专利名称：湿度差动检漏装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测双水内冷发电机漏水的专用装置，属于电子式湿度测试仪器技术领域。
为了便于说明检漏仪的工作原理，先介绍双水内冷发电机的有关性能与湿度变化关系。
双水内冷发电机运行中由于损耗而产生的热量，除一部分由定子和转子导线内的冷却水带走外，铁芯及其他部分的热量由密闭循环通风系统来冷却的。发电机转子的二端各装风叶(参阅
图1)，使密闭循环的空气从发电机的二端流向中间，带出发电机热量后的空气温度约70℃，从发电机中央排向下面的出风道20，再到用水冷却的空气冷却器，它由进水伐控制冷却水量，即能调节空气冷却器使排出的空气温度约40℃，此排出的空气即到发电机的进风道19，再被转子风叶的负压吸往上面，再吹到发电机各部分，完成密闭循环通风过程。虽然这样是称作密闭循环通风，但是发电机转轴与端盖之间有一定的间隙，该处在风叶的进风侧，是负压区，使环境空气从间隙处吸入。在发电机本体及出风道处有正压，那些地方亦有缝隙，有空气从缝隙处漏出，所以机内空气与环境空气连续不断地交换。因此在正常时机内绝对湿度与环境绝对湿度基本相等。
双水内冷发电机导线内的冷却水在正常时不可以漏水，如果发生较大漏水，可能很快使发电机短路而烧坏，发电机烧坏损失巨大，修理时间长，直接损失达数千万元。而在微量漏水时，一般不致立即烧坏发电机，常拖延一段时间，最终才导致大量漏水，而且绝大多数情况是先由微量漏水开始，所以要求检漏仪很灵敏，在发电机微量漏水时就要及时检出，立即停机进行修理，可以很快修复，以确保发电机安全运行。另一方面空气冷却器亦可能会漏水，亦不致立即烧坏发电机，但是要检漏仪能迅速正确区别是发电机漏水，还是空气冷却器漏水，以便运行人员采取不同的处理方法。
湿度是测量大气干湿程度的物理量，主要的表示方法有绝对湿度与相对湿度等。绝对湿度是单位体积内空气中含有水汽的质量(克／立方米)，它与温度无关，但是温度不可低于水汽的饱和点，否则水汽凝水，绝对湿度将下降。
相对湿度是指某温度下单位体积空气中实际含水汽的质量对该温度下饱和水汽质量的百分比，表达符号为％RH。所以相对温度与温度密切有关，查表可知温度每升高1℃，相对湿度下降约5％，温度每升高4℃，相对湿度约下降18％。
双水内冷发电机内相对湿度和环境相对湿度的关系，上面提到正常时机内绝对湿度与环境绝对湿度基本相等。但是机内各点温度不一样，与环境温度亦不一样，因之各点的相对湿度都不一样，而且相差甚大。例如环境温度在冬季为20℃，相对湿度为50％RH，查暖通手册可知，发电机进风处温度为30℃，则相对湿度为28.6％RH，发电机出风处温度为70℃，则相对湿度为6.65％RH。
又例如在潮湿季节，环境温度35℃，相对湿度为90％RH，发电机进风处即空气冷却器下面温度30℃(空气冷却器的水温较低或水量较大时，进风温度就较低)，则该处相对湿度已超过饱和点，空气冷却器下面必定有凝水。漏风处陆续吸入较湿的环境空气，陆续在空气冷却器下面凝水，陆续在漏风处排出较干的机内空气，实际上机内空气绝对湿度反而小于环境空气绝对湿度。但是在空气冷却器下面有凝水的现象，似乎是发电机内有漏水情况，这是漏水假象。如果此时发电机或空气冷却器真的有漏水，将混淆不清。所以在发电机运行中，一般都控制空气冷却器的进水伐，使发电机进风温度略高于环境温度，使空气冷却器下面不凝水。
发明人曾对某一台12.5万千瓦双水内冷发电机作一次性喷雾加水500克试验。加水前机内气样温度为34.5℃，湿度为28.6％RH。加水后机内气空湿度立即升至38.2％RH，升高9.6％RH。5分钟后逐渐降至33％RH，20分钟后降至29.1％RH，与未加水前仅差0.5％RH。
测量风道空气总容积为135立方米，假定测试过程中机内气样温度无变化，环境空气绝对湿度无变化，测试仪器无误差。从上述试验数据进行计算(计算从略)，结果如下a.发电机的漏风率α＝0.26容积／秒b.发电机的漏风量＝0.35立方米／秒c.在此气样温度下，发电机内如有漏水率1克／秒，机内气样相对湿度上升量为7.46％RH。
