Generator Condition Monitor
絕緣過熱監測儀
產品簡介： GCM稱為絕緣過熱監測儀，E/One公司從上世紀六十年代開始研制，目前已發展到第四代新型絕緣過熱監測儀。 當發電機內部任何部位的絕緣材料受熱達到臨界溫度后，都將產生大量亞微細粒子，這種過熱維持一段時間，材料將發生質變，發生事故，并迅速擴大。GCM通過監視氣流中亞微細粒子濃度，能在故障發生前檢測到這些“熱污點”，發出警報，提醒運行人員及時采取措施，阻止故障發展和擴大，避免重大事故的發生，提高發電機運行安全性。它的作用已被國內外幾十年來大量的事實所證明，已有幾千臺在世界各國運行，銷量一。我國電力部已將其列入25項反措之一。根據氫冷發電機和空冷發電機的不同情況，E/One絕緣過熱監測儀又分為GCM-X（氫冷）和GCM-A（空冷）兩種型號。
GCM-X氫冷發電機絕緣過熱監測儀：
GCM-X是E/One公司針對氫冷發電機的情況而專門研發的氫冷發電機專用絕緣過熱監測儀。當發電機中的絕緣材料受熱達到臨界溫度后，出現熱分解，將產生大量的亞微細粒子，很快被GCM-X敏感的電離室檢測出來。GCM-X的微處理器就會根據熱點檢測情況啟動警報驗證程序：激活電磁閥組件中的某個電磁閥，使所有氫氣通過核實過濾器，除去亞微粒子；如果確實存在過熱產生的粒子，則除去這些粒子后將會使電離室檢測器的輸出返回到正常水平，從而確認是否存在熱解粒子和過熱情況。如果警報被確認，GCM-X將顯示已驗證的警報并打開警報開關，使定量的氫氣流過取樣系統進行自動采樣。結合示綜技術，分析氣體樣品，便可確定發電機內絕緣過熱的具體位置。
工作原理流程圖
GCM-X的特點：
能準確地早期預、報警；靈敏度高
開發的第四代絕緣過熱監測儀
可就地核實警報，無需外送化驗
可探測絕緣過熱和局部放電
穩定可靠，無誤報警
全防爆，國際ATEX, CE認證
的Gen-Tag分區涂料示蹤技術
完整的自診斷功能，維護簡單
GCM-X主要技術參數：
測量特性 | 機械特性 | ||
探測原理 | 離子艙（室） | 面板 | 觸摸按鍵、發光二極管條形圖 |
氫氣流量 | 由內部閥門調節 | ||
壓差 | 102~127 mmH2O | 壓力 | 100 PSI (690kPa) |
正常顯示 | 一般為80 % | 使用環境 | ATEX， Ex IIC CE |
報警顯示 | 一般為50 % | 環境溫度 | 0~52 ℃ |
氣體流量 | 1.5 （單位？） | 環境相對 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%) | ||
流量計輸出 | 4~20mA (0~3” 水柱) | 重量 | 約110公斤 |
GCM-A空冷發電機絕緣過熱監測儀：
隨著空冷發電機容量的不斷增大，其材料和結構需承受更大的功率密度，利用率越來越接近極限。發電機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非常危險，這樣發電機內部可能存在的局部過熱現象就尤為突出了，因此在發電機的系統中安裝早期過熱探測與報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相應的產品供電廠使用，其中GCM-A型空冷發電機工況監測裝置采用了使用威爾遜原理的云霧室作探測器，用于空氣冷卻的發電機、電動機的監測等。
GCM-A的性能和特點：
針對空冷發電機，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。
連續實時的監測發電機內部局部過熱或弧光放電；
連續的自診斷系統，裝置的一切主要運行參數均處于監測中，一旦裝置出現異常，診斷系統就會顯示出確切的故障；
全部采用固態電路和繼電器接點與外部進行接口連接；
發電機環境空氣、內部冷卻空氣的相關測量值及其差值信號均為4~20mA的模擬量輸出，便于與記錄儀或計算機進行連接；
可以方便地使運行參數和歷史記錄與遠方計算機進行通信，可用來實現遠程存取功能；
LCD指示正常工作狀態，如有需要，也可以顯示運行狀態下的自診斷和設計參數情況；
采用條狀數顯圖實時顯示實測值與報警設定值的狀態；
如果平均每小時都有數據讀入，數據在該裝置可保存120天，并且可下載到計算機中；
報警點和系統感應參數均可調；
GCM-A主要技術參數：
方 式 | 多點空氣采樣系統； | 控 制 | 交互式觸摸鍵、試驗和數字鍵； |
探測原理 | 威爾遜云霧室； | 環境溫度 | 32-125 oF（0-52 oC） |
探測器響應原理 | 過熱和燃燒中而分解出的微粒子； | 故障報警接點 | 提供3A/24VDC、3A/220VAC 常閉和常開接點； |
