1.引言 

　　某水电站为公开式厂房,装有6台单机容量为700MW的水轮发电机组,发电机为立轴半伞式,发电机上导轴承油盆油位装置一套磁翻板液位计,液位计配置有模仿量和开关量信号送至监控系统,磁开关是磁翻板液位计判别油位能否正常的重要开关量信号,外部磁场惹起磁翻板液位计磁开关误动作,不但影响运转人员对油位能否正常的判别,还影响水轮发电机组的平安稳定运转。因而,如何有效地消弭外部磁场对磁开关的干扰值得研宄。

　　文中主要针对外部磁场惹起磁翻板液位计磁开关误动作状况,对不同类型的磁场干扰源及不同品种的磁场屏蔽资料停止剖析研讨,总结不同的磁场干扰源与磁场屏蔽资料的关系。结果标明,对低频磁场,可用高导磁资料做屏蔽体来完成磁场屏蔽;对高频磁场,由于同时存在电场重量和磁场重量,因而请求电场屏蔽和磁场屏蔽同时停止。经过剖析研讨,最终找到理解决外部磁场惹起磁翻板液位计磁开关的处置措施。 

2.磁翻板液位计原理引见

　　磁翻板液位计依据浮力原理和磁性耦协作用研制而成。当被测容器中的液位升降时,液位计本体管中的磁性浮子也随之升降,浮子内的永世磁钢经过磁耦合传送到磁翻柱指示器,驱动红、白翻柱翻转180°,当液位上升时翻柱由白色转变为红色,当液位降落时翻柱由红色转变为白色,指示器的红白接壤处为容器内部液位的实践高度,从而完成液位明晰的指示。控制型液位计在磁翻板液位计的根底上增加了磁开关,在监测液位的同时磁开关信号可用于对液位停止控制或报警;远传型是在磁翻板液位计的根底上增加4~20mA变送传感器,在现场监测液位的同时将液位的变化经过变送传感器、线缆及仪表传到控制室,完成远程监测和控制。磁开关是一种有触点的无源电子开关元件,装有两个铁质的弹性黃片电板,还灌有惰性气体。平常,两个簧片是分开的,当有磁性物质靠近时,两个簧片被磁化而相互吸收接触,簧片就会吸合在一同,使接点所接的电路连通。外部磁力消逝后,两个黃片由于自身的弹性而分开,电路就开了。因而,磁开关是一种应用磁场信号来控制的开关器件。 

磁翻板液位计原理图

3.磁开关误动作缘由剖析 

　　剖析某水电站监控毛病信息一览表,发现磁开关误动时间与励磁系统起励时间分歧,而磁开关装置位置正益处在励磁电缆下方,初步判定磁开关误动作由励磁电流产生的磁场干扰惹起。发现该问题后,将磁开关靠近运转中的发电机滑环室,由于此处磁场较强,磁开关受磁场力的作用又再一次动作。因而,能够'判定磁开关的误动作由外部磁场干扰惹起。进一步剖析可知,励磁电流属于直流电流,所感应出的磁场属于低频磁场 

　　磁开关内部装有铁质的弹性簧片,在低频磁场中,铁质簧片被磁化,从而使弹性簧片吸合导通,而油位计内部磁翻板未到达磁开关动作值的位置,所以监控误报油位异常信号。当机组停机时,励磁电缆中电流消逝,但此时磁开关误动作信号并未复归,下面将经过磁滞回线的概念来解释此现象。 

强磁物质磁滞回线图

　　从图2 (强磁物质磁滞回线)剖析得出,当励磁电缆中经过电流时,在四周感应出磁场,磁开关中的铁质簧片被磁化,一定时间后到达饱和状态。机组停机后,励磁电缆中电流消逝,四周磁场开端削弱,磁开关中的铁质簧片也开端退磁,如图2可看出,当四周磁场减小到0时,磁滞回线中由于矫顽力的存在,铁质簧片的磁性并没有完整消逝,所以磁开关误动作的信号不会复归。此时需求在磁开关左近用永世磁铁产生一个与原磁场方向相反的磁场,使矫顽力互相抵消,铁质簧片中的磁性消逝,磁开关误动作信号复归。

4.屏蔽外部磁场的处置措施 

4.1磁场屏蔽原理引见 

　　磁场由磁体产生,由磁体的N极指向S极,在磁体的外部构成闭合的方式,间隔辖射源越近,磁场强度越强。磁场的屏蔽的原理是应用磁性屏蔽资料,改动磁场的方向,由于磁场经过低磁阻的通路被旁路掉,因而可保证被屏蔽的物体不受磁场的干扰影响。磁场屏蔽分为静磁屏蔽和电磁屏蔽。 

　　静磁场是稳恒电流或永世磁体产生的磁场,静磁屏蔽是应用高磁导率M的铁磁资料做成屏蔽罩以屏蔽外磁场,静磁屏蔽的原理能够用磁路的概念来阐明,如将铁磁资料做成截面如图2的回路,则在外磁场中,绝大局部磁场集中在铁磁回路中。这能够把铁磁资料与空腔中的空气作为并联磁路来剖析。由于铁磁资料的磁导率比空气的磁导率要大几千倍,所以空腔的磁阻比铁磁资料的磁阻大得多,外磁场的磁感应线的绝大部份将沿着铁磁资料壁内经过,而进入空腔的磁通量极少。这样,被铁磁资料屏蔽的空腔就根本上没有外磁场,从而到达静磁屏蔽的目的。 

磁场屏蔽作用表示图

　　电磁场在导电介质中传播时,其场量(E和H)的振幅随间隔的增加而按指数规律衰减。从能量的观念看,电磁波在导电介质中传播时有能量损耗,因而,表现为场量振幅的减小。导体外表的场量最大,愈深化导体内部,场量愈小。这种现象也称为趋肤效应。应用趋肤效应能够阻止高频电磁波透入良导体而做成电磁屏蔽安装。电磁屏蔽是抑止干扰,加强设备的牢靠性及提髙产质量量的有效手腕。合理地运用电磁屏蔽,能够抑止外来高频电磁波的干扰,也能够防止作为干扰源去影响其他设备。 

4.2磁场屏蔽资料选取 

　　磁性屏蔽资料的磁导率与外界的磁场强度有关,外界磁场强度不同,磁性资料的磁导率也不同,饱和通量密度也不同,因而,在磁场的屏蔽设计中的作用也不同。当屏蔽低频磁场时,选择磁钢、坡莫合金、铁等导磁率高的资料,而屏蔽高频磁场则应选择铜铝等导电率高的资料。 

4.3处置措施 

　　从以上剖析可知,水轮发电机组各轴承油盆磁翻板油位计所受的干扰属于低频磁场干扰,屏蔽应选用高磁导率资料,由于条件限制,我们选用了厚度为5mm铁板作为屏蔽资料,且在设计时,尽可能的少留孔洞及缝隙,防止增加磁屏蔽体的磁阻,从而降低屏蔽效果,开机起励后停止考证,上导轴承油槽油位异常信号未再报出。 

5.结论 

　　低频磁场的干扰是惹起某水电站水轮发电机组上导轴承油槽磁翻板液位计磁开关误动作的重要要素,经过屡次实验剖析,得到以下结论: 

1)屏蔽低频磁场的资料应选用高磁导率资料的磁翻板液位计; 

2)磁场强度较大时,应增加磁屏蔽资料的厚度;

3)尽可能的减少屏蔽体的接缝和孔洞,防止增加磁屏蔽体的磁阻,降低屏蔽效果。缝隙、孔洞尽量沿磁场方向散布。