- ELCID檢測目的
- 應用方案介紹
機械應力，電應力和環(huán)境應力會導致電動機、發(fā)電機定子鐵心疊片間的絕緣惡化。
絕緣的惡化將會引起如圖所示的故障電流。這些故障電流產(chǎn)生熱點從而進一步加速鐵心的老化，在個別案例中，足夠熱量就可融化鐵芯的小部分，而與繞組相鄰的鐵芯溫度升高,更會導致繞組絕緣的早期損壞。很明顯的，在電機進行大修檢查時應檢測出這些熱點并將其修復。如果不管不顧，將會導致對定子繞組的破壞和整臺機組的破壞。
設備的正常連續(xù)運轉(zhuǎn)，需要一種簡單，節(jié)約的預防性維護工具，用于準確檢驗鐵心疊片的完整性，希望借助該檢測工具達到以下目的：
--評估機組狀況
--確定故障位置
--評估故障的嚴重性
--檢測和驗證維修
EL CID 是一種用電磁方法檢測鐵心疊片絕緣的方法（電磁鐵芯故障檢測儀），能對定子鐵芯層間故障進行可靠和安全的檢測
這種方法由英國中心電力委員會（現(xiàn)在更名為RWE npower plc）研發(fā)出來。
這個方法僅僅使用額定勵磁的一小部分（4%）用于在鐵芯內(nèi)部誘導產(chǎn)生故障電流，然后由拾取線圈感應。這就避免了通常使用額定環(huán)流檢測的高勵磁測試法（LOOP 檢測法或通常所稱謂的電機鐵損檢測法）帶來的諸多問題（例如操作繁瑣，檢測工作量大，無法準確定位缺陷深度，施加額定勵磁對設備帶來的二次損傷等），能夠準確的發(fā)現(xiàn)故障區(qū)域，無論故障區(qū)域在鐵齒表面還是深埋在表面之下。
該系統(tǒng)稱為電磁鐵芯故障檢測儀（EL CID）。該技術權利由 ADWEL 國際公司獲得，并持續(xù)對該產(chǎn)品進行提升。ADWEL 國際公司后來與 IRIS 電力公司合并，現(xiàn)由 IRIS 公司生產(chǎn)并提供一系列電磁鐵芯故障檢測儀產(chǎn)品。
2004年度的 CIGRE會議中，已確定電磁式定子鐵心缺陷探測儀（簡稱EL CID）能對定子鐵心層間故障進行可靠和安全的檢測，此方法已被國際電力行業(yè)廣泛地采用。
加拿大艾瑞斯（IRIS）電力有限公司的定子鐵芯缺陷探測儀EL CID Evolution)
ADWEL公司和IRIS POWER公司于2007年5月份合并后，IRIS POWER公司推出了全新一代產(chǎn)品，并命名為EL CID Evolution。 EL CID Evolution是第三代測試儀器，能可靠和方便地進行檢測定子鐵心。該儀器比起它早期型號使用更少時間和更低成本來檢測定子鐵心的狀況。
EL CID Evolution同樣適用于檢測汽輪發(fā)電機、水輪發(fā)電機和大型馬達定子鐵心。
- 技術應用介紹
EL CID是采用額定值4%的磁通量，并由快速安裝的勵磁系統(tǒng)來產(chǎn)生。在定子鐵心層間絕緣層的任何缺陷會產(chǎn)生故障電流，而該電流會被Chattock繞組線圈檢測到，并由EL CID信號外理器來分析。檢測結果將被儲存到電腦中，作為分析之用和制作檢測報告，鐵心的故障就能被精確得到定位。也能和以前的趨勢分析進行比較。
1. 鐵芯故障引起的電流磁場會在鐵芯表面產(chǎn)生磁位梯度，通過一種特別繞制的線圈：Chattock 電位計來量測磁勢差。Chattock 電位計輸出的 AC 訊號大小等比于他兩端的磁勢差。磁勢差的檢測包括兩部分。
a. 勵磁部分提供了一個在鐵芯表面相當恒定的磁場.
