Х.2 Метод контроля неисправности щка на основе улавливания повышенного искрения щеток.

Разработанная аппаратура основана на регистрации высокочастотного электромагнитного шума, вызванного искрением ЩКА. Наносекундные импульсы искрения имеют широкий гармонический спектр – от 0 Гц до нескольких сот МГц. Однако при распространении импульсов по обмоткам цепи возбуждения фронты сглаживаются, и фактический диапазон частот их гармонических составляющих не превышает 10 МГц. В этом же диапазоне находится основная помеха от коммутаций тока возбуждения, поэтому простым выбором частоты настройки контролирующей аппаратуры от помехи отстроиться нельзя. В то же время задача подавления помехи является главной при контроле исправности ЩКА по степени искрения. В разработанной аппаратуре основным способом подавления является стробирование импульсов помехи, отсечка случайной помехи большой амплитуды, многократное интегрирование-сброс сигнала. Таким образом удается подавить не только систематическую помеху от коммутаций тока возбуждения, но и случайную внешнюю помеху.

Аппаратура состоит из датчиков, измерительного прибора и кабелей присоединения датчиков к прибору. Величина сигнала датчиков отображается на цифровом индикаторе измерительного прибора. В качестве датчиков используются два конденсатора емкостью С = 6800 пФ, U_р = 3 кВ, помещенные в металлических корпусах. В этих же корпусах находятся фильтры верхних частот с частотой среза 1 МГц. Датчики с помощью зажимов типа «крокодил» подключаются к поводкам щеток разных полюсов. Подключение датчиков к входу дифференциального усилителя прибора осуществляется двумя коаксиальными кабелями типа РК-75. Номиналы конденсаторов, индуктивностей и схема входных фильтров измерительного прибора выбраны с учетом согласования их сопротивлений с волновым сопротивлением кабеля. Конденсаторы связи одновременно служат для отстройки от постоянного напряжения обмотки возбуждения, поэтому их номинальное напряжение выбрано с учетом кратности форсировки. Дифференциальное подключение датчиков и низкое входное сопротивление усилителя делают кабельное присоединение практически нечувствительным к внешней помехе. Схема подключения аппаратуры к ЩКА генератора и полдачи сигнала на щит управления приведена на рисунке 2.

Поскольку искрение ЩКА – процесс хаотический, то и показания цифрового индикатора имеют значительный разброс. Однако, как показывает опыт применения аппаратуры, появление серьезной неисправности ЩКА вызывает увеличение степени искрения и, соответственно, показаний индикатора  существенно превышающее разброс в нормальном режиме работы ЩКА. К тому же, появление и развитие неисправности длится несколько десятков минут в отличие от нормальных кратковременных колебаний показаний индикатора.

Таким образом, длительное, в течение нескольких десятков минут увеличение сигнала выше порогового значения является признаком появления неисправности и требует ревизии ЩКА. Величина порогового значения устанавливается на каждом конкретном генераторе экспериментально.

Многие генераторы сравнительно небольшой мощности (менее 200 МВт) имеют рабочее электромашинное возбуждение с коллекторным выпрямлением тока возбуждения. Щеточный аппарат возбудителей также требует постоянного надзора и устранения повышенного искрения, вызванного истиранием щеток, нарушением токораспределения по щеткам, повышенной вибрацией коллектора, загрязнением коллектора и т.п. Поскольку коллектор возбудителя электрически непосредственно связан с ЩКА генератора, то контролировать его состояние можно параллельно с состоянием ЩКА, т.е. срабатывание контрольной аппаратуры в случае электромашинного возбуждения может означать появление неисправности и ЩКА генератора и коллектора возбудителя.

Р ис. 2. Схема подключения аппаратуры к ЩКА и панели управления гидрогенератором.