Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора

Запропоновано ємнісний метод контролю ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора потужного турбогенератора. Показано, що розпушення пов’язане з виникненням газових проміжків між листами в пакеті. Контроль здійснюється при накладанні ємнісного сенсора на розпушений пакет через ша...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2013
Автори:	Левицький, А.С., Новік, А.І., Федоренко, Г.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Ukrainian
Опубліковано:	Інститут електродинаміки НАН України 2013
Назва видання:	Технічна електродинаміка
Теми:	Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці
Онлайн доступ:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100763
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора / А.С. Левицький, А.І. Новік, Г.М. Федоренко // Технічна електродинаміка. — 2013. — № 6. — С. 88-93. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-100763
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-1007632016-05-27T03:03:16Z Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора Левицький, А.С. Новік, А.І. Федоренко, Г.М. Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці Запропоновано ємнісний метод контролю ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора потужного турбогенератора. Показано, що розпушення пов’язане з виникненням газових проміжків між листами в пакеті. Контроль здійснюється при накладанні ємнісного сенсора на розпушений пакет через шар діелектрика. Сенсор є системою високопотенціальних і низькопотенціальних паралельних компланарних електродів, що чергуються між собою. Розроблено розрахункову модель та визначено всі складові ємності сенсора. Ці складові представлено у вигляді залежностей розмірів сенсора, товщини ізоляційного діелектричного прошарку між поверхнею сенсора і поверхнею пакета від величини проміжків між листами в пакеті. Визначено, що інформацією про появу розпушення є зміна однієї із складових електричної ємності сенсора. Аналітичні залежності, отримані в роботі, можуть бути використані для проектування реального промислового пристрою. Предложен емкостный метод контроля степени распушевки крайних пакетов зубцовой зоны сердечника статора мощного турбогенератора. Показано, что распушевка связана с возникновением газовых промежутков между листами пакета. Контроль осуществляется при наложении емкостного сенсора на распушенный пакет через слой диэлектрика. Сенсор представляет собой систему чередующихся высокопотенциальных и низкопотенциальных параллельных компланарных электродов. Разработана расчетная модель и определены все составляющие емкости сенсора. Эти составляющие представлены в виде зависимостей размеров сенсора, толщины изоляционного диэлектрического слоя межу поверхностью сенсора и поверхностью пакета от величины зазоров между листами в пакете. Определено, что информацией о появлении распушевки является изменение одной из составляющих электрической емкости сенсора. Аналитические зависимости, полученные в работе, могут быть использованы для проектирования реального промышленного устройства. The capacitive method of control of degree of loosening of hatch-end packages of tooth zone of stator core of power turbo generator is proposed. It is shown that loosening is related to initiation of gas intervals between the sheets of package Control is carried out at overlapping of capacitive sensor on loosening package over the layer of dielectric. Sensor is the system of alternating highly-potential and low-potential parallel coplanar electrodes. A calculation model is developed and all components of electric capacitance of sensor are determined. These components is presented as dependences, relating sizes of sensors, thickness of isolating dielectric layer between surface of sensor and surface of package, and size of gaps between the sheets of package. It is shown that information about appearance of loosening is a change of one of components of electric capacity of sensor. Analytic dependences which have been obtained in this paper can be used for designing of real industrial device. 2013 Article Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора / А.С. Левицький, А.І. Новік, Г.М. Федоренко // Технічна електродинаміка. — 2013. — № 6. — С. 88-93. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1607-7970 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100763 681.313.3; 681.586.772 uk Технічна електродинаміка Інститут електродинаміки НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Ukrainian
topic	Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці
spellingShingle	Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці Левицький, А.С. Новік, А.І. Федоренко, Г.М. Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора Технічна електродинаміка
description	Запропоновано ємнісний метод контролю ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора потужного турбогенератора. Показано, що розпушення пов’язане з виникненням газових проміжків між листами в пакеті. Контроль здійснюється при накладанні ємнісного сенсора на розпушений пакет через шар діелектрика. Сенсор є системою високопотенціальних і низькопотенціальних паралельних компланарних електродів, що чергуються між собою. Розроблено розрахункову модель та визначено всі складові ємності сенсора. Ці складові представлено у вигляді залежностей розмірів сенсора, товщини ізоляційного діелектричного прошарку між поверхнею сенсора і поверхнею пакета від величини проміжків між листами в пакеті. Визначено, що інформацією про появу розпушення є зміна однієї із складових електричної ємності сенсора. Аналітичні залежності, отримані в роботі, можуть бути використані для проектування реального промислового пристрою.
