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DE102015203547A1 - Non-destructive detection of faults in stator windings and device - Google Patents

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DE102015203547A1
DE102015203547A1 DE102015203547.6A DE102015203547A DE102015203547A1 DE 102015203547 A1 DE102015203547 A1 DE 102015203547A1 DE 102015203547 A DE102015203547 A DE 102015203547A DE 102015203547 A1 DE102015203547 A1 DE 102015203547A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
insulation
stator windings
digit
terminals
range
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102015203547.6A
Other languages
German (de)
Inventor
Detlef Douma
Christian Staubach
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
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Publication of DE102015203547A1 publication Critical patent/DE102015203547A1/en
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72—Investigating presence of flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for

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  • Analytical Chemistry (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Durch die lokale Erwärmung mittels eines ohmschen Widerstandes kann die Isolierung einer Ständerwicklung erwärmt werden, so dass durch eine Thermographiekamera ein Defekt in der Isolierung detektiert werden kann.The local heating by means of an ohmic resistor, the insulation of a stator winding can be heated so that a defect in the insulation can be detected by a thermographic camera.

Description

Die Erfindung betrifft die zerstörungsfreie Detektierung von Erdschlüssen bei Ständerwicklungen und eine Vorrichtung. The invention relates to the non-destructive detection of ground faults in stator windings and a device.

Im Fall eines Fehlers der Isolierung von Ständerwicklungen, welcher durch einen niedrigen Isolationswiderstand messbar ist, ergibt sich das Problem, den Ort des Fehlers zu lokalisieren, da dieses rein visuell meist nicht möglich ist. In the case of a fault of the insulation of stator windings, which is measurable by a low insulation resistance, there is the problem of locating the location of the fault, since this is usually not possible visually.

Bisher konnte der Ort des Fehlers nur dadurch eingeschränkt werden, indem zerstörend geprüft wurde. Die betroffene Phase der Wicklung kann mittels Isolationswiderstandsmessung bestimmt werden. Im Anschluss daran wird die Phase an den Scheitelverbindungen mittels Säge in zwei gleichgroße Teilstränge aufgetrennt. Previously, the location of the error could only be limited by destructive testing. The affected phase of the winding can be determined by means of insulation resistance measurement. Subsequently, the phase at the apex connections is cut by saw into two equal partial strands.

Danach erfolgt an den beiden Teilsträngen erneut eine Isolationswiderstandmessung. Der Teilstrang, in welchen der Fehler vorliegt, zeigt erneut einen geringen Isolationswiderstand. Dieser Teilstrang wird nun wieder mittels Säge an den Scheitelverbindungen in zwei gelichgroße Stränge unterteilt und der Isolationswiderstand gemessen. Der Vorgang des Auftrennens in zwei Teilstränge und Messen des Isolationswiderstandes muss solange wiederholt werden, bis der betroffene Stab identifiziert ist. Thereafter, an insulation resistance measurement is again carried out on the two sub-strands. The sub-string in which the error is present again shows a low insulation resistance. This sub-string is now divided again by means of a saw at the vertex joints in two gelichgroße strands and measured the insulation resistance. The process of separating into two sub-strands and measuring the insulation resistance must be repeated until the affected rod is identified.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung oben genanntes Problem zu lösen. It is therefore an object of the invention to solve the above-mentioned problem.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4. The object is achieved by a method according to claim 1 and a device according to claim 4.

In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Maßnahmen aufgelistet, die beliebig miteinander kombiniert werden können, um weitere Vorteile zu erzielen. In the dependent claims further advantageous measures are listed, which can be combined with each other in order to achieve further advantages.

Es zeigt die Figur eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. The figure shows a device for carrying out the method according to the invention.

Die Figur und die Beschreibung stellen nur Ausführungsbeispiele der Erfindung dar. The figure and the description represent only embodiments of the invention.

Durch Aufheizen einer Fehlstelle mittels einer vorhandenen Spannungsquelle kann mittels einer Thermokamera die Fehlstelle schnell lokalisiert werden. Hierbei ist nur ein geringer Energieeintrag notwendig, so dass zerstörungsfrei geprüft werden kann. By heating a defect by means of an existing voltage source, the defect can be quickly located by means of a thermal camera. Here, only a small input of energy is necessary so that it can be tested non-destructively.

Das Verfahren ist einfach und effektiv im Vergleich zur zerstörenden Prüfung. Eine Lokalisierung der Fehlstelle im mm-Bereich ist möglich. The procedure is simple and effective compared to destructive testing. A localization of the defect in the mm range is possible.

Die Figur zeigt eine Vorrichtung 1 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. The figure shows a device 1 for carrying out the method according to the invention.

