Файл: Глебов, И. А. Научные проблемы турбогенераторостроения.pdf

листов возникают повышенные нагревы, которые в конечном счете могут привести к «пожару» стали сердечника. В связи с добавоч­

ными токами и потерями энергии внутренняя поверхность сер­ дечника имеет обычно неравномерный нагрев.

Для выявления мест повышенного нагрева поперечное сечение сердечника статора охватывается несколькими витками кабеля,

по которому пропускается переменный ток, создающий в спинке сердечника максимальную магнитную индукцию 1.4 Тл. Места

повышенного нагрева выявляются термопарами, а сразу же после отключения питания витков кабеля — проверкой нагрева рукой. Ясно, что такие способы контроля нагрева сердечника статора являются несовершенными, так как число термопар ограничено, а при проверке рукой невозможно быстро охватить большую поверхность. Поиски более совершенного способа контроля нагрева

сердечника в процессе производства, а также при ремонтах на

электростанциях завершились созданием нового аппарата — теп­ ловизора. Тепловизор был разработан Государственным оптиче­

ским институтом им. С. И. Вавилова совместно с ВНИИэлектро-

машем и ЛЭО «Электросила».

Тепловизор дает возможность получить карту теплового поля внутренней поверхности расточки сердечника в процессе его нагрева при наличии магнитного потока, а также в процессе осты­

вания. Такие тепловые карты позволяют точно определить место­ положение очагов перегрева на внутренней поверхности сердеч­ ника, а также дать качественную оценку областей нагрева внутри сердечника.

Тепловизор состоит из трех отдельных блоков: оптической головки, самоходного шасси и электронного блока (рис. 14-1).

Оптическая головка во время работы устанавливается на само­

ходное шасси. Движущаяся часть прибора соединяется с элек­ тронным блоком с помощью кабеля.

Оптическая головка включает вращающуюся часть, состоя­ щую из объектива 1 и диагонального зеркала 2, и неподвижную

часть, состоящую из приемника излучения 3 (неохлаждаемого фотосопротивления с батареей) и усилителя 4. Подвижная часть головки приводится во вращение с малой скоростью 2 об./сек. от

синхронного двигателя с редуктором 5. В результате обеспечи­

вается круговой просмотр элемента круговой поверхности. Самоходное шасси перемещает головку вдоль оси расточки

статора. Колеса каретки 6 приводятся в движение от электро­ двигателя через редуктор и трансмиссии. Колеса имеют бочко­ образный профиль и перемещаются вдоль естественного рельефа поверхности расточки, создаваемой чередованием пазов и зуб­ цов. На одном из колес расположен датчик отсчета хода (счетчик метров). На каретке установлены концевые выключатели, обес­

печивающие остановку шасси в конце прямого и обратного пути. Благодаря вращательному движению скандирующего устрой­

216

ства - и поступательному движению головки, обзор поверхности расточки ведется по винтовой линии. Для просмотра всей поверх­

ности статора вращательное и поступательное движения согла­ суются таким образом, чтобы исключалась возможность про­ пуска или перекрытия просматриваемых элементов поверхности.

Электронный блок располагается вне статора и соединяется с головкой; тепловизора с помощью соединительного кабеля 18.

12 S

Рис. 14-1. Блок-схема тепловизора.

стоящего из объектива и диагонального зеркала; 6 — каретка с четырьмя колесами; 7 — электродвигатель для привода в движение каретки; 8 — датчик отсчета хода; 9 — бара­ бан с двумя спиралями; 10 — длинная и короткая линейки; 11 — кассета с рулоном элек­ трохимической бумаги; 12 — ролик протяжки бумаги; 13 — синхронный двигатель с ре­ дуктором; 14 — блок усилителя и коррекции плотности записи; 15 — блок фазирования двигателей 5 и 13; 16 — блок питания; 17 — блок управления тепловизором; 18 — соеди­

нительный кабель.

Электронный блок включает записывающее устройство, блок вторичного усиления 14, блок питания 16, блоки автоматики и управления.

Записывающее устройство состоит из барабана 9 с двумя круго­ выми спиралями (длинной и короткой). Обе спирали и барабан

служат одним электродом, к которому питание подводится через кольцо и щетку. Большая спираль используется для записи теп­ лового поля, а малая — для отметки расстояния вдоль расточки статора на теплокарте. Барабан приводится во вращение синх­ ронным двигателем с редуктором 13. Этот двигатель работает синхронно с двигателем 5. Над барабаном располагается кассета

11 с рулоном фотохимической бумаги; ниже его размещен ролик

217

Эти линейки прижимают бумагу к спиралям барабана. Длинная линейка служит вторым электродом по отношению к большой спирали. Сигнал на короткую линейку подается через переклю­ чатель счетчика метров 8. Электрохимическая бумага проходит

между электродами, через нее протекает ток, величина которого зависит от интенсивности инфракрасного излучения. Более теп­ лым местам на поверхности расточки статора соответствуют более светлые места на электрохимической бумаге. Скорость вращения скандирующего устройства и скорость записи согла­ суются, поэтому один виток, просматриваемый на поверхности статора, записывается в виде одной строки на электрохимической

бумаге.