format	Article
author	Левицький, А.С. Новік, А.І. Федоренко, Г.М.
author_facet	Левицький, А.С. Новік, А.І. Федоренко, Г.М.
author_sort	Левицький, А.С.
title	Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора
title_short	Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора
title_full	Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора
title_fullStr	Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора
title_full_unstemmed	Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора
title_sort	контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора
publisher	Інститут електродинаміки НАН України
publishDate	2013
topic_facet	Інформаційно-вимірювальні системи в електроенергетиці
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/100763
citation_txt	Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора / А.С. Левицький, А.І. Новік, Г.М. Федоренко // Технічна електродинаміка. — 2013. — № 6. — С. 88-93. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
series	Технічна електродинаміка
work_keys_str_mv	AT levicʹkijas kontrolʹstupenârozpušennâkrajníhpaketívzubcevoízonioserdâstatoraturbogeneratorazzastosuvannâmêmnísnogosensora AT novíkaí kontrolʹstupenârozpušennâkrajníhpaketívzubcevoízonioserdâstatoraturbogeneratorazzastosuvannâmêmnísnogosensora AT fedorenkogm kontrolʹstupenârozpušennâkrajníhpaketívzubcevoízonioserdâstatoraturbogeneratorazzastosuvannâmêmnísnogosensora
first_indexed	2025-07-07T09:20:13Z
last_indexed	2025-07-07T09:20:13Z
_version_	1836979337538043904
fulltext	88 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. №6 УДК 681.313.3; 681.586.772 КОНТРОЛЬ СТУПЕНЯ РОЗПУШЕННЯ КРАЙНІХ ПАКЕТІВ ЗУБЦЕВОЇ ЗОНИ ОСЕРДЯ СТАТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА З ЗАСТОСУВАННЯМ ЄМНІСНОГО СЕНСОРА А.С.Левицький, канд.техн.наук, А.І.Новік, докт.техн.наук, Г.М.Федоренко, докт.техн.наук Інститут електродинаміки НАН України, пр. Перемоги, 56, Київ-57, 03860, Україна. e-mail: lev@ied.org.ua Запропоновано ємнісний метод контролю ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора по- тужного турбогенератора. Показано, що розпушення пов’язане з виникненням газових проміжків між листами в пакеті. Контроль здійснюється при накладанні ємнісного сенсора на розпушений пакет через шар діелектрика. Сенсор є системою високопотенціальних і низькопотенціальних паралельних компланарних електродів, що чергу- ються між собою. Розроблено розрахункову модель та визначено всі складові ємності сенсора. Ці складові пред- ставлено у вигляді залежностей розмірів сенсора, товщини ізоляційного діелектричного прошарку між поверхнею сенсора і поверхнею пакета від величини проміжків між листами в пакеті. Визначено, що інформацією про появу розпушення є зміна однієї із складових електричної ємності сенсора. Аналітичні залежності, отримані в роботі, можуть бути використані для проектування реального промислового пристрою. Бібл. 8, рис. 4. Ключові слова: турбогенератор, статор, осердя, розпушення, ємнісний сенсор, система електродів. Одним з найбільш небезпечних дефектів статорів потужних турбогенераторів є втомне руй- нування листів активної сталі в зубцевій зоні крайніх пакетів, що призводить до скорочення міжре- монтних періодів, збільшення об'ємів ремонту, аварійних відключень генераторів. Необхідною умо- вою початку процесу руйнування є втрата щільності пресування в коронках зубців крайніх пакетів. Розпушування зубців у торцевій зоні супроводжується вібрацією листів активної сталі під впливом аксіальних знакозмінних електромагнітних сил, що впливають на торцеву зону зубців осердя. Вини- кають