Generator Condition Monitor
絕緣過熱監(jiān)測儀
產(chǎn)品簡介： GCM稱為絕緣過熱監(jiān)測儀，E/One公司從上世紀(jì)六十年代開始研制，目前已發(fā)展到第四代新型絕緣過熱監(jiān)測儀。 當(dāng)發(fā)電機(jī)內(nèi)部任何部位的絕緣材料受熱達(dá)到臨界溫度后，都將產(chǎn)生大量亞微細(xì)粒子，這種過熱維持一段時(shí)間，材料將發(fā)生質(zhì)變，發(fā)生事故，并迅速擴(kuò)大。GCM通過監(jiān)視氣流中亞微細(xì)粒子濃度，能在故障發(fā)生前檢測到這些“熱污點(diǎn)”，發(fā)出警報(bào)，提醒運(yùn)行人員及時(shí)采取措施，阻止故障發(fā)展和擴(kuò)大，避免重大事故的發(fā)生，提高發(fā)電機(jī)運(yùn)行安全性。它的作用已被國內(nèi)外幾十年來大量的事實(shí)所證明，已有幾千臺在世界各國運(yùn)行，銷量一。我國電力部已將其列入25項(xiàng)反措之一。根據(jù)氫冷發(fā)電機(jī)和空冷發(fā)電機(jī)的不同情況，E/One絕緣過熱監(jiān)測儀又分為GCM-X（氫冷）和GCM-A（空冷）兩種型號。
GCM-X氫冷發(fā)電機(jī)絕緣過熱監(jiān)測儀：
GCM-X是E/One公司針對氫冷發(fā)電機(jī)的情況而專門研發(fā)的氫冷發(fā)電機(jī)專用絕緣過熱監(jiān)測儀。當(dāng)發(fā)電機(jī)中的絕緣材料受熱達(dá)到臨界溫度后，出現(xiàn)熱分解，將產(chǎn)生大量的亞微細(xì)粒子，很快被GCM-X敏感的電離室檢測出來。GCM-X的微處理器就會(huì)根據(jù)熱點(diǎn)檢測情況啟動(dòng)警報(bào)驗(yàn)證程序：激活電磁閥組件中的某個(gè)電磁閥，使所有氫氣通過核實(shí)過濾器，除去亞微粒子；如果確實(shí)存在過熱產(chǎn)生的粒子，則除去這些粒子后將會(huì)使電離室檢測器的輸出返回到正常水平，從而確認(rèn)是否存在熱解粒子和過熱情況。如果警報(bào)被確認(rèn)，GCM-X將顯示已驗(yàn)證的警報(bào)并打開警報(bào)開關(guān)，使定量的氫氣流過取樣系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)采樣。結(jié)合示綜技術(shù)，分析氣體樣品，便可確定發(fā)電機(jī)內(nèi)絕緣過熱的具體位置。
工作原理流程圖
GCM-X的特點(diǎn)：
能準(zhǔn)確地早期預(yù)、報(bào)警；靈敏度高
開發(fā)的第四代絕緣過熱監(jiān)測儀
可就地核實(shí)警報(bào)，無需外送化驗(yàn)
可探測絕緣過熱和局部放電
穩(wěn)定可靠，無誤報(bào)警
全防爆，國際ATEX, CE認(rèn)證
的Gen-Tag分區(qū)涂料示蹤技術(shù)
完整的自診斷功能，維護(hù)簡單
GCM-X主要技術(shù)參數(shù)：
測量特性 | 機(jī)械特性 | ||
探測原理 | 離子艙（室） | 面板 | 觸摸按鍵、發(fā)光二極管條形圖 |
氫氣流量 | 由內(nèi)部閥門調(diào)節(jié) | ||
壓差 | 102~127 mmH2O | 壓力 | 100 PSI (690kPa) |
正常顯示 | 一般為80 % | 使用環(huán)境 | ATEX， Ex IIC CE |
報(bào)警顯示 | 一般為50 % | 環(huán)境溫度 | 0~52 ℃ |
氣體流量 | 1.5 （單位？） | 環(huán)境相對 濕度 | 0~95 % |
電氣特性 | |||
輸入電壓 | 230 VAC、50 Hz | 外形尺寸 | (高) × (寬) × (深) 782mm×553mm×600mm |
離子室輸出 | 4~20mA (0~99%) | ||
流量計(jì)輸出 | 4~20mA (0~3” 水柱) | 重量 | 約110公斤 |
GCM-A空冷發(fā)電機(jī)絕緣過熱監(jiān)測儀：
隨著空冷發(fā)電機(jī)容量的不斷增大，其材料和結(jié)構(gòu)需承受更大的功率密度，利用率越來越接近極限。發(fā)電機(jī)各部分的溫升裕量越來越小，使得冷卻效率輕微的降低都會(huì)非常危險(xiǎn)，這樣發(fā)電機(jī)內(nèi)部可能存在的局部過熱現(xiàn)象就尤為突出了，因此在發(fā)電機(jī)的系統(tǒng)中安裝早期過熱探測與報(bào)警裝置就顯得特別重要。E-ONE公司長期從事這方面的研究并生產(chǎn)相應(yīng)的產(chǎn)品供電廠使用，其中GCM-A型空冷發(fā)電機(jī)工況監(jiān)測裝置采用了使用威爾遜原理的云霧室作探測器，用于空氣冷卻的發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的監(jiān)測等。
