Brevet FR2776859A1 — publié le 19991001

DISPOSITIF DE LEVAGE DE BARRES DE STATOR L'invention concerne un dispositif de levage de barres de stator, et, plus particulièrement, un dispositif de le- vage pneumatique utilisé pour mesurer le mouvement radial de barres de stator dans leur rainures pendant que le gé- nérateur est in situ. Il a été déterminé que la vibration des barres de sta- tor, autorisée par l'espacement radial entre la barre et la rainure de stator, était un facteur significatif con- tribuant à l'abrasion des barres de stator. L'enroulement de stator est conçu et construit avec un espacement nul dans la rainure. Toutefois, en résultat d'un rétrécisse- ment graduel du contenu de la rainure, comme, par exemple, le blindage des barres, les cales et les charges des rai- nures, qui peut se produire sur un enroulement de stator durant un fonctionnement à long terme normal, un espace- ment radial se développe dans la rainure de stator. La dé- tection précoce du développement de cet espacement permet- tra aux possesseurs de générateurs de planifier les ac- tions correctrices nécessaires avant que des détériora- tions significatives ne soient survenues à l'isolement de la barre de stator vis-à-vis de la terre du fait de l'abrasion de la barre. Par conséquent, le dispositif de levage jouera le rôle d'outil de planification de mainte- nance de générateur pour identifier les pièces et la main d'oeuvre pour les principaux arrêts de maintenance. La méthodologie utilisée actuellement pour mesurer le mouvement radial de la barre de stator dans la rainure né- cessite le retrait du champ du générateur du stator. Le coût du démontage et du retrait du champ, le temps néces- saire pour ce processus, et les dangers de retrait du champ ont amené à omettre la mesure de mouvement radial dans les programmes de maintenance préventive. Un vérin hydraulique avec des panneaux de levage spéciaux est uti- lisé, de façon caractéristique, pour pousser une barre de stator contre la barre radialement opposée, et le mouve- ment est mesuré avec un indicateur à cadran. Le dispositif de levage de barres selon la présente invention permet de réaliser cette mesure avec un démon- tage minimal du générateur durant un petit arrêt d'inspec- tion et permet de réunir des informations de valeur pour planifier la main d'oeuvre et les pièces pour un arrêt d'inspection principal. Le dispositif de levage est conçu pour traverser l'es- pace radial entre la bague de conservation de champ et l'enroulement d'extrémité de stator. Il nécessite un es- pace d'entrée minimal de 6,6675 cm (2,625 pouces). Le dis- positif est délivré à l'emplacement concerné, o le mouve- ment doit être mesuré, par une chenillette miniature, qui est configurée pour un positionnement circonférentiel du dispositif autour de la bague de conservation de champ. Le dispositif est disposé entre la bague de conservation de champ et la barre de stator devant être mesurée par l'ap- plication d'une force appliquée par pression d'air ou ana- logue. L'emplacement o le mouvement de la barre de stator sera mesuré, est, de façon caractéristique, la partie droite de la barre de stator radialement intérieure à la sortie de la rainure. La pression d'air est régulée de fa- çon à appliquer une force de 444,8 newtons pour 2,54 cm de longueur (100 livres par pouce de longueur) de contact en- tre le dispositif et la barre. Le mouvement radial de la barre résultant de l'application de cette force est mesuré par un transducteur de déplacement à tension linéaire (linear voltage displacement transducer ou LVDT) et est transmis à une unité de mesure. Selon un aspect de l'invention, on propose une unité d'essai de levage de barres pour mesurer le mouvement ra- dial de barres de stator de générateur in situ. L'unité d'essai de levage de barres comprend un transducteur de déplacement à tension linéaire fixé à un bâti, le trans- ducteur de déplacement à tension linéaire comprenant un élément de mesure de déplacement chargé par un ressort. Un détecteur de barre peut venir en prise à une extrémité ex- térieure avec un barre de stator. Un étrier de pivot est fixé de façon à pouvoir pivoter au bâti et est disposé en- tre une extrémité intérieure du détecteur de barre et le bras de mesure de déplacement chargé par un ressort du transducteur de déplacement à tension linéaire. Le bras de mesure de déplacement chargé par un ressort pousse le dé- tecteur de barre en prise