втомні тріщини листів з подальшим їхнім зламом та викришуванням, що дуже небезпечно: ма- ли місце випадки, коли фрагменти листів прорізали корпусну ізоляцію стержнів обмотки статора і призводили до пробою ізоляції. Дуже швидко – менш ніж за рік – ушкодження ослаблених зубців на- стають при роботі турбогенераторів з коефіцієнтом потужності, близьким до одиниці, і особливо в режимі споживання реактивної потужності, коли різко зростають аксіальні електромагнітні сили в торцевих зонах. Зниження тиску пресування в сердечнику, почавшись у торцевих зонах зубців, за не- сприятливих умов може поширитися і на інші зони осердя [1,7]. Як правило, щільність пресування крайніх пакетів осердя статора перевіряється візуально і спеціальним ножем або клиноподібним щу- пом. Мірою появи розпушення є величина заглиблення щупа між окремими листами активної сталі, яка не повинна бути більшою 4 мм. Такий метод вимагає значних витрат часу: так, один зубець ста- тора турбогенератора ТГВ-200 має 90 пакетів, а весь статор 5400. Проникнення клина між листами може спричинити знищення ізоляції сусідніх листів, утворення замкнутого контуру, виникнення ло- кальних перегрівів осердя [1,2–4]. Ультразвуковий метод, який базується на залежності часу проход- ження ультразвукового імпульсу через пакет від ступеня його спресованості, має низку недоліків, од- ним з яких є залежність результатів вимірювань від навичок персоналу [3]. У даній роботі пропонується спосіб виявлення розпушування зубців осердя статора в кінце- вій зоні за допомогою ємнісного сенсора з багатьма паралельними стрічковими компланарними елек- тродами 1 і 2 (рис. 1). Інформацією про появу розпушення, тобто виникнення зазорів між листами пакета активної сталі, є зміна електричної ємності сенсора між системою високопотенціальних і низькопотенціальних електродів, що чергуються між собою. Система з багатьма компланарними стрічковими електродами застосовується для підвищення чутливості вимірювання діелектричних властивостей матеріалів (за умов одностороннього доступу до них). Розробка таких багатоелектродних систем потребує особливих методів розрахунку електричного поля та ємності між електродами [5,6]. Складемо спрощену модель кінцевої зони зубця осердя. Розглядаючи щільно спресований пакет, приймаємо, що листи 3 товщиною h розділені діелектричними проміжками товщиною Δ з відносною діелектричною проникністю εΔ © Левицький А.С., Новік А.І., Федоренко Г.М., 2013 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. №6 89 (рис. 1, а). З появою розпушування ізоляційні покриття листів будуть зруйновані, і проміжок δ між листами заповниться повітрям або газом з діелектричною проникністю δε . Будемо вважати, що після початку розпушування з часом проміжок δ почне збільшуватися. Приймемо, що всі проміжки при цьому однакові (рис. 1, б). Накладений на торець пакета ком- планарний сенсор складається з багатьох стрічкових паралельних електродів і має розмір 1 2L L× . Напрямок стрічок перпен- дикулярний листам пакета. Низькопотен- ціальні електроди 1 і високопоенціальні електроди 2 мають ширину a і розташо- вані на відстані c один від одного. Кіль- кість високопотенціальних електродів 2 дорівнює ( ) ( )1 2( )N L - a a c= + , а низь- копотенціальних ( 1N + ). Щоб уникнути замикань електродів сенсора між собою та листами пакета, між електродами і листами знаходиться шар діелектрика товщиною d . За наявності різниці по- тенціалів між електродами 1 і 2 над ни- ми (у верхньому напівпросторі) і під ни- ми (у нижньому напівпросторі) утво- риться електричне поле. Електрична