GCM-A的性能和特點(diǎn)：
針對空冷發(fā)電機(jī)，GCM-A使用了云霧室作探測器，比仍然使用離子室作探測器，靈敏度要高出很多倍。
連續(xù)實(shí)時(shí)的監(jiān)測發(fā)電機(jī)內(nèi)部局部過熱或弧光放電；
連續(xù)的自診斷系統(tǒng)，裝置的一切主要運(yùn)行參數(shù)均處于監(jiān)測中，一旦裝置出現(xiàn)異常，診斷系統(tǒng)就會(huì)顯示出確切的故障；
全部采用固態(tài)電路和繼電器接點(diǎn)與外部進(jìn)行接口連接；
發(fā)電機(jī)環(huán)境空氣、內(nèi)部冷卻空氣的相關(guān)測量值及其差值信號均為4~20mA的模擬量輸出，便于與記錄儀或計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接；
可以方便地使運(yùn)行參數(shù)和歷史記錄與遠(yuǎn)方計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，可用來實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程存取功能；
LCD指示正常工作狀態(tài)，如有需要，也可以顯示運(yùn)行狀態(tài)下的自診斷和設(shè)計(jì)參數(shù)情況；
采用條狀數(shù)顯圖實(shí)時(shí)顯示實(shí)測值與報(bào)警設(shè)定值的狀態(tài)；
如果平均每小時(shí)都有數(shù)據(jù)讀入，數(shù)據(jù)在該裝置可保存120天，并且可下載到計(jì)算機(jī)中；
報(bào)警點(diǎn)和系統(tǒng)感應(yīng)參數(shù)均可調(diào)；
GCM-A主要技術(shù)參數(shù)：
方 式 | 多點(diǎn)空氣采樣系統(tǒng)； | 控 制 | 交互式觸摸鍵、試驗(yàn)和數(shù)字鍵； |
探測原理 | 威爾遜云霧室； | 環(huán)境溫度 | 32-125 oF（0-52 oC） |
探測器響應(yīng)原理 | 過熱和燃燒中而分解出的微粒子； | 故障報(bào)警接點(diǎn) | 提供3A/24VDC、3A/220VAC 常閉和常開接點(diǎn)； |
采樣線數(shù) | 可變，2到4條； | 輸 出 | 聲光報(bào)警；觸點(diǎn)輸出； 4-20mA模擬電流輸出； |
采樣點(diǎn)數(shù) | 可變，每線多達(dá)10個(gè)點(diǎn)； | 采樣速率 | 每秒采樣一次； |
氣 流 量 | 以每線10點(diǎn)計(jì)，14 LPM； | 水量 | 加濕器中的蒸餾水水瓶，每六個(gè)月注滿一次 |
輸 入 | 100-240VAC，50/60Hz，正常45W，100W | 機(jī) 殼 | 體積：610mm×559mm×232mm 重量：40 kg |
示蹤技術(shù)：
美國E/one公司專門生產(chǎn)的幾種化學(xué)性能及熱性能穩(wěn)定、絕緣性能良好、附著力強(qiáng)、具有不同顏色和熱分解溫度較低的特殊合成材料(Gen-Tags，俗稱“示蹤漆”)。這些材料可按發(fā)電機(jī)的溫度分布特性，涂復(fù)到發(fā)電機(jī)的特定部位。一旦發(fā)電機(jī)出現(xiàn)局部過熱點(diǎn)，該熱點(diǎn)的“標(biāo)識材料”會(huì)被提前熱分解，此時(shí)可借助GCM-X型發(fā)電機(jī)工況監(jiān)測儀進(jìn)行報(bào)警，并采集當(dāng)時(shí)發(fā)電機(jī)內(nèi)的氣體樣品進(jìn)行分析，從而確定過熱點(diǎn)的部位，協(xié)助運(yùn)行人員及早發(fā)現(xiàn)故障，防止故障擴(kuò)大，避免發(fā)生重大事故。 此種發(fā)電機(jī)“標(biāo)識材料”可在新發(fā)電機(jī)制造過程中噴涂上去，也可在發(fā)電機(jī)進(jìn)行檢修時(shí)按E/one公司提供的噴涂工藝噴涂上去。
發(fā)電機(jī)絕緣過熱監(jiān)測裝置性能比較:*以下對比基于本刊編輯年的訊息
GCM-X、GCM-A是美國E-One公司積四十多年的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)模擬試驗(yàn)測試與實(shí)踐考驗(yàn)，反復(fù)改進(jìn)后而形成的第四代發(fā)電機(jī)絕緣過熱監(jiān)測儀。 |