Die Vorrichtung 1 weist zwei Klemmen 7‘, 7‘‘ auf, durch die ein elektrischer Strom auf eine Isolierung 4 zugeführt werden kann. Zwischen den Klemmen 7‘, 7‘‘ ist eine elektrische Spannungsquelle 15 vorhanden, um einen Strom auf einer Strecke 10 zu generieren. Der Widerstand der Strecke 10 liegt vorzugsweise bei mehreren kΩ, insbesondere 2,5kΩ, ganz insbesondere ein einstelliger oder zweistelliger kΩ-Bereich. Dabei wird ein Strom im einstelligen oder zweistelligen mA-Bereich, insbesondere 3 mA verwendet, um eine Strecke 10 von etwas 2cm bis 3cm in der Isolierung 4 zu überprüfen. Dabei wird ein zu untersuchender Bereich 13 erzeugt, der wärmebeeinflusst ist. Die Aufheizzeit beträgt vorzugsweise zwischen 15s bis 3min. The device 1 has two terminals 7 ' . 7 '' on, through which an electric current is applied to an insulation 4 can be supplied. Between the terminals 7 ' . 7 '' is an electrical voltage source 15 present to a stream on a stretch 10 to generate. The resistance of the track 10 is preferably at several kΩ, in particular 2.5 kΩ, very particularly a one-digit or two-digit kΩ range. In this case, a current in the single-digit or two-digit mA range, in particular 3 mA is used to a distance 10 from a little 2cm to 3cm in the insulation 4 to check. This becomes an area to be examined 13 produced, which is heat influenced. The heating time is preferably between 15 seconds to 3 minutes.

Dann wird mit einer Kamera 18, insbesondere einer Thermokamera, ein Bild aufgenommen und ein gegebenenfalls vorhandener Defekt 21 kann sehr genau lokalisiert werden, in dem Unregelmäßigkeiten, „hot spots“ erkennbar sind. Then with a camera 18 , in particular a thermal camera, a picture taken and an optionally existing defect 21 can be located very accurately, in which irregularities, "hot spots" are recognizable.

Das Verfahren kann insbesondere auch bei Ständerwicklungen für Gas- oder Dampfturbinen eingesetzt werden, den sogenannten AGS-Beschichtungen. The method can be used in particular for stator windings for gas or steam turbines, the so-called AGS coatings.

Ggf. kann AGS-Lack auf die Kontaktstellen der Klemmen 7‘, 7‘‘ oder über die gesamte Messstrecke aufgebracht werden. Possibly. can AGS paint on the contact points of the terminals 7 ' . 7 '' or applied over the entire measuring section.

Claims (5)

Verfahren zur zerstörungsfreien Detektierung von Erdschlüssen in Isolierungen (4) von Ständerwicklungen, bei dem ein elektrischer Strom, insbesondere im ein- oder zweistelligen mA-Bereich, durch eine Isolierung (4) einer Ständerwicklung fließt oder fließen gelassen wurde, insbesondere wobei der elektrische Widerstand der Isolierung (4) im kΩ-Bereich liegt, so dass es zur Erwärmung der Isolierung (4), insbesondere über eine Strecke (10) der Isolierung (4) im einstelligen oder zweistelligen cm-Bereich, führt, und eine Thermographieaufnahme von der Strecke (10) getätigt wird, die gegebenenfalls Defekte und Unregelmäßigkeiten (21) im Thermographiebild zeigt. Method for the non-destructive detection of earth faults in insulation ( 4 ) of stator windings, in which an electric current, in particular in the one or two-digit mA range, by an insulation ( 4 ) of a stator winding or has been flowed, in particular wherein the electrical resistance of the insulation ( 4 ) in the kΩ range, so that it is necessary to heat the insulation ( 4 ), especially over a distance ( 10 ) of the insulation ( 4 ) in the single-digit or double-digit cm range, and a thermographic image of the distance ( 10 ), which may contain defects and irregularities ( 21 ) in the thermographic image. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Verfahren von Ständerwicklungen bei Generatoren für Dampf- und/oder Gasturbinen durchgeführt wird.  The method of claim 1, wherein the method of stator windings in generators for steam and / or gas turbines is performed. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem ein AGS-Lack im Bereich der Klemmen (7‘, 7‘‘) oder auf die Strecke (10) aufgebracht wird. Method according to Claim 1 or 2, in which an AGS lacquer in the region of the terminals ( 7 ' . 7 '' ) or on the track ( 10 ) is applied. Vorrichtung (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2 oder 3, die aufweist: eine Spannungsquelle (15), Klemmen (7‘, 7‘‘) zur Kontaktierung einer Isolierung (4) sowie eine Kamera (18) zur Detektierung von Defekten (21). Contraption ( 1 ), in particular for carrying out the method according to claim 1, 2 or 3, comprising: a voltage source ( 15 ), Terminals ( 7 ' . 7 '' ) for contacting an insulation ( 4 ) as well as a camera ( 18 ) for the detection of defects ( 21 ). Vorrichtung nach Anspruch 4, bei dem ein AGS-Lack im Bereich der Klemmen (7‘, 7‘‘) oder auf die Strecke (10) aufgebracht ist. Apparatus according to claim 4, wherein an AGS lacquer in the region of the terminals ( 7 ' . 7 '' ) or on the track ( 10 ) is applied.
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