d.或漏水率为1.35克／秒时，相对湿度上升量为10.07％RH。
这一段说明检漏仪如能测出机内气样相对湿度上升10％RH，即能检出机内有1.35克／秒的漏水故障。这是微量漏水，这个灵敏度能满足我们的要求。
以上计算数据，仅是对某一台发电机而言，各台发电机由于风道空气容积有上下，由于安装工艺不同，漏风率有上下，所以每台发电机检漏灵敏度不完全一样，由于能检出1.35克／秒的漏水故障，已是极为灵敏，灵敏度略降低一些仍能满足要求。
目前随双水内冷发电机配套供应的高阻检漏仪，是由上海电力学院生产的GJ－Ⅲ高阻检漏仪，仪表本身的功能与一只万用表的高电阻档相当，中心刻度为1MΩ报警，电阻小于1MΩ报警。关键问题是湿敏传感器，这是上海电机厂供应的，它用印刷电路的铜箔板，腐蚀成二个交叉梳形电极，放在发电机下出风道，该处温度高，相对湿度甚低，铜箔板绝缘电阻甚高，所以灵敏度甚低，少量漏少根本检不出，常是发电机烧坏了，它还未报警，要水珠溅上去才会报警。
另一种是江苏望亭发电厂采用的上海气象仪器厂ZJ1型温湿度计，它是毛发式相对湿度计。用它测量发电机出风气样的相对湿度，来判断发电机内是否漏水。曾多次检到发电机内不漏水情况，起了一定的作用，但是问题较多1.环境潮湿时，时常误报警－－因为双水内冷发电机有漏风，机内绝对湿度等于环境绝对湿度，而环境潮湿时，即相对湿度较高。发电机出风气样管暴露在环境空气中，所以测得气样相对湿度仅略低于环境相对湿度，但是常超过50％RH报警整定值而误报警，引起虚警。
2.报警后，如果是少量漏水－－因为时常误报警，又无法判断是否正确报警，更难于区别是发电机漏水，还是空气冷却器漏水，只能提高警惕加强监视，时�？臃⒌缁谑欠裼兴湎拢强吹椒⒌缁兴湎率保咽谴舐┧蜒现赝驳椒⒌缁陌踩�。
3.报警后，如果空气冷却器下有凝水－－常采用逐组关闭空气冷却器进水伐的办法，来检验该组空气冷却器是否漏水。但是这种办法要引起机内气样温度上升，使气样相对湿度下降，可能导致停止报警，误判断为空气冷却器漏水，结果不久发电机烧坏。
4.在环境干燥时，报警值仍在50％RH，对微量漏水不能及早检出。
本实用新型的目的是要提供一种改进的双水内冷发电机的检漏装置，它能灵敏地又可靠地判断发电机内是否漏水，不受环境湿度的干扰，并能迅速正确地区别发电机本身漏水，还是空气冷却器漏水，同时装置本身故障不能引起误报警或拒报警。
按目前技术水平，测量绝对湿度的仪器比较复杂，不适合现场在线使用，只能采用测量相对湿度的仪器。然而相对湿度气样受温度影响很大，如果我们能使二个气样温度相等，那末二个气样的相对湿度相等时，则它们的绝对湿度亦必相等，这样就可以用相对湿度计代替绝对湿度计。本实用新型的装置就是按照这个原理工作的。即先将取样的环境气样和机内气样变换到相等温度，再测量两气样的相对湿度(即相当于绝对湿度)，进行比较，如果发电机内有漏水，机内气样的绝对湿度必大于环境气样的绝对湿度，本装置即报警。
本实用新型的差动检漏装置包括一个环境气样热交换器；一个将环境气样泵入环境气样热交换器的鼓风机1；与环境气样热交换器连接的、包括环境气样传感器袋3与环境气样传感器袋3相连的环境气样可调排气阀5和置于环境气样传感器袋3内的环境气样传感器4的环境气样传感装置；一个机内气样热交换器；机内气样热交换器连接的、包括机内气样传感器袋7与机内气样传感器袋7相连的机内气样可调排气阀9和置于机内气样传感器袋7内的机内气样传感器8的机内气样传感装置；将环境气样和机内气样湿度进行比较、并当机内气样湿度与环境气样湿度差超过整定值时报警的湿度差动检漏仪10；其中，环境气样热交换器包括一置于发电机出风道20内的进气管2a和一置于发电机进风道19内的出气管2b，进气管2a和出气管2b之间由弯管连接；机内气样热交换器包括一端置于发电机出风道20内的进气弯管6a和置于发电机进气道19内的出气管6b。
