專(zhuān)利名稱(chēng)：供電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用的變流器組件及其組裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來(lái)說(shuō)，本文所述主題涉及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以及更具體來(lái)說(shuō)，涉及供電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用的變流器(current transformer)組件。
背景技術(shù)：
至少ー些已知電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括變流器，變流器配置成將大的一次電流縮小成易于測(cè)量的較小二次電流。已知監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)量流到電動(dòng)機(jī)的電流，并且在故障已經(jīng)發(fā)生之后保護(hù)電動(dòng)機(jī)免受災(zāi)難性損壞。一般來(lái)說(shuō)，已知變流器感測(cè)流經(jīng)耦合到電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)體的電流，并且確定所感測(cè)電流是否大于預(yù)定義電流。在已知電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的操作期間，在對(duì)電動(dòng)機(jī)和/或?qū)w的損壞已經(jīng)發(fā)生之后感測(cè)到大于預(yù)定義電流的電流時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行操作以有選擇地從電源斷開(kāi)電動(dòng)機(jī)。至少ー些已知電動(dòng)機(jī)包括具有電絕緣的定子繞組。在已知電動(dòng)機(jī)的操作期間，定子繞組絕緣可磨損和/或損壞。隨時(shí)間推移，電動(dòng)機(jī)的持續(xù)操作可引起對(duì)電動(dòng)機(jī)的損壞。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)實(shí)施例中，提供一種供電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中使用的變流器組件。該變流器組件包括殼體，其中殼體包括多個(gè)屏蔽構(gòu)件，多個(gè)屏蔽構(gòu)件至少部分限定其中的空腔。殼體還包括內(nèi)表面，內(nèi)表面限定貫穿其的開(kāi)ロ。第一變流器定位在殼體中。第二變流器定位在殼體中，并且與第一變流器隔開(kāi)距離，以便有助于降低第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。在另ー個(gè)實(shí)施例中，提供一種供監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的操作中使用的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括電流監(jiān)測(cè)裝置以及耦合到電動(dòng)機(jī)的變流器組件。變流器配置成感測(cè)引導(dǎo)到電動(dòng)機(jī)的電流，并且向電流監(jiān)測(cè)裝置傳送指示所感測(cè)電流的信號(hào)。該變流器組件包括殼體，其中殼體包括多個(gè)屏蔽構(gòu)件，多個(gè)屏蔽構(gòu)件至少部分限定其中的空腔。殼體還包括內(nèi)表面，內(nèi)表面限定貫穿其的開(kāi)ロ。第一變流器定位在殼體中。第二變流器定位在殼體中，并且與第一變流器隔開(kāi)距離，以便有助于降低第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。在又一個(gè)實(shí)施例中，提供一種組裝變流器組件的方法。該方法包括將外屏蔽構(gòu)件耦合到內(nèi)屏蔽構(gòu)件以形成殼體。外屏蔽構(gòu)件從內(nèi)屏蔽構(gòu)件在徑向外部耦合，使得空腔限定在內(nèi)、外屏蔽構(gòu)件之間。第一變流器耦合在殼體空腔中。第二變流器耦合在殼體空腔中，使得第二變流器與第一變流器隔開(kāi)距離，以便降低第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。


圖1是包括示范變流器組件的示范電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的框圖。圖2是圖1所示變流器組件的透視圖。圖3是圖2所示并且沿線3-3所截取的變流器組件的截圖面。圖4是圖2所示變流器組件的分解透視圖。圖5是可與圖2所示變流器組件一起使用的保護(hù)變流器的示意圖。
圖6是可與圖2所示變流器組件一起使用的高靈敏度變流器的示意圖。