C помощью блока фазирования 15 производится совмещение края записи на электрохимической бумаге с выбранной образую­ щей внутренней поверхности статора.

Основные данные тепловизора: диапазон измеряемых темпера­ тур от 20 до 50° С, диапазон фокусировки аппарата 550—750 мм,

размер записи изображения 180 мм, видимое на теплокарте тепло­ вое разрежение составляет 1—20 С; скорость скандирования 2 об./мин., скорость просмотра по длине 10 мм/сек., скорость записи на бумаге 2 строки/сек., скорость протяжки бумаги 0.38—0.6 мм/сек.

143. - ИСКАТЕЛЬ МЕСТНЫХ ПЕРЕГРЕВОВ

Этот прибор (рис. 14-2), разработанный во ВНИИэлектромаше, служит для определения отклонения радиационной тем­

пературы поверхности от заданного уровня. Он может приме­

няться для дистанционного определения температур и неоднород­ ности нагрева любых объектов, имеющих одинаково окрашен­ ную поверхность. Такой прибор может использоваться для контроля сердечников статоров на предмет отсутствия коротких замыканий между листами, нагрева конструктивных элементов и обмоток статоров электрических машин. Принцип действия этого прибора позволяет применить данный способ для опре­ деления нагрева бандажных колец перед посадкой их на бочку

ротора, для измерения температуры вращающихся частей и др. Прибор состоит из двух частей. Первая часть включает оптичес­

кий блок 1, стрелочный прибор 7 и световой сигнализатор 8.

Вторая часть содержит электронную часть схемы. На лицевой стороне панели электронной части схемы расположена рукоятка уставки температуры, а также переключатель для выбора диапа­ зона температур. Обе части прибора соединены коротким кабе­

лем, поскольку вторая часть прибора предназначена для ноше­ ния на ремне.

218

Термоэлемент 2 измеряет температуру поверхности относи­ тельно корпуса оптического блока 1. Температура корпуса опре­ деляется с помощью термометра сопротивления 4. Сигналы обоих

датчиков складываются, и из них вычитается сигнал устройства выбора уставки 5. Поэтому прибор 7 показывает отклонение от за­

данной уставки. Световой сигнализатор 8 отмечает момент пре­ вышения температуры поверхности над температурой уставки.

Основные технические данные прибора следующие: значение уставки температуры от —5 до +1250 С, число диапазонов 5, погрешность определения температуры +0.5° С, инерционность измерения около 2 сек., видимый угловой размер объектов кон­ троля должен быть не менее 0.1, общий вес прибора не превышает

3 кг.

14. - СИСТЕМА ТЕПЛОВОГО КОНТРОЛЯ (CTK)

Система теплового контроля в модификациях СТК-50, CTK-IOO,

СТК-150 и СТК-200 была разработана ВНИИэлектромаш

рами, что и СТК-50.

Функции системы CTK:

1)сравнение контролируемой по данному каналу температуры

сдвумя индивидуальными уставками — предупредительной и аварийной;

2)в случае превышения значений предупредительной уставки

осуществление световой сигнализации по каждому каналу кон­ троля, по группе из 10 каналов, по блоку из 5 групп, по панели

ипо GTK в целом, когда имеется 2 панели;

3)в случае превышения значений аварийной уставки проведе­

ние световой сигнализации: групповой, блочной и общей (по GTK

в целом);

219

4)ретрансляция общих сигналов на пульт управления элек­ тростанции;

5)автоматическая регистрация температуры по группе кана­ лов, в которой хотя бы в одном из каналов наблюдается превы­ шение предупредительной уставки, с указанием номера группы

иномера капала;

6) снятие диаграммы температур всех каналов по команде с пульта управления электростанции или нажатием соответствую­ щей кнопки на лицевой панели GTK;

Рис. 14-3. Принципиальная схема индивидуальной ячейки сравнения.

I — питание моста контроля; II — питание магнитных модуляторов; III —в схему проф­ контроля; IV — к групповому предупредительному реле Г П; V —в схему узловой сиг­ нализации; VI — к групповому аварийному реле; VII — на измерение; VIII —на ре­ гистрацию.

7)регистрация температур по любой из групп по команде дежурного персонала с помощью нажатия кнопки на панели CTK;

8)измерение температуры любого из каналов, фиксирующейся по прибору на лицевой стороне панелей GTK.

Температурный диапазон GTK составляет от 0 до 150° С, при этом уставки можно изменять ступенями через 5o G.

Для уменьшения уровня наводок, особенно от систем тири­ сторного возбуждения, используются специальные термометры сопротивлений бифилярного типа, а также специальные типы соединительных кабелей.

Основным элементом CTK является ячейка сравнения (рис. 14-3). Она состоит из мостовой схемы, магнитного модулятора, трац-

220