b. 鐵芯內(nèi)任何故障電流會因強度的比例在鐵芯表面形成磁勢差。這兩種訊號都會被 Chattock 檢測到。
2. 通過對鐵芯表面，沿鐵芯導體繞槽進行縱向掃描，每一次對每個槽和其相鄰 2 個鐵齒進行檢查，以達到覆蓋鐵芯內(nèi)全部表面的目的。Chattock 固定于每兩個相鄰槽的外緣，其輸出訊號將包括勵磁磁場及任何感應的故障電流。
- 電磁鐵芯故障檢測儀ELCID 接收 Chattock 訊號，并將他與取自勵磁電流的參考訊號進行分析。檢測訊號與參考訊號同相的部分主要是來自勵磁產(chǎn)生的磁場。該相位成分相對較大，且無論鐵芯有無故障存在，他都會存在鐵芯各部位。
- 因故障所引起的電流與勵磁電流有 90°相位差，這就是 QUADRATURE 電流。訊號處理主機通過參考訊號 (透過電流傳感器取自勵磁電流 )及同步偵測器分離 Chattock 訊號內(nèi)的 QUADRATURE 成分。這兩種訊號可被顯示及記錄，并且用于隨后的分析中。訊號處理主機已被校正能直接顯示故障電流值。
- 訊號處理主機會記錄 Chattock 檢測來自每二個相鄰鐵芯齒的訊號, 以給出每個槽的QUAD 曲線。這些曲線會顯示故障位置及故障電流幅值，通過手持小型的Chattock 對鐵芯齒面和線槽內(nèi)壁（在定子線棒取出的情況下）進一步量測可進一步確認故障點位置。
4. ELCID 是一種高敏感度的檢測技術，對不影響電機可靠度的一些微小損壞也可以被檢測出。這種高敏感度對是否對電機進行維修提供可靠的依據(jù)。從數(shù)十年的經(jīng)驗及眾多的實際案例顯示, 如果 QUAD 電流（使用 4%額定勵磁）超過 100mA時, 就需要進一步對鐵芯進行檢查。這個準則對應到采用額定環(huán)流檢測法對相同的故障時, 有 5-10°C 的溫差。
技術優(yōu)勢
--低勵磁能量- 4%，具有高靈敏度可以檢測微小故障。
--高速，便攜?不需其它高額設備，在儀器設置及檢測方面
,可大幅縮短檢測時間
--低人力要求，
--降低對檢測結果的主觀判定
--立刻解讀測試結果
--自動且永久的保持測試記錄。
--維護期間進行重復測試
--有無繞組都能進行測試
--能確定是表面、線棒下、還是在表面下的故障
--更有效地進行深層次故障檢測
--能對鐵心局部重復檢測，并能合并數(shù)據(jù)來獲取完整鐵心狀況的圖形.
安全特性
-- 僅使用120/230V電源來加勵磁和操作
-- 雙重絕緣降低操作人員的風險
-- 低勵磁磁通水平能減少對層間絕緣進一步損壞，避免鐵芯在沒有冷卻系統(tǒng)的情況下
,因采用額定環(huán)流檢測法，而導致鐵芯進一步的損壞。
系統(tǒng)構成
本標準檢測儀每套檢測儀所包含附件可能不盡相同, 在此僅對主要主配件簡單闡述如下：
- EL CID 訊號處理主機：
- 該訊號處理主機（SPU）位于一個塑料外殼中以避免 EL CID 檢測系統(tǒng)在測試的時候，在具有誘導電壓的場所和被測機器發(fā)生偶然的電氣連接。
- 帶敞開式鉗口的相位參考傳感器用于鉗住勵磁電源的輸入電流，該線圈屬于電壓檢測類型（ Rogowski 線圈）。其接頭（藍色）需連接到訊號處理主機的參考輸入端子 Reference Input。
- 校準單元和參考訊號輸出回路：
- 該校準單元可提供精確的一安培電流訊號，作為 Chattock 線圈電流幅值量測和相電流校準用。將 Chattock 線圈的感應探頭置入內(nèi)建校正通道的校準單元，使感應探頭與校正通道的底部接觸。同相位的參考訊號可由鉗住插入校準單元參考訊號輸出端的參考訊號輸出回路獲得。校正訊號可通過內(nèi)部設定為 50Hz 或 60Hz。 校準單元所需的直流電源透過一條短的電源線連接訊號處理主機的輔助電源插座(auxiliary power socket)獲得。
