1.引(yǐn)言
　　某水(shui)電站爲(wei)地下式(shì)廠房,裝(zhuang)有6台單(dan)機容量(liang)爲700MW的水(shui)輪發電(dian)機組,發(fa)電機爲(wèi)立軸半(ban)傘式,發(fa)電機上(shang)導軸承(cheng)油盆油(yóu)㊙️位安裝(zhuang)一套磁(cí)翻闆液(ye)位計 ,液(ye)位計配(pei)置有模(mó)拟量和(hé)開關量(liang)信号送(song)至監控(kòng)系統,磁(ci)開關是(shì)磁翻闆(pan)液位計(ji)判斷油(yóu)位是否(fǒu)正常的(de)✍️重要開(kāi)關🔞量信(xin)号,外部(bu)磁場引(yin)起磁翻(fān)闆液位(wei)計磁開(kāi)關誤動(dong)作,不但(dan)影響🚶運(yun)行人員(yuan)對油位(wei)是否正(zhèng)常的判(pan)斷,還⚽影(yǐng)響水輪(lún)發電機(ji)組🌈的安(an)全穩定(ding)運行。因(yīn)⭐此,如何(he)有效地(dì)消除外(wài)部磁場(chǎng)對磁開(kai)關的幹(gan)擾值得(de)研宄。
　　文(wen)中主要(yào)針對外(wai)部磁場(chang)引起磁(ci)翻闆液(ye)位計磁(ci)開關誤(wu)動作情(qing)況,對不(bu)同類型(xíng)的磁場(chǎng)幹擾源(yuán)及不同(tong)🚶‍♀️種類的(de)磁場屏(píng)蔽材料(liào)進行分(fèn)析研究(jiū),總結不(bú)同的磁(ci)場幹擾(rǎo)源與磁(ci)場屏蔽(bi)材料的(de)關系。結(jie)果表明(ming),對😘低頻(pín)磁場,可(ke)用高導(dǎo)磁材料(liao)做屏蔽(bì)體來實(shi)現磁場(chǎng)屏蔽;對(dui)高頻磁(ci)場,由于(yú)同時存(cún)在電場(chǎng)分量和(he)磁場分(fen)量,因此(ci)要求電(dian)場屏蔽(bì)和磁場(chang)屏蔽同(tong)時進行(háng)。通🌈過分(fen)析研究(jiū),最終找(zhǎo)到了解(jie)決外部(bù)磁場引(yǐn)起磁翻(fan)🌏闆液位(wei)計磁開(kai)關的✉️處(chù)理措施(shī)。
2.磁翻闆(pǎn)液位計(ji)原理介(jie)紹
　　磁翻(fan)闆液位(wei)計根據(ju)浮力原(yuan)理和磁(cí)性耦合(hé)作用而(er)成✍️。當被(bèi)測容📱器(qi)中的液(yè)位升降(jiang)時,液位(wei)計本體(ti)管中的(de)磁性浮(fu)子也随(suí)之升降(jiàng),浮子内(nei)的永久(jiu)磁鋼通(tong)過磁耦(ou)合傳遞(dì)到磁翻(fan)柱指示(shi)器,驅動(dong)紅㊙️、白翻(fān)柱翻轉(zhuan)180°,當液位(wei)上升時(shi)翻柱由(you)白色轉(zhuan)變爲紅(hóng)色,當液(yè)位下降(jiang)時翻柱(zhu)由紅色(sè)轉變爲(wei)白色,指(zhi)示器☁️的(de)紅白交(jiāo)界處爲(wèi)容器内(nei)部⭕液位(wei)的實際(jì)高🈲度,從(cong)而實現(xiàn)液位清(qing)晰的指(zhǐ)示。控制(zhì)型液位(wèi)計在磁(ci)翻闆液(yè)位計的(de)基礎上(shàng)增加了(le)磁開關(guān),在監測(ce)液位的(de)同時磁(cí)開關信(xìn)号可用(yong)于對液(yè)位進行(hang)控制或(huò)報📧警;遠(yuan)傳型是(shi)在磁翻(fān)闆液位(wèi)計的基(jī)礎上增(zeng)加4~20mA變送(song)傳感器(qi),在現場(chang)監測液(ye)位的同(tóng)時将液(yè)位的變(biàn)化通過(guo)變送傳(chuán)感器、線(xiàn)纜及儀(yi)表傳到(dào)控制室(shì),實現遠(yuan)程監測(cè)和控制(zhi)。