avec la barre de stator. Selon un autre aspect de l'invention, on propose une chenillette de levage de barres pour mesurer le mouvement radial de barres de stator de générateur in situ. La che- nille de levage de barres comprend un ensemble de levage pouvant être inséré dans un espace radial entre un anneau de conservation de champ et un enroulement d'extrémité de stator d'un générateur. Une tête d'essai de levage de bar- res est fixée à l'ensemble de levage, et l'unité d'essai de levage de barres vient en prise de façon à coopérer avec la tête d'essai de levage de barres. Ces aspects et avantages de la présente invention, ainsi que d'autres, seront décrits en détail en se réfé- rant aux dessins joints, dans lesquels: la figure 1 est une vue en plan de dessus d'une che- nillette de levage de barres selon la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe transversale de l'unité d'essai de levage de barres selon la présente in- vention; la figure 3 est une vue latérale de la chenillette de levage de barres dans un état prêt à fonctionner; et la figure 4 est une vue latérale de la chenillette de levage de barres lors de l'application d'une force. La figure 1 est une vue en plan de dessus de la che- nillette de levage de barres 10 selon la présente inven- tion. La chenillette 10 comprend principalement une sec- tion tractrice 12 pour positionner circonférentiellement une tête d'essai de levage de barres 16 et un ensemble de levage 14 autour du champ du générateur. L'ensemble de le- vage 14 coopère avec la tête d'essai de levage de barres 16 qui vient en prise avec une unité d'essai de levage de barres 17 (figure 2). La section tractrice 12 utilise un moteur à courant continu 18 qui transfère de l'énergie à deux engrenages d'entraînement réunis 20. Les engrenages d'entraînement 20 roulent le long de pistes dans une direction circonféren- tielle autour de la bague de conservation de champ. Le jeu dans les pistes d'entraînement est éliminé en disposant les pistes sur des poulies folles 24, respectivement. Les poulies 24 sont positionnées à l'extrémité de deux vérins pneumatiques 26, respectivement, qui sont actionnés à l'air comprimé, et les vérins 26 poussent les poulies 24 contre les pistes. Si l'on se réfère à la figure 2, l'unité d'essai de levage de barres 17 vient en prise de façon à coopérer avec la tête d'essai de levage de barres 16, qui est fixée à l'ensemble de levage 14 et positionnée entre la barre de stator 53 et la bague de conservation de champ 73. L'unité d'essai de levage de barres 17 comprend un transducteur de déplacement à tension linéaire 32 fixé à un bâti 34. Un transducteur de déplacement à tension linéaire est un dis- positif classique pour mesurer avec précision de faibles distances. Dans ce contexte, le transducteur de déplace- ment à tension linéaire 32 comprend un bras de mesure de déplacement chargé par un ressort 36 qui est chargé vers l'extérieur par un ressort de compression 38 disposé sur le bras de mesure de déplacement chargé par un ressort 36. Le transducteur de déplacement à tension linéaire communi- que avec une unité de commande de mesure (non représentée) pour traiter les distances mesurées. Le bras de mesure de déplacement 36 vient en prise avec un étrier à pivot 40, qui est fixé au bâti 34 et pi- vote autour d'un pivot 42. Un détecteur de barre 44 est fixé à une extrémité opposée à un croisillon 101 de l'étrier de pivot 40, et est poussé (vers le haut en fi- gure 2) en prise avec la barre de stator de générateur 53. Comme montré en figure 2, le détecteur de barre 44 s'étend à travers la tête d'essai de levage de barres 16 de façon à venir en prise avec la barre de stator de générateur 53. Un coussin élastique 64 est disposé sur une surface supé- rieure de la tête d'essai de levage de barres 16 de façon à minimiser les contraintes localisées du matériau d'iso- lement recouvrant la barre. Le coussin élastique 64 est de préférence formé de polyéthylène à haute densité (HDPE) dans ce but. Il est évident que l'on peut utiliser d'au- tres matériaux tels que l'uréthane, et l'invention ne vise pas à être limitée au polyéthylène à haute densité. Le bâti 34 est monté de façon à pouvoir pivoter sur un châssis de levage de barres 100. Un détecteur de bague de conservation de champ 46 est fixé au bâti 34 et s'étend à travers un trou dans le châssis 100 en prise avec la bague de conservation de champ 73. Le détecteur 46 est maintenu