具體實(shí)施例方式本文所述的示范方法和系統(tǒng)通過(guò)提供包括監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)中的定子繞組絕緣的操作條件的高靈敏度變流器的變流器組件，克服了已知監(jiān)測(cè)裝置的至少一部分缺點(diǎn)。此外，本文所述的變流器組件包括殼體，其中包含保護(hù)變流器和高靈敏度變流器。殼體有助于降低保護(hù)變流器與高靈敏度變流器之間所產(chǎn)生的電噪聲干擾量，并且保護(hù)變流器免受損壞。通過(guò)提供包括定位在單個(gè)殼體中的保護(hù)變流器和高靈敏度變流器的變流器組件，與已知監(jiān)測(cè)裝置相比，制造供監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)中的定子繞組絕緣中使用的監(jiān)測(cè)裝置的成本得到降低。圖1是用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12的操作的示范電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10的框圖。在示范實(shí)施例中，電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10包括電流監(jiān)測(cè)裝置14以及耦合到電流監(jiān)測(cè)裝置14的變流器組件16。電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12包括耦合到諸如電力公司的電カ網(wǎng)之類(lèi)的電源20的旋轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)18。電動(dòng)機(jī)18包括多個(gè)定子繞組(未示出)，并且經(jīng)由一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)體22耦合到電源20。在示 范實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)18包括第一導(dǎo)體24和第二導(dǎo)體26。導(dǎo)體24和26在電動(dòng)機(jī)18與電源20之間沿相反方向引導(dǎo)基本上相似的電流。此外，在示范實(shí)施例中，第一導(dǎo)體24沿箭頭29所表示的第一方向攜帯第一電流28，以及第ニ導(dǎo)體26沿箭頭31所表示的第二方向攜帯第ニ電流30，其中第二電流30近似等于第一電流28，并且第二方向31與第一方向29相反。電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10耦合到電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12，以便監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)18中的定子繞組絕緣的條件。此外，電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10在電動(dòng)機(jī)18的操作期間實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)18的定子繞組絕緣的監(jiān)測(cè)。在示范實(shí)施例中，變流器組件16電耦合到導(dǎo)體24和26，以便感測(cè)第一和第二導(dǎo)體24、26中的泄漏電流，并且使指示所感測(cè)泄漏電流的信號(hào)能夠傳送給電流監(jiān)測(cè)裝置14。監(jiān)測(cè)裝置14至少部分基于所接收信號(hào)來(lái)確定定子繞組的絕緣的條件。在示范實(shí)施例中，變流器組件16包括第一變流器、即保護(hù)變流器32以及第ニ變流器、即高靈敏度變流器34。在示范實(shí)施例中，保護(hù)變流器32工作在第一開(kāi)路增益和信噪比(S/N)，并且高靈敏度變流器34工作在比保護(hù)變流器32的第一開(kāi)路增益和S/N比要高的第ニ開(kāi)路增益和S/N比。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，保護(hù)變流器32包括等于0.1 mV/mA的開(kāi)路増益，并且高靈敏度變流器34包括等于大約20 mV/mA的開(kāi)路增益。此外，高靈敏度變流器34可包括比保護(hù)變流器32的S/N比高大約60 dB的S/N比。在示范實(shí)施例中，保護(hù)變流器32和高靈敏度變流器34各感測(cè)第一與第二導(dǎo)體24、26之間的差分電流，并且各向監(jiān)測(cè)裝置14傳送指示所感測(cè)差分電流的信號(hào)。在示范實(shí)施例中，高靈敏度變流器34感測(cè)電流電平的第一范圍之內(nèi)的差分電流。保護(hù)變流器32感測(cè)比高靈敏度變流器34的電流電平的第一范圍要高的電流電平的第二范圍之內(nèi)的差分電流。電流監(jiān)測(cè)裝置14包括處理器36和存儲(chǔ)器裝置38。處理器36耦合成與變流器組件16進(jìn)行通信，并且包括任何適當(dāng)?shù)目删幊屉娐?，可編程電路可包括ー個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)和微控制器、微處理器、簡(jiǎn)化指令集電路(RISC)、專(zhuān)用集成電路(ASIC)、可編程邏輯電路(PLC)、現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列(FPGA)以及能夠運(yùn)行本文所述功能的任何其它電路。上述示例只是示范性的，并且因而并不是要以任何方式來(lái)限制術(shù)語(yǔ)“處理器”的定義和/或含意。