热电发电机集电环温度在线监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了热电发电机集电环温度在线监测装置，属于电机部件技术领域。本实用新型专利技术选用一种外形尺寸和探测距离极小的红外温度探头，以便能够适应热电发电机集电环、碳刷安装空间紧凑狭小的特点；结合主机碳刷刷握的结构特点，巧妙选择红外温度探头的安装位置，将红外温度探头布置在刷盒内预留的碳刷位置，保证温度采集视角无遮挡，并且能够有效的避免热电发电机碳刷室空间小，智能传感器安装不便的问题，这一点有别于水轮发电机目前所采取的集电环红外温度检测方式，并且本实用新型专利技术所述的温度采集方案还可以普遍应用于其他各种类型的发电机中；装置具有很强的抗干扰能力和防护等级，能够适应集电环碳刷室复杂运行环境。

On-line temperature monitoring device for collector ring of thermoelectric generator

【技术实现步骤摘要】
热电发电机集电环温度在线监测装置
本技术涉及电机部件
，尤其涉及热电发电机集电环温度在线监测装置。
技术介绍
集电环属于热电发电机传递能量的重要部件之一。运行中的发电机若出现集电环故障会影响励磁电流的正常输入,从而影响机组的安全稳定运行。目前，对热电发电机集电环温度检测大多数仍依靠运行维护人员定期巡检的方式实现。这种方式下，运维人员通过手持热成像仪对准集电环读取温度，由于是定期巡检，存在维护人员工作量大、效率低下、温度检测不连续、存在安全隐患等显著缺点，而且有失科学性，不符合电站智能化、无人化的大趋势。除此之外，目前还有一种热电发电机集电环温度检测方式普遍被使用。该方式通过布置在发电机集电环及碳刷室上方的红外热成像摄像机采集集电环温度。对于一般的大型热电发电机来说，其碳刷刷架均匀分布在集电环的上半外周。当碳刷和刷架安装完成后，刷握之间的空隙非常小，通常只有十几毫米，上方的摄像机安装在这种条件下，视角几乎被遮挡或干扰。因此，该种监测热电发电机集电环的方式效果并不理想。国家知识产权局于2018年05月25日公开了申请号为CN201721332876.1,名称为水轮发电机集电环运行时的温度与火花监测系统的技术专利,公开了一种水轮发电机集电环运行时的温度与火花监测系统，所述系统包括集电环、红外线温度传感器、以及用于温度采集及分析处理的仪表装置，所述红外线温度传感器设置在集电环外，且红外线温度传感器与集电环之间具有一定测量距离，所述红外线温度传感器安装于固定支架上，红外线温度传感器与仪表装置相连。国家知识产权局于2016年12月07日公开了申请号为CN201620496862.2,名称为一种集电环无线测温在线监测装置的技术专利,公开了一种集电环无线测温在线监测装置，包括集电环、无线温度传感器、无线接收仪表，所述无线温度传感器的感温面与集电环上的导电环有效接触，所述无线温度传感器、无线接收仪表通过无线传输信号连接。国家知识产区局于2016年10月12日公开了申请号为CN201620285613.9,名称为发电机集电环热成像在线监测系统的技术专利,公开了一种发电机集电环热成像在线监测系统，包括红外热成像监测装置、预警装置和用于对红外热成像监测装置采集进行处理的控制系统，所述控制系统通过网络传输系统分别连接所述红外热成像监测装置和预警装置，红外热成像监测装置安装于机组集电环正极和负极外周；本技术所述发电机集电环热成像在线监测系统通过对红外热成像监测装置的设置，提供在线热像视角，方便用户观察所监控的机组及对应部位的温度分布情况，通过预警装置的设置，当监控设备的温度超出制定的阈值，系统将进行报警，包括语音报警及文字信息提醒，实现远程监视和越限报警功能后发现了大量的碳刷缺陷，避免了多起设备损坏事故的发生，保障电力设备乃至电网的安全运行。