏电之间的主要区别是探针中的漏电通量与激励通量相反，如图21所示。结果，探针电压值减小而且角度显著变化。
从上述实例可以知道，通过与正常特征的任何偏离能够确定漏电的存在。漏电位置可以根据电压值和角度特征来确定。已经注意到电压值和角度变化都随漏电的严重程度而增大。
作为上述探针小车的一种可供选择的方案，可以使小车或类似的小型自动车辆以图22和23中示意性所示的方式在槽楔顶部行驶。在这种情况下，小车或车辆200S支承在滚轮223上，而且还设有沿定子齿37的内侧表面滚动的侧边滚轮224，探针100布置在定子齿37的内侧表面之间。可以调整侧边滚轮224以适应定子齿37内侧表面之间的距离变化。侧边滚轮224可以是弹簧加载的，使得能够对不同间隔的定子齿自动进行调整。探针芯部的长度也是可以调整的。
这种小车可以是完全自动的并装有其专用的独立电源(如电池)，带有用来将检测到的通量数据传递给远端站的传送器。通过在适当的频率范围内传递，数据可以传递到远端站而不会受噪声等的影响。
与EL CID探测器装置中使用的空气芯部不同，这种探针芯部是实心的，最好用易于加工的材料制成，即，不要太硬，也不要太软，易于成形，在低磁通量下表现出高的初始磁导率，并具有高电阻率特性。芯部102可以用复合材料、适当的单种材料如金属制成，或者由固定在一起的叠片构成。举例来说，可以使用适当的钢，并且可以将这种材料制成的片(或用不同材料制成的片的混合物)结合在一起以达到所要求的形状和使用寿命，以及上述在低磁通量下的高初始磁导率和高电阻率特征。芯部可以设计成任何适当的形状而不限于前面为了说明简单所示出的基本上是圆柱形的形状。
探针并不限于使用单个芯部或单个线圈，而是可以使用多个芯部和线圈。所有芯部不必都通过一个线圈，而且能够在空气隙108和109中达到所要求的磁通量灵敏度的装置都在本发明的范围之内。探针的线圈不必布置在定子齿之间，而且芯部可以设计成使其探测部分延伸到相邻齿之间的空隙中以形成所必需的探测部分-空气隙相互关系。
应当认识到空气隙108和109不必相等，而且探针相对于定子齿37的侧面可以有少量移动。假使空气隙108和109的总和保持不变，而且芯部端部与定子齿之间不发生直接接触，那么就可以得到精确的磁通量探测结果。
探针并不限于被定子齿37的侧壁完全包围的结构形式。线圈104和探针100的其它部分可以按要求设计并布置在定子齿37水平面的上方，而芯部102的适当延伸部分向下突出到由定子齿37的侧壁构成的空隙中，从而形成空气隙108和109。
参考图24，图中示出了根据另一个示例性实施例的用来支承和移动图9和10中探测器/探针装置的滑动架。图24中示出的滑动架是为水力发电机或其它电动机设计的，这些设备没有楔块沉陷或楔块沉陷较浅，即楔块沉陷等于或小于大约200密耳。或者，图24中的滑动架可以用于具有任何深度楔块沉陷的电动机，但是这种电动机还具有使有效楔块沉陷减到最小的凸起结构。如图所示，定子齿137之间的槽楔处于这样的位置，使得楔块沉陷小于图11中所示的楔块沉陷。滑动架300类似于图11中示出的滑动架200，但有以下差异。滑动架300包括探针延伸件316，其与探针延伸件216(图11)的不同之处在于设有探针位置调节螺丝218的长孔延长，使得能够将探针100移动到定子齿137之间槽楔上方的适当位置。或者，可以将探针延伸件316缩短而长孔保持不变。
图25示出了本发明的另一个方面。某些楔块沉陷较浅或没有楔块沉陷的设备包括带有凸起部分的槽楔。尽管如此，探针100可以准确地定位在这种槽楔的上方，并由空气隙108、109与定子齿137的相邻表面隔开。探针100相对于定子齿137的位置可能导致漏通量在没有漏电的情况下穿过探针100。大部分漏通量穿过芯部102，但有很少量的漏通量穿过线圈104。为了便于说明在图25中没有示出滑动架装置。
图26-27示出了本发明的另一个说明性实施例。探针350包括缠绕在芯部352周围的线圈354。芯部352包括一对侧裙356。裙边356使得探针350能够更加接近定子齿137的内表面并对线圈354提供保护。而且，裙边356使得探针端部能够更加接近定子齿137的内表面，从而提高测量灵敏度。