磁開關(guan)是一種(zhǒng)有觸點(diǎn)的無源(yuan)電子開(kai)關元件(jian),裝有兩(liang)個鐵質(zhi)的彈性(xìng)黃片電(dian)闆,還灌(guan)有惰性(xìng)氣☎️體。平(píng)時,兩個(ge)簧片是(shì)分開的(de),當有磁(ci)性物質(zhì)靠近時(shí),兩個簧(huáng)片被磁(ci)化而互(hu)相吸引(yǐn)接觸,簧(huáng)片就會(hui)吸合在(zai)一起,使(shǐ)接點所(suo)接的電(diàn)路連通(tong)。外部磁(cí)💃力消失(shī)後,兩個(gè)黃片由(you)于👌本身(shen)的彈性(xìng)而分開(kāi),電路就(jiu)開了。因(yīn)此,磁開(kai)關是一(yi)種利用(yong)磁場信(xìn)号來控(kòng)制的開(kāi)關器件(jian)。

3.磁開關(guan)誤動作(zuo)原因分(fen)析
　　分析(xī)某水電(dian)站監控(kòng)故障信(xìn)息一覽(lǎn)表,發現(xian)磁開關(guān)😘誤動🔞時(shi)間與勵(lì)磁系統(tong)起勵時(shí)間一緻(zhì),而磁開(kāi)關安裝(zhuang)位😍置正(zhèng)好處在(zai)勵磁電(dian)纜下方(fang),初步斷(duàn)定磁開(kai)關誤動(dòng)作😍由勵(li)磁電流(liú)産生的(de)磁場幹(gan)擾引起(qǐ)。發現該(gāi)問題後(hòu),将磁開(kai)關靠近(jìn)運行中(zhong)的發電(diàn)機滑環(huán)室,由🈲于(yu)此處磁(ci)場較強(qiang),磁開關(guān)受磁場(chǎng)力的作(zuo)用又再(zài)一✉️次動(dòng)作。因此(cǐ),可以'斷(duàn)定磁開(kāi)關的誤(wu)動作由(yóu)外部磁(ci)💯場幹擾(rǎo)引⭐起。進(jin)一步分(fen)析可知(zhī),勵磁🎯電(dian)流屬于(yu)直流電(diàn)流,所感(gǎn)應出的(de)磁💃🏻場屬(shǔ)于低頻(pín)磁場
　　磁(ci)開關内(nei)部裝有(yǒu)鐵質的(de)彈性簧(huáng)片,在低(di)頻磁場(chǎng)中,鐵質(zhi)🏃‍♂️簧片被(bèi)磁化,從(cóng)而使彈(dan)性簧片(piàn)吸合導(dao)通,而油(yóu)位計内(nèi)部磁翻(fan)闆未達(da)到🐇磁開(kai)關動作(zuò)值的位(wèi)置,所以(yǐ)監控🐇誤(wu)報油位(wèi)異常信(xin)号。當🥰機(jī)組停機(jī)時,勵磁(cí)電🎯纜中(zhong)電流消(xiao)失,但此(cǐ)時磁開(kāi)關誤動(dòng)作信号(hào)并未複(fú)歸,下面(miàn)将通過(guo)磁滞回(hui)線的概(gai)念來解(jiě)💚釋此現(xiàn)象。