上述现有技术中，存在以下几个问题：1、第一件专利中，红外温度传感器设置在集电环外，与集电环之间具有一定的距离，没有近距离、直接对射集电环，中间会有遮挡和干扰。第一件专利中所述温度监测装置适用于碳刷室空间较大机组（如水轮发电机组），热电发电机碳刷室空间狭小，设备布置紧凑，使用效果不理想。2、第二件专利中，无线温度传感器的感温面与集电环上的导电环有效接触，存在较大的安全隐患。另外发电机碳刷室附件电磁干扰较大，容易对无线传输造成影响。3、第三件专利中和第一件类似，如果在热电电机中使用，存在视角遮挡、采集受限等不足。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的问题，本技术提出了热电发电机集电环温度在线监测装置,能够对热电发电机集电环温度进行实时监测。本技术选用一种外形尺寸和探测距离极小的红外温度探头，以便能够适应热电发电机集电环、碳刷室空间紧凑狭小的特点；结合主机碳刷刷握的结构特点，巧妙选择红外温度探头的安装位置，将红外温度探头布置在刷盒内预留的碳刷位置，保证温度采集视角无遮挡，并且能够有效的避免热电发电机碳刷室空间小，智能传感器安装不便的问题，这一点有别于水轮发电机目前所采取的集电环红外温度检测方式，并且本技术所述的温度采集方案还可以普遍应用于其他各种类型的发电机中；装置采用元件配套的信号电缆传输信号，具有很强的抗干扰能力和防护等级，能够适应集电环碳刷室复杂运行环境。本技术通过以下技术方案来实现的:热电发电机集电环温度在线监测装置,包括设置在热电发电机励端的刷架；刷架上排列设置有多个刷握；刷握竖直下方为集电环；刷握包括依次连接的刷握手柄、装配体和刷盒；所述刷盒分隔成多个碳刷小室，所述碳刷小室内设置有碳刷或者红外温度探头；预留一个碳刷小室用以安装红外温度探头。每个碳刷分别连接一个卷簧，所述卷簧一端用螺栓把合固定在刷握底板上，另一端抵住碳刷；卷簧抵住碳刷就是卷簧与碳刷直接接触，依靠卷簧的弹力压紧碳刷，使碳刷与集电环完全接触。红外温度探头固定在绝缘固定架上，探测端朝向集电环，另一端连接信号光缆；信号光缆连接信号处理单元；绝缘固定架设置在所述刷盒内预留的碳刷小室内壁上。本技术将刷盒内部的多个碳刷小室中，选取一个安装绝缘固定架，然后将红外温度探头设置在绝缘固定架上，同时红外温度探头通过信号光缆与信号处理单元连接。本技术中的信号处理单元与前端红外探头为成熟的配套产品。前端红外探头通过网络将数据传输到数据处理单元，远程实时监管和24小时不间断在线运行，大大减少运维工作量和人力投入。测温原理：物体表面温度如果超过绝对零度即会辐射出电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变，波长介于0.75μm到1μm间的电磁波称为“红外线”，而人类视觉可见的“可见光”介于0.4μm到0.75μm。其中波长为0.78~2.0微米的部分称为近红外，波长为2.0~1000微米的部分称为热红外线。红外线在地表传送时，会受到大气组成物质(特别是H2O、CO2、CH4、N2O、O3等)的吸收，强度明显下降，仅在短波3μ~5μm及长波8~12μm的两个波段有较好的穿透率，通称大气窗口，红外热像仪（大部分）就是针对这两个波段进行检测，然后计算并显示物体的表面温度分布。本技术的绝缘固定架将红外温度探头固定在刷盒内部，保证了红外温度探头的红外温度探测视场。