єм- ність такої системи буде складатися із суми ємностей верхнього напівпростору ВППC і нижнього напівпростору НППC . Очевидно, що ємність ВППC є постійною, тобто не змінюється з появою розпушення. Ємність нижнього напівпростору НППC складається із суми двох ємностей (рис. 2 та 3): а) ємності 1НППC , утвореної системою електродів 1 і 2, а також торцями листів пакета з шаром діелектрика товщиною d (рис. 3); б) ємності 2НППC системи електродів 1 і 2 у двошаровому ді- електрику з діелектричною проникністю відповідно dε та εΔ (або δε при появі розпушення) (рис. 2). Повна ємність всієї системи, або ємність сенсора, буде дорівнювати C BПΠ HПΠ BПΠ 1HПΠ 2HПΠC C C C C C= + = + + . (1) Ємність ВППC . Для розрахунку ВППC ви- користаємо результати [5,6]: ( ) ( ) ( ) ( ) ( )[ ]BПΠ BПΠ 0 22 1 2 21 1C L K k K k N K k K k′ ′= + −ε ε (2) де N – кількість електродів 2; ( )1K k – повний еліптичний інтеграл першого роду від модуля 1k ; ( )1K k ′ – повний еліптичний інтеграл від додат- кового модуля 1k ′ ; ( )0,52 1 11k k′ = − ; ( )2K k – повний еліптичний інтеграл першого роду від модуля 2k ; ( )2K k ′ – повний еліптичний інтеграл від додат- кового модуля 2k ′ ; ( )0,52 2 21k k′ = − ; Рис. 2 Рис. 1 90 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. №6 1 1 1 ( 2) 2 (2 1)k p p p p− −= + + ; /p a c= ; { }1 1 -1 2 .tg 0,25 ( 1) tg 0,25 ( 2)( 1)k p p p p− −= + ⋅ + +⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦π π Електричне поле у верхньому напівпросторі на краях системи (зліва і справа) можна розглядати як поле трьох електродів (1–2–1) з загальною шириною 1s , а поле всередині системи – як пе- ріодичне повторення поля трьох електродів (2– 1–2) з періодом 2s (рис. 3). Ємність 1НППC . Складається із суми єм- ностей 1НППC′ окремих ділянок, кількість яких ( )1 2M L h= + Δ залежить від кількості листів 3, що знаходяться під площиною сенсора (рис. 1). Кількість ділянок 1M буде зменшува- тися з появою розпушення. Ємність 1НППC′ є величиною постійною і залежить від величини та співвідношення розмірів , ,a c d . Її можна розрахувати, використавши формулу з роботи [8], яка за умови a c= набуде вигляду ( ) ( )( ) ( ) ( ) 2 0 1HПΠ th / 4 th / 4 ln 4th / 4 th / 4 d a d a d C a d a d + ′ = ⋅ π 3πε ε π 3π π , (3) де dε – відносна діелектрична проникність діелектрика. Для стисненого пакета ( ) 1СП 1 1HПΠ 2 1.1HПΠ1HПΠ 2 2C NM hC NL h h C−′ ′= = + Δ . (4) Для пакета з розпушенням кількість ділянок зміниться 2 2 ( )M L h δ= + , а ємність РП 1НППC складе РП 1НППC ( ) 1 2 1HПΠ 2 1HПΠ2 2NM hC NL h h C−′ ′= = + δ . (5) З урахуванням (3) встановимо, що СП 0 1HПΠ 3 th th 2 4 4ln 3 4th th 4 4 2 d 2 a a NL h d dC a ah d d π π ε ε π π π + = + Δ ⋅ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ , РП 0 1HПΠ 3 th th 2 4 4ln 3 4th th 4 4 . 2 2d a a NL h d dC a ah d d π π ε ε π π πδ + = + ⋅ ⎛ ⎞ ⎜ ⎟ ⎝ ⎠ (6,7) У реальних сенсорах конструктивні співвідношення становлять 3a c d= > . Внаслідок цього ( )th / 4 1,a d ≈π ( )th 3 / 4 1a d ≈π , а ( ) ( ) ( ) ( ){ }2 1 ln th / 4 th 3 / 4 4th 3 / 4 th / 4 0a d a d a d a d − + ⋅ ≈⎡ ⎤ ⎡ ⎤⎣ ⎦ ⎣ ⎦π π π π . В результаті чого зробимо висновок, що ємності СП 1HПΠC і РП 1НППC також практично дорівнюють нулю і не будуть позначатися на інформативному сигналі сенсора. Ємність 2HПΠC . Ємність 2HНΠC нижнього півпростору є ємністю накладного конденсатора з багатьма секціями, який містить двошаровий діелектрик (рис. 2). При цьому один шар – діелектрик товщиною d , а другий – проміжок між листами пакета, діелектрична проникність якого в щільно спресованому пакеті εΔ , а в розпушеному – δε . В стисненому пакеті