图28示出了布置在具有凸起部分的槽楔上方的探针350。当探针350这样布置时，漏通量穿过空气隙108，穿过裙边356进入线圈354，穿过另一个裙边356而穿过空气隙109。
虽然已经结合一些实施例对本发明作了详细介绍，但是应当认识到本发明并不限于这些公开的实施例。相反地，在不违背本发明精神和范围的情况下可以对本发明作出修改以包括各种变型、替换或等效形式。而且，虽然已经介绍了本发明的许多实施例，但是应当认识到本发明的特征可以只是包括所介绍实施例的一部分。因此，本发明并不是由上述说明所限定，而只是由所附权利要求的范围所限定。
权利要求
1.一种检测装置，可检测有效楔块沉陷不超过200密耳的电气设备的异常情况，包括探针(100)，具有漏磁通可穿过的结构，包括探针芯部(102)，具有第一和第二检测端部；检测线圈(104)，缠绕在所述探针芯部周围；和探针滑动架(200、300)，包括探针延伸件(216、316)，连接在所述探针；和至少一个调节所述探针位置的位置调节螺丝(218)，使所述探针以无接触的间隔关系位于所述电气设备相邻部分的相对表面(37、137)之间并至少一部分位于其上方，从而在所述芯部的所述第一和第二检测端部与所述相对表面之间形成第一(108)和第二(109)空气隙。
2.根据权利要求1所述的的检测装置，其特征在于，所述探针以无接触的间隔关系位于所述电气设备相邻部分的相对表面之间并完全位于其上方。
3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述探针滑动架(200、300)还包括若干个轮子(213)，支承在垂直于所述相对相邻表面的电气设备表面。
4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于，所述探针滑动架还包括一对宽度调节器(210、212)，用于调节所述若干个轮子中相对的轮子之间的宽度。
5.一种系统，用来检测有效楔块沉陷不超过200密耳的电气设备的异常情况，包括探针(100)，包括用具有高初始磁导率和高电阻率特征的材料制成的芯部(102)和缠绕在所述芯部周围的线圈；探针滑动架(200、300)，用来支承所述探针，使得所述芯部的检测部分以无接触的间隔关系保持在所述电气设备的预定相对表面(37、137)之间并至少一部分位于所述相对表面的上方，因此所述芯部的所述检测部分暴露于所述电气设备产生的漏磁通中，所述漏磁通在所述相对表面之间穿过并通过所述相对表面与所述芯部的所述检测部分之间形成的空气隙(108、109)；激励绕组(31)，可拆卸地布置在所述电气设备上并有效地与激励电压源(190)相连，在所述电气设备的电路中引发磁通量；和数据采集系统，可断开地与所述激励绕组和所述探测器线圈相连，用来监测所述探测器的输出信号并检测所述电气设备中引起所述漏磁通变化的故障。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述探针滑动架还包括若干个轮子(213)，支承在垂直于所述相对相邻表面的电气设备表面。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述探针滑动架还包括一对宽度调节器(210、212)，用于调节所述若干个轮子中相对的轮子之间的宽度。
全文摘要
一种探针(100)，可检测楔块沉陷不超过100密耳的电气设备的异常情况。这种探针包括被检测线圈(104)包围的实心芯部(102)。芯部端部以无接触的间隔关系布置在定子(37、137)相邻叠片齿的相对表面之间并至少一部分位于所述相对表面的上方。在探针芯部端部和所述相对表面之间保持空气隙(108、109)。两个空气隙的总和是不变的。探针支承在滑动架(200、300)上能够沿定子齿移动。激励绕组(31)将定子激励到正常激励水平的百分之几，并对定子产生的漏磁通的变化进行监测。
文档编号G01N27/83GK1619315SQ200410095700
公开日2005年5月25日 申请日期2004年11月22日 优先权日2003年11月20日
发明者李相彬, G·B·克利曼, W·T·摩亚 申请人:通用电气公司