- Chattock 線圈：
- 一系列從 10 到 40 厘米不同規(guī)格長度的 Chattock 線圈包含在內(nèi)，這些線圈可能是手持式，或可以放置在不同形式的檢測車上(手動或自動)，直接或通過延長線連接到訊號處理主機。該連接線經(jīng)掩蔽并適用一個內(nèi)含 5 端子的 Lemo 連接器，連接器本身為絕緣體。
- 手動檢測小車：
- 手動小車使得 Chattock 線圈能在鐵芯表面來回移動, 手動小車可以通過底部的磁鐵緊緊的吸附在鐵芯表面，握住小車上方的把手輕推小車，就可帶動小車底部的滾輪使得小車前進，具輕微彈力的 Chattock 線圈固定器，使得小車行進時Chattock 線圈二邊的端部可與鐵芯表面有良好的接觸.用所附的扳手松開 4 個 3 毫米的六角螺絲，依據(jù)電機的槽寬調(diào)整小車的寬度。位于小車每一側(cè)前端有二個 3 毫米的六角螺絲，調(diào)整他們就可調(diào)整小車的彎曲度。小車上內(nèi)建的跟蹤編碼器滾輪可提供距離信息，其輸出訊號經(jīng)由可插拔的訊號線連接到訊號處理主機。該訊號線同時傳送控制按鈕及顯示燈的訊號到訊號處理主機，通常使用于單人檢測鐵芯時。當按下按鈕時，會將距離重置為零。小車頂部把手可拆卸，將訊號電纜收整在此。電纜是屏蔽的并且使用 6 針的圓形插頭（黑色封套），插頭本身也是屏蔽的。
- 勵磁線圈：
- 額定電流和長度都適合作為勵磁用途的電纜已被包含在本系統(tǒng)的標準供貨范圍內(nèi)，使用這些電纜比起另外自行取得的電纜要便利許多。該勵磁繞組系統(tǒng)為切換式勵磁系統(tǒng)，其具體說明參見勵磁系統(tǒng)操作手冊。標準勵磁電纜長度為 10 米 及 20 米，可依測試需要進行串聯(lián)增加長度。電纜內(nèi)包括 6 條并聯(lián)的導線，每條導線的額定電流為 20A（因現(xiàn)場周溫和冷卻條件而有所不同），切換控制盒上包含了一個感應電壓的輸出端子，如果勵磁電壓不足，勵磁繞組會自動切換將導線并聯(lián)成 2 匝或 3 匝，使得每匝電流達到 32A。對于長度較短的定子鐵芯, 足夠長的勵磁電纜可重復多次纏繞。如果使用標準的勵磁電纜并選擇多匝，對感應電壓的要求需有一個容許值。勵磁切換控制盒連接勵磁電纜與勵磁電源，并提供感應電壓的輸出端子。
- 測試系統(tǒng)連接
- 系統(tǒng)軟件
- ：系統(tǒng)所提供軟件稱為 ELAN 軟件，通過安裝所提供的軟件光盤即可正常安裝該軟件。另請參考本手冊第 8 章
- ,安裝 USB 驅(qū)動軟件。該軟件只在 Windows 操作系統(tǒng)下運行，特別是筆記本電腦。.ELAN 軟件包含了使用許可授權, 并可用來分析測試結果。
圖示為處理主機前部控制板，面板上配備有下列連接插頭和控制器。左邊區(qū)域為全部連接插頭，右邊為主控制器。用戶可以通過查看 LCD 顯示屏并使用底部菜單按鈕對儀器進行操作，使用右下角的大的旋轉(zhuǎn)紐來進行調(diào)整。
3. 相位參考傳感器：
采用電流互感器檢測勵磁電源的輸入電流而獲取參考訊號是另一種選擇, 但必須使用適當?shù)妥杩沟慕K端。同時提供一條延長線, 用于相位參考傳感器與訊號處理主機距離過遠時（含 3 接點的連接器）。
圖. 鐵芯故障檢測儀系統(tǒng)連接
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