　　從圖(tú)2 (強磁物(wu)質磁滞(zhi)回線)分(fèn)析得出(chu),當勵磁(ci)電纜中(zhōng)通過電(diàn)流時,在(zai)周圍感(gǎn)應出磁(cí)場,磁開(kai)關中的(de)鐵質簧(huang)片被磁(cí)化,一定(dìng)時間後(hòu)達到飽(bao)和狀态(tài)。機組停(tíng)機後,勵(li)磁💁電纜(lan)中💛電流(liú)消☁️失,周(zhōu)圍♉磁場(chǎng)開始減(jian)弱,磁開(kai)關中的(de)鐵質簧(huang)片也開(kai)始退磁(cí),如圖2可(kě)看出,當(dāng)周圍☀️磁(cí)場減小(xiǎo)到0時,磁(ci)滞回線(xiàn)中因爲(wei)矯頑力(lì)的存在(zài),鐵質簧(huáng)片的磁(cí)性并沒(méi)有完全(quan)消失,所(suǒ)以磁開(kāi)關誤動(dong)作的信(xin)号不會(hui)複歸。此(ci)時需要(yào)在磁開(kai)關附近(jin)用永久(jiǔ)磁鐵産(chan)生一個(gè)與原磁(ci)場方向(xiàng)相反的(de)磁場,使(shi)矯頑力(lì)相互🈲抵(di)消,鐵質(zhì)簧🛀片中(zhong)的磁性(xing)消失,磁(ci)開關誤(wu)動作信(xin)号複歸(guī)。
4.屏蔽外(wai)部磁場(chǎng)的處理(lǐ)措施
4.1磁(cí)場屏蔽(bi)原理介(jie)紹
　　磁場(chang)由磁體(tǐ)産生,由(yóu)磁體的(de)N極指向(xiang)S極,在磁(ci)體的外(wài)部形成(chéng)閉合的(de)形式,距(jù)離轄射(she)源越近(jin),磁場強(qiáng)度越強(qiáng)。磁🔱場的(de)屏蔽的(de)原❄️理是(shì)利用磁(ci)性屏蔽(bì)材料,改(gai)變🐪磁場(chang)的方向(xiang),由于磁(ci)場通過(guò)低磁阻(zǔ)的通路(lù)被旁路(lù)掉,因此(ci)可保證(zhèng)被屏🌈蔽(bi)的物體(ti)不受磁(ci)場的幹(gan)擾影響(xiǎng)。磁場屏(ping)蔽分爲(wèi)靜磁屏(píng)蔽和電(dian)磁屏蔽(bì)。
　　靜磁場(chǎng)是穩恒(heng)電流或(huo)永久磁(ci)體産生(sheng)的磁場(chǎng),靜磁屏(ping)蔽是⚽利(lì)用高磁(ci)導率M的(de)鐵磁材(cai)料做成(cheng)屏蔽罩(zhào)以屏蔽(bi)外磁場(chang),靜🏃磁屏(píng)蔽的💜原(yuan)理可以(yǐ)用磁路(lù)的概念(niàn)來說明(míng),如将鐵(tiě)磁材料(liào)做成截(jie)面如圖(tu)2的回路(lù),則在外(wai)磁場中(zhong),絕大部(bu)分磁場(chang)集中㊙️在(zai)鐵磁回(huí)路中。這(zhe)可以把(bǎ)鐵磁材(cai)👅料與空(kong)腔中的(de)空氣作(zuo)爲并聯(lián)磁路來(lai)分析。因(yīn)爲鐵磁(cí)材料的(de)磁導率(lǜ)比空氣(qi)的磁導(dǎo)率要✂️大(dà)幾千倍(bei),所以空(kōng)腔的磁(ci)阻比鐵(tiě)磁材料(liào)的磁阻(zu)大得多(duō),外磁場(chang)的磁感(gan)👈應線的(de)絕大部(bu)份将沿(yan)着鐵磁(ci)💚材料壁(bi)内通過(guò),而進入(ru)空腔的(de)磁通量(liàng)極少。這(zhè)樣,被🌂鐵(tie)磁材料(liao)屏蔽的(de)空腔就(jiu)基本上(shàng)沒有外(wai)磁場,從(cong)而⛱️達到(dao)靜磁屏(píng)蔽的目(mù)的。