存儲(chǔ)器裝置38包括計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，非限制性地例如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃速存儲(chǔ)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、固態(tài)驅(qū)動(dòng)器、磁盤(pán)、flash驅(qū)動(dòng)器、致密光盤(pán)、數(shù)字視頻光盤(pán)和/或使處理器36能夠存儲(chǔ)、檢索和/或運(yùn)行指令和/或數(shù)據(jù)的任何適當(dāng)裝置。在示范實(shí)施例中，電流監(jiān)測(cè)裝置14包括各耦合到處理器36的保護(hù)模塊40和診斷模塊42。診斷模塊42耦合成與高靈敏度變流器34進(jìn)行通信，以便從高靈敏度變流器34接收指示電流電平的第一范圍之內(nèi)的導(dǎo)體24與26之間的電流差分的監(jiān)測(cè)信號(hào)。診斷模塊42計(jì)算關(guān)于預(yù)定義時(shí)間期間的多個(gè)時(shí)基差分電流值，并且計(jì)算差分電流隨時(shí)間的趨勢(shì)值。通過(guò)計(jì)算差分電流的趨勢(shì)值，診斷模塊42使電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)12中的電流泄漏能夠以較低差分電流電平被檢測(cè)，并且使泄漏電流的増加能夠隨時(shí)間被監(jiān)測(cè)。保護(hù)模塊40耦合成與保護(hù)變流器32進(jìn)行通信，以便從保護(hù)變流器32接收指示電流電平的第二范圍之內(nèi)的導(dǎo)體24與26之間的電流差分的監(jiān)測(cè)信號(hào)。另外，如果所感測(cè)電流差分等于或大于電流電平的第二范圍之內(nèi)的預(yù)定義差分電流極限，則保護(hù)模塊40將電動(dòng)機(jī)18的定子繞組絕緣的條件確定為小于預(yù)定義條件。監(jiān)測(cè)裝置14還包括用于向用戶(hù)顯示通知的顯示器44。顯示器44耦合到處理器36，并且可包括真空熒光顯示器(VFD)和/或ー個(gè)或多個(gè)發(fā)光二極管(LED)。作為補(bǔ)充或替代，顯示器44可非限制性地包括液晶顯示器(LCD)、陰極射線管(CRT)、等離子體顯示器和/或能夠向用戶(hù)顯示圖形數(shù)據(jù)和/或文本的任何適當(dāng)可視輸出裝置。在一個(gè)示范實(shí)施例中，電動(dòng)機(jī)18的條件、定子繞組絕緣的條件和/或任何其它信息可在顯示器44上向用戶(hù)顯示。在示范實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)裝置14在檢測(cè)到電流電平的第一范圍之內(nèi)的差分電流極限時(shí)向用戶(hù)顯示第一通知信號(hào)，并且顯示指示所感測(cè)差分電流隨時(shí)間的増加的信號(hào)。此外，監(jiān)測(cè)裝置14在檢測(cè)到電流電平的第二范圍之內(nèi)的差分電流極限時(shí)向用戶(hù)顯示第二通知信號(hào)。另夕卜，監(jiān)測(cè)裝置14在確定定子繞組絕緣的條件小于預(yù)定義條件時(shí)顯示第三通知。圖2是變流器組件16的透視圖。圖3是沿線3-3所截取的變流器組件16的截圖面。圖4是變流器組件16的分解透視圖。圖2-4所示的相同部件標(biāo)記有圖1所使用的相同參考標(biāo)號(hào)。在示范實(shí)施例中，變流器組件16包括殼體46，殼體46包括耦合在一起以限定空腔50的多個(gè)屏蔽構(gòu)件48，空腔50確定大小為在其中接納保護(hù)變流器32和高靈敏度變流器34。在示范實(shí)施例中，各屏蔽構(gòu)件48包括多個(gè)帶繞硅鋼層(未示出)，以便有助于降低從殼體46給予變流器32和34的電干擾量。備選地，屏蔽構(gòu)件48可包括任何適當(dāng)材料，以便使殼體46按照本文所述來(lái)起作用。殼體46在徑向內(nèi)表面52與徑向外表面54之間徑向延伸，并且在前表面56與相對(duì)的后表面58之間軸向延伸。徑向內(nèi)表面52限定基本上軸向貫穿殼體46的中心開(kāi)ロ 60。在示范實(shí)施例中，殼體46具有基本上圓筒形狀，使得開(kāi)ロ 60沿中心線軸62定向。備選地，殼體46可以是三角形、正方形、矩形或多邊形。殼體46徑向延伸在內(nèi)、外表面52、54之間所測(cè)量的寬度64,并且軸向延伸在前、后表面56、58之間所測(cè)量的長(zhǎng)度66。前、后表面56、58各在內(nèi)表面52與外表面54之間延伸。在示范實(shí)施例中，殼體46包括各從內(nèi)屏蔽構(gòu)件68向外徑向耦合的內(nèi)屏蔽構(gòu)件68和外屏蔽構(gòu)件70。外屏幕構(gòu)件70與內(nèi)屏幕構(gòu)件68隔開(kāi)徑向距離72，使得空腔50限定在內(nèi)、外屏蔽構(gòu)件68、70之間。內(nèi)屏蔽構(gòu)件68限定徑向內(nèi)表面52，并且徑向延伸在內(nèi)表面52與外表面76之間所測(cè)量的寬度74。外屏蔽構(gòu)件70包括外表面54，并且徑向延伸在外表面54與內(nèi)表面80之間所測(cè)量的寬度78。在示范實(shí)施例中，寬度74大于寬度78。備選地，寬度74可小于或者近似等于寬度78。