从前面加水试验中，已知漏水率为1.35克／秒，此漏水量是微量漏水，即能达到机内气样相对湿度大于环境气样相对湿度差值10％RH，湿度差动检漏仪已能报警，所以极为灵敏。
由于采用机内与环境湿度比较的方法，并严格控制二个气样的温度相等。可以排除环境湿度变化的干扰，环境温度和发电机负荷变化的影响，所以可靠性很高。有一台12.5万千瓦双水内冷发电机装上湿度差动检漏装置，已试用六个月，未曾误报警。平时二个气样相对湿度差值△％RH不超过6％RH。远离10％RH报警整定值。分析这些差值的原因环境气样取样点与发电机漏入空气点的绝对湿度有差异，传感器有误差和气样温度有误差，以上综合误差小于6％RH是合理的，可靠性已够高。
湿度差动检漏仪报警时，空气冷却器下面无凝水，是小量漏水，可逐组轮流关闭空气冷却器的进水伐，如果是这组空气冷却器漏水，关闭进水伐后在10分钟内△％RH将明显下降，否则本组空气冷却器没有漏水。这样关闭空气冷却器进水伐可能使二个气样温度同时上升，相对温度同时下降，△％RH仍基本保持原来数值，无明显变化，不会误判断。如果全部空气冷却器都不漏水，可以确定是发电机本体漏水了。这样不仅在微量漏水时能检出报警，而且在微漏之时能迅速正确区别发电机漏水，还是空气冷却器漏水。
图1是本实用新型湿度差动检漏装置布置示意图；图2是图1中所示的气样传感器剖面图；图3是图1中所示湿度差动检漏仪的电路图。
以下结合附图详细说明本实用新型的最佳实施例。
如图1所示，环境气样由鼓风机1打入放在出风道20的一根黄铜管(进气管)2a内，加热到接近热风温度，再经过弯头到另一根放在进风道19的黄铜管(出气管)2b内去冷却。由于要求气样温度高于进风温度4℃左右(如气样温度等于进风温度，潮湿季节时，空气冷却器下面凝水，黄铜管内亦将同样要凝水，传感器浸水将不能正常工作)，所以在进风道19的出气管2b外面的加保温层21长1米，使其气样温度能高于进风温度4℃左右的目的。
发电机转子有风叶，在出风道20有较高正压，所以在出风道20的机内气样不需鼓风机，会自动压入穿墙到进风道19的黄铜管(进气弯管)6a内，进行冷却到高于进风温度约4℃，加保温层21要求同上。
为了精密调节二个气样的温度，二个气样都装有可调排气伐5、9，控制气样的流速，流速越慢气样温度越接近进风温度，流速越快，气样来不及冷却，越高于进风温度。先调节环境气样温度高于进风温度约4℃。再调节机内气样可调排气伐9，使机内气样温度严格地等于环境气样温度。
由于环境气样先加热到接近发电机出风温度，亦即机内气样未冷却时的温度，所以这时二个气样温度已十分接近，再经过同样的黄铜管，和可调排气伐控制气样流速接近，再由同一的进风温度来冷却，因此二个气样一次调到温度相等后，在环境温度变化时，发电机负荷变化时和空气冷却器水温或水量变化时，二个气样仍能保持很小的温度差别。
最后用二个湿度温度传感器分别测量二个气样的相对湿度与开氏温度，输出已转换成0－100％RH／0－100m V，和273－373·K／273－373m V的电气量。送到湿度差动检漏仪，可选择显示二个气样的相对湿度与温度，供分析与参考，并可随时显示二个气样相对湿度的差值，供监视和判断发电机内有否漏水，并有5％RH，10％RH及15％RH三档差值报警整定值，可根据各种可能发生的误差而选择，一般可选10％RH，超过即报警。
环境气样鼓风机1，采用风压50mm水柱，风量4.8立方米／秒，60W，无锡微型鼓风机厂产品DF型。
气样热交换器均采用φ25×1mm直黄铜管，长3米，共三根。黄铜管二端与1寸镀锌钢短管银焊后，接头、弯头，穿墙等，均按照自来水管施工工艺进行。环境气样从鼓风机1送到在出风道20的环境气样出气管2a经过穿墙弯头，再送到另一根在进风道19的环境气样出气管2b，然后送到环境气样传感器袋3。机内气样有正压，自动压入进气弯管6a，然后经置于进风道19内的出气管6b送到机内气样传感器袋7。在进风道内的二根黄铜管2b、6b的末端都加保温层长一米，因温差�。Ｎ虏憧捎�6mm厚聚氨脂泡沫塑料包一层，外面再包一层不透风的胶粘带。在进风道的二根黄铜管安装时需有向外坡度，万一有凝水时可向外排出。