　　電磁(ci)場在導(dǎo)電介質(zhi)中傳播(bo)時,其場(chang)量(E和H)的(de)振幅随(sui)距離👉的(de)增加🔞而(ér)按指數(shù)規律衰(shuāi)減。從能(neng)量的觀(guan)點看,電(diàn)磁波在(zai)導電🌈介(jiè)質☁️中傳(chuán)播時有(you)能量損(sǔn)耗,因此(cǐ),表💋現爲(wèi)場量振(zhèn)幅的減(jian)小。導體(ti)表面的(de)場🥰量最(zui)大,愈深(shen)入導體(tǐ)内部,場(chǎng)量愈🔞小(xiao)。這種現(xian)象也稱(cheng)爲趨膚(fu)效應。利(lì)用趨膚(fu)效應可(kě)以阻止(zhi)高頻電(diàn)磁波透(tou)入良導(dao)體而做(zuo)成電磁(cí)屏蔽裝(zhuāng)置。電磁(cí)屏蔽是(shì)抑制幹(gan)擾,增強(qiang)設備的(de)可靠性(xìng)及🐇提髙(gāo)産品質(zhì)量的有(yǒu)效手段(duan)。合理地(dì)使用電(dian)磁屏蔽(bì),可以抑(yì)制外來(lái)高頻電(diàn)磁波的(de)幹擾,也(yě)可以避(bi)免作爲(wei)幹擾源(yuan)去影響(xiǎng)其他設(shè)備。
4.2磁場(chang)屏蔽材(cai)料選取(qu)
　　磁性屏(ping)蔽材料(liào)的磁導(dao)率與外(wai)界的磁(cí)場強度(du)有關✂️,外(wai)界📐磁場(chang)強度不(bu)同,磁性(xing)材料的(de)磁導率(lǜ)也不同(tóng),飽和通(tong)❤️量密💯度(dù)也⚽不同(tong),因此,在(zài)磁場的(de)屏蔽設(she)計中的(de)作用也(ye)不同。當(dāng)屏蔽低(di)頻磁場(chǎng)時,選擇(ze)磁鋼、坡(po)莫合金(jin)、鐵等導(dǎo)磁率高(gao)的材料(liào),而屏蔽(bì)高頻磁(cí)場則應(yīng)選擇銅(tong)鋁等導(dǎo)電率高(gāo)的材料(liao)。
4.3處理措(cuo)施
　　從以(yi)上分析(xi)可知,水(shui)輪發電(dian)機組各(ge)軸承油(you)盆磁翻(fan)闆油位(wèi)計所受(shou)的幹擾(rao)屬于低(dī)頻磁場(chǎng)幹擾,屏(píng)蔽應☀️選(xuan)用高磁(cí)導率材(cai)料,由于(yu)條件限(xian)制,我們(men)選用了(le)厚♉度爲(wèi)5mm鐵闆作(zuo)爲屏蔽(bì)材‼️料,且(qie)在設計(ji)時⛱️,盡可(kě)能的少(shao)留孔洞(dong)及縫隙(xi),避免增(zēng)加磁屏(ping)蔽體的(de)磁阻,從(cóng)而降低(di)屏蔽效(xiào)果,開機(jī)起勵後(hou)進行驗(yan)證,上導(dǎo)軸承油(you)槽☂️油位(wei)異常信(xìn)号未再(zài)報出。
5.結(jié)論
　　低頻(pin)磁場的(de)幹擾是(shì)引起某(mou)水電站(zhan)水輪發(fa)電機組(zǔ)上導軸(zhou)承油🌐槽(cáo)磁翻闆(pǎn)液位計(jì)磁開關(guan)誤動作(zuò)的重要(yào)因🔴素,經(jing)過多次(ci)實🛀驗分(fen)析,得到(dao)以下結(jié)論:
1)屏蔽(bì)低頻磁(ci)場的材(cai)料應選(xuǎn)用高磁(ci)導率材(cái)料的磁(ci)翻闆液(yè)位計;
2)磁(cí)場強度(du)較大時(shi),應增加(jia)磁屏蔽(bì)材料的(de)厚度;
3)盡(jìn)可能的(de)減少屏(ping)蔽體的(de)接縫和(he)孔洞,避(bì)免增加(jia)磁屏蔽(bì)體的磁(ci)阻,降低(dī)屏蔽效(xiào)果。縫隙(xì)、孔洞盡(jìn)量沿磁(ci)場方向(xiang)分布。

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