用于跟踪旋转机器中的绝缘体的劣化的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于跟踪旋转机器中的绝缘体的劣化的方法，该旋转机器包括设置在壳体（１）中的至少一个转子（３）和至少一个定子（２），该壳体限定出含有至少９０％的体积为空气的内部气氛，并且该旋转机器可选地包括用于所述气氛的冷却系统（５），所述方法特征在于包括以下步骤：（ａ）在位于限定出所述旋转机器的内部气氛的气体中的或与所述气体接触的一个或多个随机位置处测量ＣＯ（一氧化碳）的浓度和ＮＯ２（二氧化氮）和／或Ｏ３（臭氧）的浓度；以及（ｂ）显示、用信号告知和／或存储所述测量（７、８、９）的结果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于跟踪旋转机器中的绝缘体的劣化的方法、一种使用该跟踪对这些机器进行预防性维护的方法以及一种利用该跟踪方法的装置。
技术介绍
旋转机器的制造商和用户常常面临在这些设备构件中的定子和转子(当它们被绕线圈时)中存在绝缘体老化问题。该绝缘体老化问题形成促进该绝缘体中或其附近出现局部放电的状态并且可因此加快绝缘体的损坏。所有这些最终会导致电气故障，由此引起操作停机、损失或间接费用、重新卷绕定子和转子的成本或甚至部分或完全更换设备。目前，存在一些用于监控局部放电现象和/或绝缘体的状态的解决方案。特别是可以列举-通过电容式耦合器对局部放电进行电气测量，这是最普遍的。其基于测量绕组中由于局部放电所引起的瞬时电流。通常，该方法使用安装在马达中的耦合器，这些耦合器测量与这些瞬时电流相对应的频率和电荷。该方法可以在不必使机器停机的情况下评估旋转机器的定子中的局部放电水平。通过该方法获得的数据需要进行解析，因此需要充分了解局部放电现象。该方法仅给出对局部放电的次数和振幅的评估，而未给出它们对绝缘的影响的指示。-称为绝缘电阻测量的测量该测量在马达停机的情况下进行。其在于在导体绕组与定子或转子的金属接地物之间施加直流电压并测量这两个元件之间的电绝缘电阻。理想地，该电阻为无穷大，但在实践中并非如此。绝缘电阻越弱，存在绝缘问题的可能性就越大。该测量不能在马达操作时进行且对温度极为敏感。-极化指数的测量该测量为绝缘电阻的测量的变型，其在于计算已对绝缘体施加电压十分钟之后的绝缘电阻与对绝缘体施加电压一分钟之后所获得的电阻之间的比值。 低极化指数通常标志着绝缘体的污染(油、脂等)。该测量与绝缘电阻测量相比对温度不敏感。-高压测试其在于对绕组施加高直流电压。如果绝缘体存在缺陷，则它将由于所施加的电压而导致在该点的绝缘中断。该测试只能在马达停机的情况下执行并且可为破坏性的。-检测通过由电晕或表面放电使空气电离所形成的特定类型的气体。这些方法主要涉及臭氧和NOx。-欧姆定律差的测量。-delta的正切的测量。-Terase 标准。所有这些方法具有一定值，但它们需要马达的系统性停机，或者需要对局部放电现象对绝缘体的影响进行十分困难的解释。该解释通常是有风险的，因为局部放电的特征仅与绝缘体的状态存在间接联系。也可以列举可以确定局部放电特征的其它方法，但它们看上去并不适合于旋转机器的情形-热波测量，该测量利用由各种现象(电离、极化等)所产生的被捕捉在绝缘体中的空间电荷。该方法在于施加温差，该温差感生出依赖于源自这些空间电荷的电场的电流。 该方法通常应用于绝缘电缆。-声学测量，其检测在放电时所产生的超声波排放。该方法特别适合于变压器。
技术实现思路
本专利技术的目的在于减少上面列举的现有技术的所有或部分缺点。首先，本专利技术涉及一种用于跟踪旋转机器中的绝缘体的劣化的方法，该旋转机器至少包括置于封壳内的转子和定子，该封壳限定出包括至少90%的体积(体积百分比)的空气的内部气氛，并且该旋转机器可选地包括用于冷却该气氛的冷却系统，其特征在于，该方法包含以下步骤(a)测量位于形成所述旋转机器的内部气氛的气体中或与其接触的一个或多个随机位置处的CO ( 一氧化碳)的浓度和NO2 ( 二氧化氮)和/或O3 (臭氧)的浓度，以及(b)观察、用信号告知和/或存储所述测量的结果。根据本专利技术，所述旋转机器可为产生由转子所施加的扭矩形式的机械能的耗电设备，和从传输至其转子的机械能生成电能的设备。所述设备最常见地在至少3kV的电压下操作。转子和定子通常覆盖有需要对其劣化进行跟踪的绝缘材料。根据一个特别的方面， 该旋转机器为压缩机或增压机。该旋转机器本身置于保护性封壳例如外壳内。该封壳通常具有许多孔口，以便允许特定电缆、气体等通过。