殼體46還包括第一側(cè)屏蔽構(gòu)件82和相対的第二側(cè)屏蔽構(gòu)件84。內(nèi)、外屏蔽構(gòu)件68,70各沿軸62從第一側(cè)屏蔽構(gòu)件82延伸到第二側(cè)屏蔽構(gòu)件84。更具體來(lái)說(shuō)，第一和第ニ側(cè)構(gòu)件82、84各在內(nèi)、外屏蔽構(gòu)件68、70之間徑向延伸。在示范實(shí)施例中，內(nèi)構(gòu)件68、夕卜構(gòu)件70、第一側(cè)屏蔽構(gòu)件82和第二側(cè)屏蔽構(gòu)件84耦合在一起，使得空腔50限定在構(gòu)件68、70,82和84之間。保護(hù)變流器32定位在殼體空腔50中，并且在內(nèi)屏蔽構(gòu)件68與外屏蔽構(gòu)件70之間定向。保護(hù)變流器32包括相對(duì)軸62定向的磁芯86,并且包括外接于(circumscribe)內(nèi)屏蔽構(gòu)件68的外表面88。此外，在示范實(shí)施例中，高靈敏度變流器34也定位在空腔50中，并且在內(nèi)屏蔽構(gòu)件68與外屏蔽構(gòu)件70之間定向。高靈敏度變流器34相對(duì)軸62定向，并且包括具有外接于內(nèi)屏蔽構(gòu)件68的外表面92的磁芯。高靈敏度變流器34與保護(hù)變流器32軸向隔開(kāi)距離94，以便有助于降低保護(hù)變流器32與高靈敏度變流器34之間的電噪聲干 擾量。此外，間隙96限定在保護(hù)變流器32與高靈敏度變流器34之間。在示范實(shí)施例中，殼體46還包括內(nèi)部屏蔽構(gòu)件98，內(nèi)部屏蔽構(gòu)件98定位在間隙96中并且在保護(hù)變流器32與高靈敏度變流器34之間定向，以便有助于降低保護(hù)變流器32與高靈敏度變流器34之間的電噪聲干擾量。內(nèi)部屏蔽構(gòu)件98徑向耦合在內(nèi)屏蔽構(gòu)件68與外屏蔽構(gòu)件70之間，并且軸向耦合在第一與第二側(cè)屏蔽構(gòu)件82、84之間。內(nèi)部屏蔽構(gòu)件98定位在空腔50中，使得在其中限定第一室100和第二室102。第一室100在內(nèi)部屏蔽構(gòu)件98與第一側(cè)屏蔽構(gòu)件82之間延伸，并且確定大小和確定形狀為在其中接納保護(hù)變流器32。第二室102在內(nèi)部屏蔽構(gòu)件98與第二側(cè)屏蔽構(gòu)件84之間延伸，并且確定大小和確定形狀為在其中接納高靈敏度變流器34。在示范實(shí)施例中，內(nèi)部屏蔽構(gòu)件98具有沿軸62所測(cè)量的軸向?qū)挾?04。此外，構(gòu)件98確定大小為有助于降低保護(hù)變流器32與高靈敏度變流器34之間的電噪聲干擾量。在不范實(shí)施例中，殼體46包括多個(gè)隔尚件106,隔尚件106各從屏蔽構(gòu)件68、70、82和/或84向外延伸，以便有助干支承殼體空腔50中的變流器32和/或34。各隔離件106定向成接觸保護(hù)變流器32和/或高靈敏度變流器34，使得相對(duì)殼體46和軸62來(lái)保持變流器32和34的取向。在示范實(shí)施例中，殼體46還包括至少ー個(gè)連接器組件108，連接器組件108貫穿外屏蔽構(gòu)件70，以便將變流器32和/或34耦合到監(jiān)測(cè)裝置14。在示范實(shí)施例中，殼體46包括ー個(gè)或多個(gè)保護(hù)連接器組件110，保護(hù)連接器組件110貫穿外屏蔽構(gòu)件70，以便將保護(hù)變流器32耦合到監(jiān)測(cè)裝置14。殼體46還包括ー個(gè)或多個(gè)診斷連接器組件112，診斷連接器組件112貫穿外屏蔽構(gòu)件70，以便將高靈敏度變流器34耦合到監(jiān)測(cè)裝置14。圖5是保護(hù)變流器32的示意圖。圖6是高靈敏度變流器34的示意圖。在示范實(shí)施例中，保護(hù)變流器32包括磁芯114，磁芯114限定中心開(kāi)ロ 116，中心開(kāi)ロ 116確定大小為接納通過(guò)其中的第一和第二導(dǎo)體24、26。第一和第二導(dǎo)體24、26形成保護(hù)變流器32的一次繞組118。保護(hù)變流器32還包括二次繞組120，其中包括卷繞磁芯114的多個(gè)繞組線匝122。二次繞組120包括端子124，端子124耦合到保護(hù)連接器組件110，以便將保護(hù)變流器32電耦合到監(jiān)測(cè)裝置14。在示范實(shí)施例中，高靈敏度變流器34包括限定中心開(kāi)ロ 128的磁芯126。開(kāi)ロ 128確定大小為接納通過(guò)其中的第一和第二導(dǎo)體24、26。第一和第二導(dǎo)體24、26形成高靈敏度變流器34的一次繞組130。在示范實(shí)施例中，第一和第二導(dǎo)體24、26沿相反方向攜帯基本上相似的電流。如圖6所示，第一導(dǎo)體24可產(chǎn)生由箭頭132所表示的磁通量，并且第二導(dǎo)體26可產(chǎn)生由箭頭134所表示的相對(duì)的磁通量。磁通量分布132和134的極性定義基本上垂直于參考軸138的磁中軸(magnetic neutral axis)。在示范實(shí)施例中，第一導(dǎo)體24和第二導(dǎo)體26相對(duì)磁芯126的中心點(diǎn)140對(duì)稱(chēng)地定向。更具體來(lái)說(shuō)，第一導(dǎo)體24和第二導(dǎo)體26各沿參考軸138定位,使得磁中軸136基本上垂直于第一和第二導(dǎo)體24、26。在示范實(shí)施例中，高靈敏度變流器34包括多個(gè)繞組142。各繞組142包括卷繞磁芯126的多個(gè)繞組線線匝144。