参见图2环境气样传感器袋3，机内气样传感器袋7内装传感器，结构完全一样。用内径φ40mm聚氯乙烯硬管车制。进口处接热交换器黄铜管。传感器装在端板11上，14为橡皮垫，13为大螺母压紧端板用。传感器袋末端装可调排气阀，构成气样传感器装置，传感器袋外亦加同样保温层，因为气样量少，防止冬天易被环境冷却。
传感器袋末端装可调排气阀5，9，它用内径φ10mm聚氯乙烯硬管，内部车M12×1细牙螺纹，侧面钻一个φ8mm排气孔15，管内用尖头M12×1细牙螺丝16，作为针形阀阀芯，旋转此阀芯，即调节排气孔15的开度，完成可调排气伐的任务。环境气样传感器袋3装环境气样可调排气伐5，机内气样传感器袋7装机内气样可调排气伐9。
为了精确调试气样温度，端板11占有M10螺孔一个12，调试时插入标准水银温度计，刻度为0.1℃。先调节5使环境气样温度高于进风温度4℃左右。再调节9使二个气样温度严格相等。调好后取去标准温度计，将小孔12用M10螺丝闷去。
湿度温度传感器，环境气样用的为4，机内气样用的为8－－采用高分子薄膜湿敏电容传感元件(见无线电杂志1987年第4期介绍)，是国际上80年代新技术，尺寸小、精度高、需气量少。并采用AD590集成温度传感元件(见无线电杂志1988年第9期介绍)，尺寸小、精度高。这二种元件装在一个传感器外壳内。近二三年来国内已有近十家生产厂。本实施例采用上海同济大学机电厂生产的HL－T湿度温度传感器，主要技术性能如下测湿精度±3％RH(标定于20℃)输出电压0－100％RH／0－100m V测温精度±0.3·K输出电压273－373·K／273－373m V外型尺寸Φ18×208mm由于湿度差动检漏仪采用差值报警，而任意二个传感器的相互误差最大可能为±6％RH。所以每台湿度差动检漏装置的二个传感器，需经过标定挑�。筇匦韵嗷ノ蟛钚�。同时要求标定于40℃，接近于工作温度，使误差较小。
湿度差动检漏仪10，外形尺寸为80×160×250mm，与常用的XCZ型动圈式温度指示仪外形完全相同，装在汽轮发电机控制室的热工仪表盘上，有五档数字式显示供运行人员监视用，并有检漏报警输出。原理图见图3图3中A端接机内气样湿度传感器，B端接环境气样湿度传感器，C端按机内气样温度传感器，D端接环境气样温度传感器。
R1－8，C1－8及集成运放IC1－4组成有源低通滤波电路，放大倍数为1。
集成运放IC5，6组成精密放大器，将湿度传感器的信号电平位移(它对电源电压是悬浮的)。并由R17，19调节放大倍数，使1％RH＝1m V。
集成运放IC7作电压比较器，R26为失调电压调整器。如SW2放10％RH，即△％RH＝10％RH＝10mV时，调整R26正好报警，此时有正信号送至BG，由BG推动继电器J，J接点使LED发光示警，并有接点输出到热工盘上的集中灯光音响报警器。
SW2为报警整定值选择开关，有5％RH，10％RH，和15％RH三档。
R36，37调0℃，使273·K＝0℃显示0mVR31，33调40℃，使显示40m VDVM是31／2位LED200mV数字电压表�？椋捎蒙虾＞Х宓缱庸静�5B型。
SW1为KZJZ五档二刀直键开关，选择本实用新型的显示功能；机内气样相对湿度内％RH环境气样相对湿度外％RH机内与环境湿度差值△％RH机内气样温度内℃环境气样温度外℃一个电源变压器，整流后供全部工作电流一个独立±5V稳压电源专供31／2位LED DVW用＋12V供报警继电器用；±9V稳压电源供集成运放用；和一个从＋9V降至＋5V稳压电源供湿度温度传感器用。
附图3零件表R1－8，2320KΩ1／4WR9，11，13，15，2210KΩ1／4WR10，12，14，1611KΩ1／4WR18，20，35，381KΩ1／4WR32，34910Ω1／4WR3918.8KΩ1／4W
