[发明专利]汽轮发电机转子绕组匝间电磁脉振波特性检测装置及方法

权利要求书

1.一种汽轮发电机转子绕组匝间电磁脉振波特性检测装置，其特征在于，包括超大容量内阻信号源，所述超大容量内阻信号源与超高速时序控制电路连接，超高速时序控制电路通过寄生感性电源经正负极负载导波线与转子绕组正负极连接，转子绕组正负极通过运放电路与超高速采集电路连接；

所述超大容量内阻信号源与每匝绕组圆极化特性平均时间常数匹配，且能产生与转子绕组全程响应时间常数匹配的功率圆极化特性波的能量宽度；

所述寄生感性电源将正负两极的输入输出耦合圆极化波进行圆波导耦合交换；

所述正负极负载导波线将圆极化波并发耦合到转子正负极上；

所述运放电路将并发圆极化发射及接收的信号合并耦合放大；

所述超高速采集电路采集波形，采集的波形为圆极化双信号发射源、每匝处感生极化源、双对称组合成的圆极化波导负载、信号源能量维持的时间常数组合作用的波形；

超大容量内阻信号源、超高速时序控制电路产生雪崩极化沿的高位突变电场，通过寄生感性电源产生的对称偏转180°圆极化电磁波，经正负极负载导波线，顺时针或逆时针耦合到转子正负极上，依次会有正极第一匝与负极第一匝互感产生第一个正弦波，时间顺延会有能量返回感性寄生电源，同时会有能量依次传导到第二匝；寄生感性电源及第二匝又开始圆极化反馈能量回馈；依次每匝互相逐级回馈、叠加；每耦合匝均表现出相同时间常数的正弦波；

在顺时针维持正极圆极化发送及负极偏转180°圆极化发送单向能量场时间同时大于转子绕组全长导波时间时，每匝对称绕组均呈现信号源及负载叠加的双重电磁脉振波特性波形，通过自感及互感作用，在时间上可同步叠加耦合出当前匝形成的圆极化波波形，表征的是由上而下正向变化的磁通；如当前匝正弦波完整，波长时间常数变化小，则说明当前对称匝电磁特性完好；如当前匝正弦波不完整，与前后叠加的正弦波波长大于标准时间常数，说明当前匝存在缺陷。

2.一种汽轮发电机转子绕组匝间电磁脉振波特性检测方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的汽轮发电机转子绕组匝间电磁脉振波特性检测装置，在逆时针反方向施加正极圆极化及负极偏转180°圆极化单向能量场，对称采集比较，利用旋转方向同向的两个圆极化波耦合当前匝形成的逆时针圆极化波波形，表征的是自下向上反向变化的磁通；可重复验证缺陷匝，判断出缺陷在正负极的位置。

3.根据权利要求2所述的一种汽轮发电机转子绕组匝间电磁脉振波特性检测方法，其特征在于，当转子每匝负载单位长度为发送圆极化波波长整数倍时，

被测转子负载为电介质材料，可知电磁波的衰减常数和相位常数为：

其中α_s为衰减常数；β_s为相位常数；c为真空光速；f为生成的电磁波频率；ε₀为自由空间介电常数即10^-9/36πF/m；ε_r为每匝绕组相对介电常数，所述ε_r＝ε′_r-jε″_r，ε′_r为每匝绕组相对介电常数实部，ε″_r为每匝绕组相对介电常数虚部；

转子绕组中圆极化波的波长为：

式中，λ₀＝c/f为圆极化波的自由空间波长；λ_s为转子绕组中圆极化波的平均波长；当单匝转子绕组周长为发射电磁波的波长1/2的整数倍时，即

式中n为正整数，可得传播系数T²：

所述传播系数可以真实地反映内阻感抗时间常数。