各繞組線匝144定位成接近相鄰繞組線匝144，使得各繞組142由繞組線匝144的緊密封裝集合來(lái)形成。在示范實(shí)施例中，高靈敏度變流器34包 括各定位在磁芯126上的第一繞組146、第ニ繞組148、第三繞組150和第四繞組152。由第一和第二導(dǎo)體24、26所產(chǎn)生的磁通量分布132和134在繞組146、148、150和152中感應(yīng)電流。繞組146、148、150和152形成高靈敏度變流器34的二次繞組154。在示范實(shí)施例中，第一繞組146耦合到第二繞組148，并且第三繞組150耦合到第四繞組152。第一和第二繞組146、148各耦合到第一端子156，使得第一和第二繞組146、148耦合到監(jiān)測(cè)裝置14。類(lèi)似地，第三和第四繞組150、152各耦合到第ニ端子158，以便能夠?qū)⒌谌偷谒睦@組150、152耦合到監(jiān)測(cè)裝置14。在示范實(shí)施例中，第一和第二繞組146、148沿磁中軸136定位，以用于感測(cè)第一和第二導(dǎo)體24、26中的泄漏電流。第三和第四繞組150、152沿參考軸138定向，以用于感測(cè)由第一和第二導(dǎo)體24、26所攜帯的部分放電和/或負(fù)載電流。在示范實(shí)施例中，磁芯114和126各包括超透磁合金(supermalloy),其中包括包含鎳、鑰和鐵并且具有高磁導(dǎo)率的磁性材料。另外，磁芯114和126可包括硅鋼、合金和/或鐵素體(ferrite)。在示范實(shí)施例中，磁芯114和126具有基本上圓形的截面形狀。備選地，磁芯114和126可以是三角形、正方形、矩形或多邊形。例如，本文所述的示范變流器可用于各種應(yīng)用，例如馬達(dá)、諧波發(fā)生器、渦輪發(fā)電機(jī)、風(fēng)カ發(fā)電機(jī)、電纜、各種變換器(Xf0rmers)、GIS、加速器和光伏板。此外，示范變流器具有優(yōu)于已知變流器的若干優(yōu)點(diǎn)，非限制性地例如對(duì)變流器的中心開(kāi)口中的電纜位置的更低靈敏度、更高的增益和安裝的簡(jiǎn)易性、均衡(balancing)的簡(jiǎn)易性以及更準(zhǔn)確和可重復(fù)的校準(zhǔn)。在電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10的操作期間，電流監(jiān)測(cè)裝置14從高靈敏度變流器34接收指示電流電平的第一范圍之內(nèi)的導(dǎo)體24與26之間的電流差分的監(jiān)測(cè)信號(hào)。監(jiān)測(cè)裝置14計(jì)算關(guān)于預(yù)定義時(shí)間期間的多個(gè)時(shí)基差分電流值，并且計(jì)算差分電流隨時(shí)間的趨勢(shì)值。監(jiān)測(cè)裝置14還在檢測(cè)到電流電平的第一范圍之內(nèi)的差分電流時(shí)向用戶(hù)顯示通知信號(hào)，并且顯示指示所感測(cè)差分電流隨時(shí)間的増加的信號(hào)。另外，在示范實(shí)施例中，監(jiān)測(cè)裝置14從保護(hù)變流器32接收指示電流電平的第二范圍之內(nèi)的導(dǎo)體24與26之間的電流差分的監(jiān)測(cè)信號(hào)。如果所感測(cè)電流差分等于或大于電流電平的第二范圍之內(nèi)的預(yù)定義差分電流極限，則監(jiān)測(cè)裝置14將電動(dòng)機(jī)18的定子繞組絕緣的條件確定為小于預(yù)定義條件。此外，如果所確定定子繞組絕緣條件小于預(yù)定義定子繞組條件，則監(jiān)測(cè)裝置14在顯示器44上顯示通知信號(hào)。殼體46中的保護(hù)變流器32和高靈敏度變流器34的取向選擇成有助于監(jiān)測(cè)導(dǎo)體24與26之間的差分電流。另外，殼體46的取向、大小和形狀選擇成有助于降低保護(hù)變流器32與高靈敏度變流器34之間所產(chǎn)生的電噪聲干擾量，并且來(lái)保護(hù)變流器32和34免受監(jiān)測(cè)系統(tǒng)10的安裝和操作期間所引起的損壞。上述設(shè)備和方法通過(guò)提供ー種包括使用高靈敏度變流器和保護(hù)變流器的變流器組件的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，克服了已知監(jiān)測(cè)裝置的至少ー些缺點(diǎn)。另外，本文所述的變流器組件包括殼體，該殼體確定大小為在其中包含保護(hù)變流器和高靈敏度變流器，以便保護(hù)該變流器免受損壞，并且降低保護(hù)變流器與高靈敏度變流器之間的電噪聲干擾量。通過(guò)使用包括定位在單個(gè)殼體中的保護(hù)變流器和高靈敏度變流器的變流器組件，優(yōu)于已知監(jiān)測(cè)裝置，降低了制造用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)中的定子繞組絕緣的條件的監(jiān)測(cè)裝置的成本。本文所述的方法、系統(tǒng)和設(shè)備的ー個(gè)示范技術(shù)效果包括下列至少ー個(gè)(a)從高靈敏度變流器接收指示第一導(dǎo)體與第二導(dǎo)體之間的電流差分的監(jiān)測(cè)信號(hào)；(b)計(jì)算關(guān)于預(yù)定義時(shí)間期間的多個(gè)時(shí)基差分電流值；(C)計(jì)算差分電流隨時(shí)間的趨勢(shì)值；以及(d)顯示指示所感測(cè)差分電流隨時(shí)間的増加的信號(hào)。本發(fā)明的第一方面，提供一種供電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中使用的變流器組件，所述變流器組件包括