ємність СП 2HПΠ C – це сума ємностей 2HПΠC′ кожної з ділянок у кількості 1M ( ) 1СП 1 2HПΠ 2.1HПΠ2HПΠ 2C M С L h С−Δ Δ= = + Δ . (8) Кількість ділянок 1M визначена вище, а ємність 2.1HНΠСΔ одиничної ділянки секційного конденсатора із двошаровим діелектриком згідно з [2] становить Рис. 3 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. №6 91 2.1HПΠСΔ = ( ) ( ) 0 Δ Δ 21 Δ ) ) 4Δ 2 1 ch + ( / shsin( ch + ( / sh n d n= d ε ε α N + q ε ε qnα) π q ε ε qnα =∞ ⋅ ⋅∑ ⋅ , (9) де ( )/a a c= +α π ; ( )/q nd a c= +π ; ( ) ( )10,5 /N L a a c= − + – кількість електродів 2; Δ – величина діелектричного проміжку між стисненими листами; d – товщина шару діелектрика між поверхнею електродів 1, 2 і торцями пакетів 3. Величина СП 2HПΠ C визначиться як СП 2HПΠ C = ( ) ( ) 0 Δ Δ2 21 Δ ) 4Δ 2 1 ch / ) shsin( Δ ch / sh n d n= d ε ε α N + q +(ε ε qL nα) h+ π q +(ε ε qnα =∞ ⋅ ⋅∑ ⋅ . (10) З появою розпушення ємність 2HПΠС δ одиничної ділянки складе ( ) ( ) 0 Δ Δ 2HПΠ 21 Δ ) ) 4 2 1 ch + ( / shsin( ch + ( / sh n d n= d ε ε α N + q ε ε qnα)С π q ε ε qnα δ =∞ ⋅ ⋅ δ = ⋅∑ , (11) а ємність РП 2HПΠ C двошарового конденсатора визначиться за формулою РП 2HПΠ C = ( ) ( ) 02 21 ) 4 2 1 ch ( / ) shsin( ) ch ( / sh n=δ d δ n= δ d ε ε δα N + q + ε ε qL nα h+δ π q + ε ε qnα ∞ ⋅ ⋅ ⋅∑ . (12) Якщо прийняти, що a c= , формули (10) та (12) можна перетворити до вигляду СП 2HПΠ C = ( ) ( ) 2 Δ 0 2 Δ /2 2 1 e +1 (e 1)sin( 2 , 2 e +1 (e 1) / n d a n d a n d an d n dn=1 a d N + L + ε εn )ε ε h+ n + ε ε π π π =∞ Δ π Δ ⋅ − ⋅π ⋅∑ Δ π − ⋅ (13) РП 2HПΠ C = ( ) ( ) 2 0 21 /2 2 1 e +1 (e 1)sin( 2 2 e +1 (e 1) / n d a n d a n d an d n dn= a d N + L + ε εn )ε ε h+ n + ε ε π δ π δ π =∞ Δ π δ ⋅ − ⋅π ⋅∑ δ π − ⋅ . (14) Під знаком суми в (13) та (14) має місце знакозмінний ряд, що сходиться [8]. Якщо n=1,5,9 ..., то члени ряду будуть додатні, бо sin0,5(1 4 ) 1k+ = , а якщо n=3,7,11…– то від’ємні через те, що sin (1 2 ) 10,5 k+ = − . Члени ряду для парних n будуть дорівнювати нулю. В даному випадку k=0,1,2,3…∞. Сума ємностей ВППC і РП 2HППC буде характеристикою щільно спресованого пакета з неуш- кодженим лаковим покриттям листів. Використовуючи (14), визначимо, як змінюється ємність РП 2HППC в залежності від зміни про- міжку δ між листами осердя при виникненні розпушення. Обмежуючися першими п’ятьма членами ряду, отримаємо РП 2HППC ≈ ( ) ( ) 2 0 2 1 δ 2 8δ N + L ε ε h+δ ⋅ × π (15) 3 3 5 5 3 3 5 5 e +1 (e 1) / e +1 (e 1) / e +1 (e 1) /1 1 1 . 0,25 2,25 6,25 e +1 (e 1) / e +1 (e 1) / e +1 (e 1) / d d d d d d a a a a a a d d d d d d d d d a a a a a a d d d + ε ε + ε ε + ε ε + ε ε + ε ε + ε ε ⎡ ⎤ − − −⎢ ⎥× ⋅ − ⋅ + ⋅⎢ ⎥ ⎢ ⎥− − −⎣ ⎦ π π π π π π δ δ δ π π π π π π δ δ δ Таким чином, у початковому положенні на стислому пакеті осердя показники вимірювача ємності, підключеного до сенсора, будуть дорівнювати CП ВПП2HППC C+ , де ВПП constC = , а CП 2HППC знаходиться з формули (13). При виникненні розпушення і подальшому зростанні цього дефекту ємність CC починає рости і визначатиметься як РП ВПП2HППC C+ , причому РП 2HПΠ ( )C f δ= і знаходиться з виразів (14) і (15). Задамося розмірами і параметрами, які може мати реальний сенсор: 1L =48 мм; 2L =50 мм; h =0,35 мм; d =0,1 мм; BПΠε =5,5 (діелектрична проникність конструкційного склотекстоліту); dε =5,5 (діелектрична проникність фольгованого склотекстоліту); δε =1 (діелектрична проникність 92 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. №6 повітря). Розрахуємо BПΠC та РП 2HПΠ ( )C f= δ для a= 0,3 мм і a = 0,4 мм. Отримаємо BПΠ ( =0,3 mm)aC ≈ 98 пФ; BПΠ ( =0,4 mmaC ≈) 75 пФ. Ємність BПΠC можна практично зменшити