然而，该封壳使得存在于转子和定子周围的气体根本不会或极少与封壳外部的气氛混合。该旋转机器的内部气氛通常通过通风口或通过较复杂的系统来冷却，所述系统可包括用于使该气氛运动的装置以及形成该气氛的气体在其中循环的热交换ο内部气氛主要包括空气，也就是说超过90%的体积(体积百分比)为空气。专利技术人已注意到，该气氛具有特定组分，不仅包括源于空气电离的气体类型，而且在特定时间包括可检测到的量的一氧化碳。他们还已确定，该CO的量以能够与绝缘体的劣化状态相关联的方式变化，其与通过利用源于空气电离的类型的量与绝缘体的劣化状态相关联相比更恰当。特别地，他们已揭示CO的量在绝缘体失效之前显著增加。具体地，从以下、特别是对图2的说明中将看出，测量CO必须与测量NO2和/或臭氧相关联。测量NO2和/或臭氧采用类似于测量CO的方法进行。测量这些新类型的传感器可为新型传感器，与测量CO的传感器不同，或可为相同的传感器。这些传感器于是被称为“多类型”传感器，其能够同时或相继地测量若干所考虑的气体类型。为了执行用于测量CO的步骤(a)，可将CO传感器放置在形成或源于所述内部气氛的气体中或与该气体接触的随机位置处。如果测量不通过接触进行，则所述传感器也可位于气体周围。所述传感器根据它们的几何形状、它们相应的操作(电化学、辐射等)定位， 以便在各种部位或区域不论是否同时但优选连续地获得一个或多个CO浓度的值，并且不妨碍旋转机器的平稳运行。在步骤(b)中，可以通过如下方式使用这些结果例如在靠近旋转机器或在控制室中的屏幕上观察这些结果或通过例如利用与预定情况对应的一个或多个可听信号来通过信号告知这些结果和/或为了远程和/或后续处理的目的而存储这些结果。根据一个特别的实施例，本专利技术可包含以下特征中的任一个或其它-在一个或多个传感器的协助下进行所述测量，所述一个或多个传感器位于-所述旋转机器的气隙中或其定子上的随机位置处，或-所述封壳的内壁上或所述封壳的孔口上的随机位置处，或-所述壁上或用于冷却所述旋转机器的可选的冷却系统内，或-用于提取来自所述旋转机器内部气氛的一部分的泵送系统中的随机位置处。有利于测量的位置特别是在机器的气隙中，也就是说在转子与定子之间，在该气隙内或直接在定子上。传感器也可置于封壳的内壁上或附近、置于用于冷却旋转机器的可选的冷却系统中或置于用于吸入形成旋转机器的内部气氛的气体的一部分的专用泵中。上述最后两个可能性的优点在于它们提供了接近内部气氛的平均组分的气体混合物。该测量不再是局部的，而是涉及整个内部气氛。还可以有利地使用本身已通过使用例如光学或光谱技术产生浓度平均值的传感器。然后可以获得代表例如进入气隙的光学路径上的浓度平均值的测量。根据另一方面，本专利技术还涉及一种用于对旋转机器进行预防性维护的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤(i)根据上述方法中的任一种跟踪所述旋转机器的绝缘体的劣化，(ii)分析来自所述跟踪的测量结果，例如检测CO浓度的显著增加，特别是在O3和 /或NO2的浓度并未同时增加的情况下，或检测CO浓度的增加速度的变化，以及(iii)采取以至少结合有在步骤(ii)中作出的分析为基础确定的维护动作。对于本专利技术的该新颖方面，使用上面在第一步骤中限定的跟踪方法作为用于旋转机器的预防性维护的方法。当前述测量已被收集时，在第二步骤期间分析它们随时间推移的变化，以便检测前述气体类型的浓度变化和/或它们的变化速度，和/或这些标准的任何组合，所述变化是绝本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于跟踪旋转机器中的绝缘体的劣化的方法，所述旋转机器至少包括置于封壳（１）内的转子（３）和定子（２），所述封壳限定出包括按体积计至少９０％为空气的内部气氛，并且所述旋转机器可选地包括用于冷却该气氛的冷却系统（５），所述方法的特征在于包括以下步骤：（ａ）在位于形成所述旋转机器的所述内部气氛的所述气体中的或与所述气体接触的一个或多个随机位置处测量ＣＯ（一氧化碳）的浓度和ＮＯ２（二氧化氮）和／或Ｏ３（臭氧）的浓度，以及（ｂ）观察、用信号告知和／或存储所述测量（７，８，９）的结果。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·弗雷德里希，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：FR