同时，因为红外温度探头的外壳是采用金属制成的，需要与刷盒之间做好绝缘。因此绝缘固定架是设置在刷盒内壁上的，将红外温度探头卡在中间，这样既能将红外温度探头的位置进行固定，防止红外探头悬空摇摆，保证红外温度探头的视场；同时完成了红外温度探头与刷盒之间的绝缘。刷握是带电的，如果不绝缘，会损坏检测元件。本技术的绝缘固定架包括上下两瓣绝缘固定架，红外温度探头卡在两个绝缘固定架之间；且绝缘固定架分别与刷盒的侧壁可拆卸式连接。进一步地，本技术的绝缘固定架可以与刷盒的侧壁通过螺栓的连接方式进行连接。本技术的绝缘固定架包括与刷盒贴合的接触面Ⅰ，还包括与红外温度探头接触的接触面Ⅱ。接触面Ⅰ为平面；接触面Ⅱ为弧面，且与红外温度探头的弧面配合。本技术还包括设置在热电发电机励端的刷架挡风板；刷架对称设置在刷架挡风板两侧；刷握在水平线上排列成一条直线。本技术的信号处理单元设置在刷架挡风板外壁上，碳刷小室没有信号处理单元的空本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.热电发电机集电环温度在线监测装置，包括设置在热电发电机励端的刷架（1）；所述刷架（1）上排列设置有多个刷握（2）；所述刷握（2）竖直下方为集电环（3）；其特征在于：所述刷握（2）包括依次连接的刷握手柄（4）、装配体（5）和刷盒（6）；所述刷盒（6）分隔成多个碳刷小室（7），所述碳刷小室（7）内设置有碳刷（8）或者红外温度探头（9）；且一个刷盒（6）内设置一个红外温度探头（9）；每个碳刷（8）分别连接一个卷簧（10），所述卷簧（10）一端用螺栓把合固定在刷握底板（11）上，另一端抵住碳刷（8）；所述红外温度探头（9）固定在绝缘固定架（12）上，探头端朝向集电环（3），另一端连接信号光缆（13）；所述信号光缆（13）连接信号处理单元（14）；所述绝缘固定架（12）设置在碳刷小室（7）内壁上。

【技术特征摘要】
1.热电发电机集电环温度在线监测装置，包括设置在热电发电机励端的刷架（1）；所述刷架（1）上排列设置有多个刷握（2）；所述刷握（2）竖直下方为集电环（3）；其特征在于：所述刷握（2）包括依次连接的刷握手柄（4）、装配体（5）和刷盒（6）；所述刷盒（6）分隔成多个碳刷小室（7），所述碳刷小室（7）内设置有碳刷（8）或者红外温度探头（9）；且一个刷盒（6）内设置一个红外温度探头（9）；每个碳刷（8）分别连接一个卷簧（10），所述卷簧（10）一端用螺栓把合固定在刷握底板（11）上，另一端抵住碳刷（8）；所述红外温度探头（9）固定在绝缘固定架（12）上，探头端朝向集电环（3），另一端连接信号光缆（13）；所述信号光缆（13）连接信号处理单元（14）；所述绝缘固定架（12）设置在碳刷小室（7）内壁上。2.如权利要求1所述的热电发电机集电环温度在线监测装置，其特征在于：所述绝缘固定架（12）包括上下两瓣，所述红外温度探头（9）卡在两个绝缘固定架（12）之间；且所述绝缘固定架（12）分别与所述刷盒（6）的上下壁可拆卸式连接。3.如权利要求2所述的热电发电机集电环温度在线监测装置，其特征在于：所述绝缘固定架（12）与所述刷盒（6）的上下壁通过螺栓连接。4.如权利要求2所述的热电发电机集电环温度在线监测装置，其特征在于：所述绝缘固定架（12）包括与所述刷盒（6...

【专利技术属性】
技术研发人员：铎良，王拯元，李勇，唐建平，刘科亮，张春莉，邓飞，马智文，
申请(专利权)人：东方电气集团东方电机有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51