до нуля, якщо розмістити у верхньому напівпрос- торі паралельно площині електродів заземлений екран з малим ізолюючим проміжком, що оптимізує вимірювання, бо відносна зміна інформативної ємності РП 2HПΠC значно зросте. До того ж, через те, що постійні ємності BПΠC і РП 1HППC ввімкнені паралельно інформативній ємності РП 2HПΠC , вони не будуть по- значатися на результаті вимірювання. Залежність РП 2HПΠ ( )C f δ= для двох значень ширини електродів a = 0,3 мм і a = 0,4 мм показана на рис. 4. У виразах (8)–(15) не враховано екрануючий ефект листів сталі, який зменшує ємність РП 2HПΠC . Аналітичний розрахунок цього впливу є дуже склад- ним. Проте, зменшення ємності кожної ділянки за рахунок екрануючого ефекту незначне і на якісну картину процесу впливає мало. Отримані результати дозволять спроектувати ємнісний сенсор контролю ступеня розпушування крайніх пакетів осердя потужних ТГ. 1. Алексеев Б.А. Определение состояния (диагностика) крупных турбогенераторов. 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Изд-во НЦ ЭНАС, 2001. – 152 с. 2. Бергманис К.А., Матисс И.Г., Слава Х.Э. Исследование селективности накладных емкостных дат- чиков // Изв. АН Латвийской ССР. Серия физ. и техн. наук. – 1971. – №5. – С. 75–82. 3. Грень Я.В., Роман В.І. Дослідження розповсюдження ультразвукового імпульсу в пакеті листів елек- тротехнічної сталі // Вісник Нац. ун-ту «Львівська політехніка». Електроенергетичні та електромеханічні сис- теми. – 2011. – №707. – С. 36–41. 4. Кузнецов Д.В., Маслов В.В., Пикульский В.А., Поляков В.И., Поляков Ф.А. Дефекты турбогенераторов и методы их диагностики на начальной стадии появления // Электрические станции. – 2004. – №4. – С. 51–57. 5. Левицкий А.С., Медведенко М.П., Михаль А.А. Расчет коэффициента преобразования планарной сис- темы электродов с гребенчатой геометрией // Техн. електродинаміка. – 2006. – №5. – С. 9–16. 6. Левицкий А.С., Балящук Л.И. Расчет электрической емкости конденсаторов с компланарными элек- тродами // Техн. електродинаміка. – 2008. – №1. – С. 64–70. 7. Справочник по ремонту турбогенераторов. – М.: ИПКгосслужбы, ВИПКэнерго, 2006.– 724 с. 8. Gorbova Galina M., Gorbov Mikhail M., Meijer Gerard C.M. Analysis capacitance and linearity gauge characteristic of coplanar micro-displacement sensor // Proceeding XVII IMECO World Congress, June 22–27, 2007, Dubrovnic, Croatia. – TC15. – Pр. 1965–1968. УДК 681.313.3; 681.586.772 КОНТРОЛЬ СТЕПЕНИ РАСПУШЕВКИ КРАЙНИХ ПАКЕТОВ ЗУБЦОВОЙ ЗОНЫ СЕРДЕЧНИКА СТАТОРА ТУРБОГЕНЕРАТОРА С ПРИМЕНЕНИЕМ ЕМКОСТНОГО СЕНСОРА А.С.Левицкий, канд.техн.наук, А.И.Новик, докт.техн.наук, Г.М.Федоренко, докт.техн.наук Институт электродинамики НАН Украины, пр. Победы, 56, Киев-57, 03680, Украина. e-mail: lev@ied.org.ua Предложен емкостный метод контроля степени распушевки крайних пакетов зубцовой зоны сердечника ста- тора мощного турбогенератора. Показано, что распушевка связана с возникновением газовых промежутков между листами пакета. Контроль осуществляется при наложении емкостного сенсора на распушенный пакет Рис. 4 ISSN 1607-7970. Техн. електродинаміка. 