殼體，包括至少部分限定其中的空腔的多個(gè)屏蔽構(gòu)件，所述殼體還包括限定貫穿其的開(kāi)ロ的內(nèi)表面；
第一變流器，定位在所述殼體中；以及
第二變流器，定位在所述殼體中，并且與所述第一變流器隔開(kāi)距離，以便有助于降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。本發(fā)明的第二方面是本發(fā)明的第一方面所述的變流器組件，其中，所述殼體包括
內(nèi)屏蔽構(gòu)件，包括限定所述殼體開(kāi)ロ的徑向內(nèi)表面以及至少部分限定所述殼體空腔的徑向外表面；以及
外屏蔽構(gòu)件，從所述內(nèi)屏蔽構(gòu)件在徑向外部耦合，使得所述殼體空腔在所述內(nèi)屏蔽構(gòu)件與所述外屏蔽構(gòu)件之間延伸。本發(fā)明的第三方面是本發(fā)明的第二方面所述的變流器組件，還包括電耦合到所述第一變流器的保護(hù)連接器組件，所述保護(hù)連接器組件貫穿所述外屏蔽構(gòu)件，以便將所述第ー變流器電耦合到電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的第四方面是本發(fā)明的第三方面所述的變流器組件，還包括電耦合到所述第二變流器組件的至少ー個(gè)診斷連接器組件，所述診斷連接器組件貫穿所述外屏蔽構(gòu)件，以便將所述第二變流器電耦合到所述電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的第五方面是本發(fā)明的第一方面所述的變流器組件，其中，所述殼體包括所述第一與第二變流器之間的內(nèi)部屏蔽構(gòu)件，以便有助于降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。本發(fā)明的第六方面是本發(fā)明的第五方面所述的變流器組件，其中，所述內(nèi)部屏蔽構(gòu)件包括從所述內(nèi)部屏蔽構(gòu)件向外延伸的至少ー個(gè)隔離件。本發(fā)明的第七方面是本發(fā)明的第一方面所述的變流器組件，其中，所述第一變流器包括具有閉合中心開(kāi)ロ的磁芯和繞組，所述繞組包括卷繞所述磁芯的外表面的多個(gè)繞組線匝。本發(fā)明的第八方面是本發(fā)明的第七方面所述的變流器組件，其中，所述第二變流器包括具有閉合中心開(kāi)ロ的磁芯和耦合到所述磁芯的外表面的多個(gè)繞組，所述多個(gè)繞組的各繞組包括卷繞所述外表面的多個(gè)繞組線匝。本發(fā)明的第九方面，提供一種用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的操作的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括
電流監(jiān)測(cè)裝置；以及
變流器組件，耦合到所述電動(dòng)機(jī)，所述變流器配置成感測(cè)被引導(dǎo)到所述電動(dòng)機(jī)的電流，并且向所述電流監(jiān)測(cè)裝置傳送指示所感測(cè)電流的信號(hào)，所述變流器組件包括
殼體，包括至少部分限定其中的空腔的多個(gè)屏蔽構(gòu)件，所述殼體還包括限定貫穿其的開(kāi)ロ的內(nèi)表面；
第一變流器，定位在所述殼體中；以及
第二變流器，定位在所述殼體中，并且與所述第一變流器隔開(kāi)距離，以便有助于降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。本發(fā)明的第十方面是本發(fā)明的第九方面所述的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述殼體包括
內(nèi)屏蔽構(gòu)件，包括限定所述殼體開(kāi)ロ的徑向內(nèi)表面以及至少部分限定所述殼體空腔的徑向外表面；以及
外屏蔽構(gòu)件，從所述內(nèi)屏蔽構(gòu)件在徑向外部耦合，使得所述殼體空腔在所述內(nèi)屏蔽構(gòu)件與所述外屏蔽構(gòu)件之間延伸。本發(fā)明的第十一方面是本發(fā)明的第十方面所述的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述變流器組件還包括電耦合到所述第一變流器的保護(hù)連接器組件，所述保護(hù)連接器組件貫穿所述外屏蔽構(gòu)件，以便將所述第一變流器電耦合到電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的第十二方面是本發(fā)明的第十一方面所述的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述變流器組件還包括電耦合到所述第二變流器組件的至少ー個(gè)診斷連接器組件，所述診斷連接器組件貫穿所述外屏蔽構(gòu)件，以便將所述第二變流器電耦合到所述電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。本發(fā)明的第十三方面是本發(fā)明的第九方面所述的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述殼體包括所述第一與第二變流器之間的內(nèi)部屏蔽構(gòu)件，以便有助于降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。