R2130KΩ1／4WR24，25，27，2851KΩ1／4WR2951Ω1／4WR303KΩ1／4WR17，19，31，33150Ω 电位器WXW1－1AR36，37500Ω 电位器WXW1－1AR2610KΩ 电位器WS－20C1－8，9，101μF63VC11，15470μF10VC12，13，16470μF16VC14，17470μF25V1C1，2，3，4LM3581C5，6OP071C7LM741D1，21N4148BG9013JJQX412V本实用新型采用双重化措施，同时使用二套互相独立的检漏装置，图1仅表示只有一套湿度差动检漏装置，另一套未表示。
权利要求1.一种检测双水内冷发电机漏水的湿度差动检漏装置，其特征在于包括一个环境气样热交换器；一个将环境气样泵入环境气样热交换器的鼓风机1；与环境气样热交换器连接的、包括环境气样传感器袋3、与环境气样传感器袋3相连的环境气样可调排气阀5和置于环境气样传感器袋3内的环境气样传感器4的环境气样传感装置；一个机内气样热交换器；机内气样热交换器连接的、包括机内气样传感器袋7、和机内气样传感器袋7相连的机内气样可调排气阀9和置于机内气样传感器袋7内的机内气样传感器8的机内气样传感装置；将环境气样和机内气样湿度进行比较、并当机内气样湿度与环境气样湿度差超过整定值时报警的湿度差动检漏仪10；其中，环境气样热交换器包括一置于发电机出风道20内的进气管2a、一置于发电机进风道19内的出气管2b，进气管2a和出气管2b之间由弯管连接；机内气样热交换器包括一端置于发电机出风道20内的进气弯管6a和置于发电机进气道19内的出气管6b。
2.如权利要求1所述的湿度差动检漏装置，其特征在于环境气样热交换器的进气管2a、出气管2b、弯管、机内气样热交换器的进气弯管和出气管均为黄铜管，在进风道内的环境气样出气管2b和机内气样出气管6b向外有坡度。
3.如权利要求2所述的湿度差动检漏装置，其特征在于所述的进风道19内的出气管2b和所述的机内气样出气管2b末端有保温层21。
4.如权利要求3所述的湿度差动检漏装置，其特征在于所述的保温层21由一层聚氨脂泡沫塑料和一层不透风胶粘带构成，长1米。
5.如权利要求1、2、3或4所述的湿度差动检漏装置，其特征在于所述的鼓风机1风压为50mm水柱，风量为4.8立方米／秒。
6.如权利要求1、2、3或4所述的湿度差动检漏装置，其特征在于所述的湿度差动检漏仪10在机内气样湿度大于环境气样湿度10％RH时报警。
7.如权利要求1、2、3或4所述的湿度差动检漏装置，其特征在于所述的环境气样传感器4和机内气样传感器8为相对湿度传感器。
8.如权利要求7所述的湿度差动检漏装置，其特征在于所述的环境气样器4和机内气样传感器8各还包括一温度传感器。
9.如权利要求8所述的湿度差动检漏装置，其特征在于所述的湿度差动检漏仪，其面板上有五档显示量环境气样相对湿度与温度；机内气样相对湿度与温度；机内相对湿度与环境相对湿度的差值。
10.如权利要求1、2、3或4所述的湿度差动检漏装置，其特征在于所述的环境气样传感器袋3和机内气样传感器袋7上各开有一可插入温度计的孔12，环境气样传感器袋3和机内气样传感器袋7外有保温层。
专利摘要本实用新型涉及一种检测双水内冷发电机漏水的湿度差动检漏装置，包括两个使发电机内部气样和环境气样湿度相等的热交换器、与两热交换器连接的机内气样和环境气样传感器，将环境气样和机内气样湿度进行比较、并当机内气样湿度与环境气样湿度差超过整定值时报警的湿度差动检漏仪。本装置灵敏度高，可靠性好，可以排除环境湿度的干扰。
文档编号G01N37/00GK2073586SQ8921692
公开日1991年3月20日 申请日期1989年9月15日 优先权日1989年9月15日
发明者邵贞祥, 邵光杰, 邵光仪, 蒋国梅 申请人:邵贞祥
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