采樣線數 | 可變，2到4條； | 輸 出 | 聲光報警；觸點輸出； 4-20mA模擬電流輸出； |
采樣點數 | 可變，每線多達10個點； | 采樣速率 | 每秒采樣一次； |
氣 流 量 | 以每線10點計，14 LPM； | 水量 | 加濕器中的蒸餾水水瓶，每六個月注滿一次 |
輸 入 | 100-240VAC，50/60Hz，正常45W，100W | 機 殼 | 體積：610mm×559mm×232mm 重量：40 kg |
示蹤技術：
美國E/one公司專門生產的幾種化學性能及熱性能穩定、絕緣性能良好、附著力強、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”)。這些材料可按發電機的溫度分布特性，涂復到發電機的特定部位。一旦發電機出現局部過熱點，該熱點的“標識材料”會被提前熱分解，此時可借助GCM-X型發電機工況監測儀進行報警，并采集當時發電機內的氣體樣品進行分析，從而確定過熱點的部位，協助運行人員及早發現故障，防止故障擴大，避免發生重大事故。 此種發電機“標識材料”可在新發電機制造過程中噴涂上去，也可在發電機進行檢修時按E/one公司提供的噴涂工藝噴涂上去。
發電機絕緣過熱監測裝置性能比較:*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際經驗，經模擬試驗測試與實踐考驗，反復改進后而形成的第四代發電機絕緣過熱監測儀。 |
VS
| 國內仿制產品，仿制E/ONE公司的早期產品，又受制于國內工業條件，許多方面還不太成熟。 |
現場準確判斷發電機是否絕緣過熱，無需外送化驗。 | 常需要外送化驗，費時費財。 | |
有的Gen-Tag分區涂料示蹤技術，可以快速準確判斷發電機故障絕緣過熱的 部位。 | 沒有Gen-Tag分區涂料示蹤技術，不能準確判斷發電機故障絕緣過熱的部位。 | |
根據氫冷和空冷發電機的不同特性，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電機上都能做到高精度分析判斷。 | 沒有根據氫冷和空冷發電機的不同特性而區別對待。同一種產品簡單的用在情況不同的氫冷和空冷發電機，從而造成靈敏度不一致，準確度低，常發生漏報和誤報。 | |
GCM-X采用靈敏度的釷-232做粒子源，產生大量的電離能力強的α粒子和少量β粒子，信噪比高，不容易引發誤報警。 | 采用低靈敏度的廉價镅-241做粒子源，信噪比低，容易引發誤報警。镅-241在產生部分α粒子的同時會產生能量較高的γ粒子。 | |
α粒子用一張紙就可阻擋，β粒子可被2mm鐵板阻隔，在離子室內不會對外界造成輻射影響。 | 能量高的γ粒子穿透力強，對防護要求很高，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。 | |
能準確、及時發現絕緣過熱.。 經幾千家國內外電廠的多年運行，大量的成功實例，減少電廠經濟損失。 | 發生遲報和漏報，準確率低。 | |
嚴謹的報警驗證程序，有效地排除了誤報警，運行可靠，數千臺在國內外各電廠幾十年來長期有效運行。 | 易發生誤報警，干擾電廠正常運行。不少產品被電廠離線成擺設。 | |
在線流量監測，數字顯示和貯存。可與輸出分析比較 | 某產品無數字流量顯示，貯存，難與輸出比較。 | |
裝置全防爆， 有國際ATEX, CE認證，安全可靠。 | 某些產品未經防爆認證，有隱患。 | |
有完整的自診斷功能，有故障數據顯示。 | 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。 | |
整機性能優異，。 | 器件和部件可靠性較差，制造工藝水平較低。 | |
美國原裝。 | 國內仿制品。 | |
全面的售后按裝，培訓，技術服務。 | 有限服務。 | |
歐美亞世界各國，大陸和中國臺灣，銷量一。 | 只限局部地區。 | |
各大發電機主機廠認可的產品。 | 沒有在國際范圍被各大主機廠認可。 |
部分業績：
E/One的GCM絕緣過熱監測儀系列自從1968起服務于各大電廠，被各大主機制造廠及電力公司書面認可，至今已有2000多臺投入使用。GCM-X在中國大陸被電力行業廣泛認同，尤其在要求較高的核電行業普遍采用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、鎮海電廠、金陵電廠(燃機)、張家港電廠、運城電廠、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，香港電燈公司和中國臺灣的臺電集團也全面采用GCM-X，已基本普及下屬各大電廠