本發(fā)明的第十四方面是本發(fā)明的第十三方面所述的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述內(nèi)部屏蔽構(gòu)件包括從所述內(nèi)部屏蔽構(gòu)件向外延伸的至少ー個(gè)隔離件。本發(fā)明的第十五方面是本發(fā)明的第九方面所述的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述第一變流器包括具有閉合中心開(kāi)ロ的磁芯和繞組，所述繞組包括卷繞所述磁芯的外表面的多個(gè)繞組線匝。本發(fā)明的第十六方面是本發(fā)明的第九方面所述的電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其中，所述第二變流器包括具有閉合中心開(kāi)ロ的磁芯和耦合到所述磁芯的外表面的多個(gè)繞組，所述多個(gè)繞組的各繞組包括卷繞所述外表面的多個(gè)繞組線匝。本發(fā)明的第十七方面，提供ー種組裝變流器組件所述的方法，所述方法包括 將外屏蔽構(gòu)件耦合到內(nèi)屏蔽構(gòu)件，以便形成殼體，其中所述外屏蔽構(gòu)件從所述內(nèi)屏蔽
構(gòu)件在徑向外部耦合，使得空腔限定在所述內(nèi)、外屏蔽構(gòu)件之間；
將第一變流器耦合在所述殼體中；以及將第二變流器耦合在所述殼體空腔中，使得所述第二變流器與所述第一變流器隔開(kāi)距離，以便降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。本發(fā)明的第十八方面是本發(fā)明的第十七方面所述的方法，還包括將內(nèi)部屏蔽構(gòu)件耦合在所述殼體空腔中，其中所述內(nèi)部屏蔽構(gòu)件處于所述第一與第二變流器之間，以便有助于降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。本發(fā)明的第十九方面是本發(fā)明的第十七方面所述的方法，還包括
將保護(hù)連接器組件耦合到所述第一變流器和所述外屏蔽構(gòu)件，其中所述保護(hù)連接器組件貫穿所述外屏蔽構(gòu)件的外表面；以及
將ー個(gè)或多個(gè)診斷連接器組件耦合到所述第二連接器組件，其中所述診斷連接器組件貫穿所述外屏蔽構(gòu)件的外表面。
·
本發(fā)明的第二十方面是本發(fā)明的第十七方面所述的方法，還包括
將所述第一變流器耦合到所述殼體，其中所述第一變流器包括具有閉合中心開(kāi)ロ的第ー磁芯和繞組，所述繞組包括卷繞所述第一磁芯的多個(gè)繞組線匝；以及
將所述第二變流器耦合在所述殼體空腔中，其中所述第二變流器包括具有閉合中心開(kāi)ロ的第二磁芯和耦合到所述第二磁芯的多個(gè)繞組，所述多個(gè)繞組的各繞組具有卷繞所述第ニ磁芯的多個(gè)繞組線匝。以上詳細(xì)描述了供電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)使用的變流器組件以及組裝變流器組件的示范實(shí)施例。系統(tǒng)和方法并不局限于本文所述的具體實(shí)施例，而是可單獨(dú)且獨(dú)立于本文所述的其它部件和/或步驟來(lái)使用系統(tǒng)的部件和/或方法的步驟。例如，方法還可與其它電カ監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)合使用，而并不局限于僅采用本文所述的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)施。示范實(shí)施例更是能夠與許多其它監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用結(jié)合實(shí)現(xiàn)和使用。雖然本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例的具體特征可在部分附圖中示出而在其它附圖中未示出，但是這只是為了方便起見(jiàn)。按照本發(fā)明的原理，可與任何其它附圖的任何特征結(jié)合引用和/或要求保護(hù)附圖的任何特征。本書(shū)面描述使用示例來(lái)公開(kāi)本發(fā)明，其中包括最佳模式，并且還使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠?qū)嵤┍景l(fā)明，包括制作和使用任何裝置或系統(tǒng)以及執(zhí)行任何結(jié)合的方法。本發(fā)明的專(zhuān)利范圍由權(quán)利要求來(lái)定義，并且可包括本領(lǐng)域的技術(shù)人員想到的其它示例。如果這類(lèi)其它示例具有與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言完全相同的結(jié)構(gòu)單元，或者如果它們包括具有與權(quán)利要求的文字語(yǔ)言的非實(shí)質(zhì)差異的等效結(jié)構(gòu)単元，則預(yù)計(jì)它們落入權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種供電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(10)中使用的變流器組件(16)，所述變流器組件包括 殼體(46)，包括至少部分限定其中的空腔(50)的多個(gè)屏蔽構(gòu)件(48)，所述殼體還包括限定貫穿其的開(kāi)口 (60)的內(nèi)表面(52)； 第一變流器(32)，定位在所述殼體中；以及 第二變流器(34)，定位在所述殼體中，并且與所述第一變流器隔開(kāi)距離，以便有助于降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。