2013. №6 93 через слой диэлектрика. Сенсор представляет собой систему чередующихся высокопотенциальных и низкопо- тенциальных параллельных компланарных электродов. Разработана расчетная модель и определены все состав- ляющие емкости сенсора. Эти составляющие представлены в виде зависимостей размеров сенсора, толщины изоляционного диэлектрического слоя межу поверхностью сенсора и поверхностью пакета от величины зазоров между листами в пакете. Определено, что информацией о появлении распушевки является изменение одной из составляющих электрической емкости сенсора. Аналитические зависимости, полученные в работе, могут быть использованы для проектирования реального промышленного устройства. Библ. 8, рис. 4. Ключевые слова: турбогенератор, статор, сердечник, распушевка, емкостный сенсор, система электродов. КONTROL OF DEGREE LOOSENING OF HATCH-END PACKAGES OF TOOTH ZONE OF STATOR CORE OF TURBOGENERATOR WITH THE USE OF CAPACITIVE SENSOR A.S.Levytsky, A.I.Novik, H.M.Fedorenko Institute of Electrodynamics National Academy of Science of Ukraine, pr. Peremohy, 56, Kyiv-57, 03680, Ukraine. e-mail: lev@ied.org.ua The capacitive method of control of degree of loosening of hatch-end packages of tooth zone of stator core of power turbo generator is proposed. It is shown that loosening is related to initiation of gas intervals between the sheets of package Control is carried out at overlapping of capacitive sensor on loosening package over the layer of dielectric. Sensor is the system of alternating highly-potential and low-potential parallel coplanar electrodes. A calculation model is developed and all components of electric capacitance of sensor are determined. These components is presented as dependences, relating sizes of sensors, thickness of isolating dielectric layer between surface of sensor and surface of package, and size of gaps between the sheets of package. It is shown that information about appearance of loosening is a change of one of components of electric capacity of sensor. Analytic dependences which have been obtained in this paper can be used for designing of real industrial device. References 8, figures 4. Key words: turbo generator, stator, core, loosening, capacitive sensor, system of electrodes. 1. Alekseev B.A. Definition of condition (diagnostics) of power turbogenerators. – Moskva: Nauchno-uchebnyi tsentr ENAS, 2001. – 152 p. (Rus) 2. Bergmanis K.A., Matiss I.G., Slava Kh.E. Research of selectivity of the superimposed capacity sensors // Izvestiia AN Latviiskoi SSR. Seriia fizicheskikh i tekhnicheskikh nauk. – 1971. – №5. – Pp. 75–82. (Rus) 3. Gren Ja.V., Roman V.I. Research of distribution of ultrasonic impulse is in the package of sheets of electrical engineering steel // Visnyk Natsionalnoho Universytetu “Lvivska Politechnika”. Elektroenerhetychni ta elektromekhanichni systemy. – 2011. – №707. – Pp. 36–41. (Ukr) 4. Kuznetsov D.V., Maslov V.V., Pikulsky V.A. Poliakov V.L., Poliakov F.A. Defects of turbo generators and methods of their diagnostics on the initial stage of beginning // Elektricheskie stantsii. – 2004. – №4. – Pp. 51–57. (Rus) 5. Levytsky A.S., Medvedenko M.P., Mikhal A.A. Calculation of coefficient of transformation of the coplanar system of electrodes with fingered geometry // Tekhnichna elektrodynamika. – 2006. – №5. – Pp. 9–16. (Rus) 6. Levytsky A.S., Baliashchuk L.I. Calculation of electric capacity of capacitors with coplanar electrodes // Tekhnichna elektrodynamika. – 2008. – №1. – Pp. 64–70. (Rus) 7. Reference book on repair of turbo generators. – Moskva: IPKgossluzhby, VIPKenergo, 2006. – 724 p. (Rus) 8. Gorbova Galina M., Gorbov Mikhail M., Meijer Gerard C.M. Analysis capacitance and linearity gauge characteristic of coplanar micro-displacement sensor // Proceeding XVII IMECO World Congress, June 22–27, 2007, Dubrovnic, Croatia. – TC15. – Pp. 1965–1968. Надійшла 04.04.2013 Received 04.04.2013

Контроль ступеня розпушення крайніх пакетів зубцевої зони осердя статора турбогенератора з застосуванням ємнісного сенсора

Репозитарії

Схожі ресурси