VS
| 國內(nèi)仿制產(chǎn)品，仿制E/ONE公司的早期產(chǎn)品，又受制于國內(nèi)工業(yè)條件，許多方面還不太成熟。 |
現(xiàn)場準(zhǔn)確判斷發(fā)電機(jī)是否絕緣過熱，無需外送化驗(yàn)。 | 常需要外送化驗(yàn)，費(fèi)時(shí)費(fèi)財(cái)。 | |
有的Gen-Tag分區(qū)涂料示蹤技術(shù)，可以快速準(zhǔn)確判斷發(fā)電機(jī)故障絕緣過熱的 部位。 | 沒有Gen-Tag分區(qū)涂料示蹤技術(shù)，不能準(zhǔn)確判斷發(fā)電機(jī)故障絕緣過熱的部位。 | |
根據(jù)氫冷和空冷發(fā)電機(jī)的不同特性，而分別研制成了GCM-X和GCM-A。GCM-X采用測量離子流的方式，而GCM-A則采用威爾遜原理，從而確保了能在氫冷和空冷發(fā)電機(jī)上都能做到高精度分析判斷。 | 沒有根據(jù)氫冷和空冷發(fā)電機(jī)的不同特性而區(qū)別對待。同一種產(chǎn)品簡單的用在情況不同的氫冷和空冷發(fā)電機(jī)，從而造成靈敏度不一致，準(zhǔn)確度低，常發(fā)生漏報(bào)和誤報(bào)。 | |
GCM-X采用靈敏度的釷-232做粒子源，產(chǎn)生大量的電離能力強(qiáng)的α粒子和少量β粒子，信噪比高，不容易引發(fā)誤報(bào)警。 | 采用低靈敏度的廉價(jià)镅-241做粒子源，信噪比低，容易引發(fā)誤報(bào)警。镅-241在產(chǎn)生部分α粒子的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生能量較高的γ粒子。 | |
α粒子用一張紙就可阻擋，β粒子可被2mm鐵板阻隔，在離子室內(nèi)不會(huì)對外界造成輻射影響。 | 能量高的γ粒子穿透力強(qiáng)，對防護(hù)要求很高，一般的密封無法阻擋對外界的輻射。 | |
檢測靈敏度高。漂移很小，精度高。 | 檢測靈敏度低。漂移大，精度低。 | |
能準(zhǔn)確、及時(shí)發(fā)現(xiàn)絕緣過熱.。 經(jīng)幾千家國內(nèi)外電廠的多年運(yùn)行，大量的成功實(shí)例，減少電廠經(jīng)濟(jì)損失。 | 發(fā)生遲報(bào)和漏報(bào)，準(zhǔn)確率低。 | |
嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膱?bào)警驗(yàn)證程序，有效地排除了誤報(bào)警，運(yùn)行可靠，數(shù)千臺在國內(nèi)外各電廠幾十年來長期有效運(yùn)行。 | 易發(fā)生誤報(bào)警，干擾電廠正常運(yùn)行。不少產(chǎn)品被電廠離線成擺設(shè)。 | |
在線流量監(jiān)測，數(shù)字顯示和貯存。可與輸出分析比較 | 某產(chǎn)品無數(shù)字流量顯示，貯存，難與輸出比較。 | |
裝置全防爆， 有國際ATEX, CE認(rèn)證，安全可靠。 | 某些產(chǎn)品未經(jīng)防爆認(rèn)證，有隱患。 | |
有完整的自診斷功能，有故障數(shù)據(jù)顯示。 | 自診斷功能有限。 | |
操作方便，顯示明確, 功能完整，可遙控和顯示。 | 有限的測量和顯示, 功能簡單。 | |
整機(jī)性能優(yōu)異，。 | 器件和部件可靠性較差，制造工藝水平較低。 | |
美國原裝。 | 國內(nèi)仿制品。 | |
全面的售后按裝，培訓(xùn)，技術(shù)服務(wù)。 | 有限服務(wù)。 | |
歐美亞世界各國，大陸和中國臺灣，銷量一。 | 只限局部地區(qū)。 | |
各大發(fā)電機(jī)主機(jī)廠認(rèn)可的產(chǎn)品。 | 沒有在國際范圍被各大主機(jī)廠認(rèn)可。 |
部分業(yè)績：
E/One的GCM絕緣過熱監(jiān)測儀系列自從1968起服務(wù)于各大電廠，被各大主機(jī)制造廠及電力公司書面認(rèn)可，至今已有2000多臺投入使用。GCM-X在中國大陸被電力行業(yè)廣泛認(rèn)同，尤其在要求較高的核電行業(yè)普遍采用E/One的GCM-X，至今已有托克托電廠、望亭電廠、戚墅堰電廠、漕涇電廠、大漕涇電廠、吳涇電廠、珠江電廠、鎮(zhèn)海電廠、金陵電廠(燃機(jī))、張家港電廠、運(yùn)城電廠、綏中電廠、大同二電廠、半山電廠、太陽宮電廠、華潤赤壁電廠、長春二電廠、華銀金竹山電廠、秦山核電站、嶺澳核電站、三門核電站、紅沿河核電站、寧德核電站、海陽核電站、陽江核電站、防城港核電站等等多家電廠采用了200多臺。此外，香港的中電集團(tuán)，香港電燈公司和中國臺灣的臺電集團(tuán)也全面采用GCM-X，已基本普及下屬各大電廠