2.如權(quán)利要求1所述的變流器組件(16)，其中，所述殼體(46)包括 內(nèi)屏蔽構(gòu)件(68)，包括限定所述殼體開(kāi)口(60)的徑向內(nèi)表面(52)以及至少部分限定所述殼體空腔(50)的徑向外表面(76);以及 外屏蔽構(gòu)件(70)，從所述內(nèi)屏蔽構(gòu)件在徑向外部耦合，使得所述殼體空腔在所述內(nèi)屏蔽構(gòu)件與所述外屏蔽構(gòu)件之間延伸。
3.如權(quán)利要求2所述的變流器組件(16)，還包括電耦合到所述第一變流器(32)的保護(hù)連接器組件(110)，所述保護(hù)連接器組件貫穿所述外屏蔽構(gòu)件(70)，以便將所述第一變流器電耦合到電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(10)。
4.如權(quán)利要求3所述的變流器組件(16)，還包括電耦合到所述第二變流器(34)的至少一個(gè)診斷連接器組件(112)，所述診斷連接器組件貫穿所述外屏蔽構(gòu)件(70)，以便將所述第二變流器電耦合到所述電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(10)。
5.如權(quán)利要求1所述的變流器組件(16)，其中，所述殼體(46)包括所述第一與第二變流器(32，34)之間的內(nèi)部屏蔽構(gòu)件(98)，以便有助于降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。
6.如權(quán)利要求5所述的變流器組件(16)，其中，所述內(nèi)部屏蔽構(gòu)件(98)包括從所述內(nèi)部屏蔽構(gòu)件(98)向外延伸的至少一個(gè)隔離件(106)。
7.如權(quán)利要求1所述的變流器組件(16)，其中，所述第一變流器(32)包括具有閉合中心開(kāi)口(116)的磁芯(114)和繞組(120)，所述繞組包括卷繞所述磁芯的外表面的多個(gè)繞組線匝(122)。
8.如權(quán)利要求7所述的變流器組件(16)，其中，所述第二變流器(34)包括具有閉合中心開(kāi)口(128)磁芯(126)和耦合到所述磁芯(126)的外表面的多個(gè)繞組(142)，所述多個(gè)繞組的各繞組包括卷繞所述外表面的多個(gè)繞組線匝(114)。
9.一種用于監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)(12)的操作的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(10)，所述電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括 電流監(jiān)測(cè)裝置(14);以及 變流器組件(16)，耦合到所述電動(dòng)機(jī)(12)，所述變流器配置成感測(cè)被引導(dǎo)到所述電動(dòng)機(jī)的電流，并且向所述電流監(jiān)測(cè)裝置傳送指示所感測(cè)電流的信號(hào)，所述變流器組件包括 殼體(46)，包括至少部分限定其中的空腔(50)的多個(gè)屏蔽構(gòu)件(48)，所述殼體還包括限定貫穿其的開(kāi)口 (60)的內(nèi)表面(52)； 第一變流器(32)，定位在所述殼體中；以及 第二變流器(34)，定位在所述殼體中，并且與所述第一變流器隔開(kāi)距離，以便有助于降低所述第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。
10.如權(quán)利要求9所述的電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(10)，其中，所述殼體(46)包括 內(nèi)屏蔽構(gòu)件(68)，包括限定所述殼體開(kāi)口(60)的徑向內(nèi)表面(52)以及至少部分限定所述殼體空腔(50)的徑向外表面(76);以及 外屏蔽構(gòu)件(70)，從所述內(nèi)屏蔽構(gòu)件在徑向外部耦合，使得所述殼體空腔在所述內(nèi)屏蔽構(gòu)件與所述外屏蔽構(gòu)件之間延伸。
全文摘要
本文描述一種供電力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(10)中使用的變流器組件(16)。變流器組件包括殼體(46)，其中殼體(46)包括至少部分限定其中的空腔(50)的多個(gè)屏蔽構(gòu)件(48)。殼體還包括限定貫穿其的開(kāi)口(60)的內(nèi)表面(52)。第一變流器(32)定位在殼體中。第二變流器(34)定位在殼體中，并且與第一變流器隔開(kāi)距離，以便有助于降低第一與第二變流器之間的電子噪聲干擾。
文檔編號(hào)H02M1/44GK103023303SQ20121035404
公開(kāi)日2013年4月3日 申請(qǐng)日期2012年9月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者R.W.威爾遜, J.W.格蘭特, C.D.懷特菲爾德二世, K.楊西, P.內(nèi)蒂 申請(qǐng)人:通用電氣公司