en prise avec la bague de conservation de champ grâce au montage pivotant du bâti 34 sur le châssis 100. La surface inférieure du châssis 100 est revêtue d'une plaque d'usure 103, qui est de préférence fabriquée en polyéthylène à haute densité ou en d'autres matériaux similaires qui ne rayeront pas la bague de conservation de champ. Si l'on se réfère aux figures 3 et 4, l'ensemble de levage 14 comprend un dispositif d'entraînement de cale 52 tel qu'un vérin pneumatique comprenant un piston d'entraî- nement 54. Une cale 56 est couplée au piston d'entraîne- ment et comprend des roues 56a roulant sur une plaque d'acier 57 pour faciliter le positionnement et l'entraîne- ment de la cale 56. Un bras de levage 58 est mis en prise de façon à pouvoir se déplacer à une première extrémité avec la cale 56, par exemple par une roue 58a, et est fixé à une deuxième extrémité à un pivot 60. Le bras de levage 58 supporte la tête d'essai de levage de barres 16 dans une partie intermédiaire telle que le pivot 62 entre les première et deuxième extrémités. Comme montré en figure 4, lorsque le dispositif d'en- trainement de cale 52 entraîne la cale 56 par l'intermé- diaire du piston 54 vers la tête d'essai de levage de barres 16 (vers la gauche dans les figures 3 et 4), la roue 58a du bras de levage 58 est soulevée vers le haut par la cale 56, de façon à soulever par conséquent la tête d'essai de levage de barres 16 de façon correspondante dans la barre de stator 53. Le dispositif d'entraînement de cale est commandé de façon à appliquer une valeur de force prédéterminée à la barre. Dans des formes préférées, la force est d'environ 444,8 newtons pour 2,54 cm de lon- gueur (100 livres poids par pouce de longueur) de contact entre le dispositif et la barre. Dans la pratique, le dé- placement de la cale 56 est très faible, car le mouvement acceptable de la barre n'est, de façon caractéristique, que de quelques millièmes de pouce (un pouce = 2,54 cm). L'écart admissible réel varie d'un générateur à l'autre. Dans une réalisation, la force de levage est déterminée par la pression d'air appliquée au dispositif d'entraîne- ment de cale 52. Dans une autre configuration, un détec- teur de charge est inséré entre la cale 56 et le piston 54 de telle sorte qu'une détermination de charge plus directe puisse être réalisée. Dans la pratique, durant le fonctionnement, le coussin élastique 64 appuie contre la barre 53. Le coussin élasti- que 64 en figure 2 est montré légèrement séparé de la barre 53 aux fins d'illustration. Pour essayer l'ajustage de la barre 53, une charge est appliquée à la barre par l'ensemble de levage 14. La force de réaction de cette charge est subie par la bague de conservation de champ 73. Le changement de distance entre la barre 63 et la bague de conservation de champ 73 est mesuré par le déplacement re- latif du détecteur de barre 44 et du détecteur de bague de conservation de champ 46. Comme indiqué, le détecteur de bague de conservation de champ 46 est rigidement couplé au bâti 34, et le bâti 34 est monté de façon à pouvoir pivo- ter au châssis de levage de barres 100. Ce montage pivo- tant assure que le détecteur 46, qui fait saillie à tra- vers un trou dans le châssis 100, maintient le contact avec la bague de conservation de champ 73. Lorsque le dé- tecteur 44 glisse dans le bâti 34, il fait tourner l'étrier à pivot 40 autour de son pivot 42. Le ressort 38 fait rester le bras de mesure de déplacement 36 du trans- ducteur de déplacement à tension linéaire 32 en contact avec l'étrier à pivot 40. La distance mesurée par les dé- tecteurs 44 et 46 n'est pas affectée par les positions re- latives de l'ensemble de levage 14 et du châssis de levage de barres 100. Grâce à la structure selon l'invention, l'essai in si- tu pour le déplacement radial de barres de stator peut être effectué sans démontage du champ de générateur. Le dispositif de levage est positionné circonférentiellement autour du champ par une section tractrice et est inséré à travers l'espace radial entre la bague de conservation de champ et l'enroulement d'extrémité du stator. Si le dépla- cement radial de la barre résultant de l'application d'une force dépasse une limite de seuil, on peut effectuer une maintenance supplémentaire. Bien que l'invention ait été décrite en relation avec ce qui est actuellement considéré comme étant les réalisa- tions les plus pratiques et préférées, on comprendra que l'invention ne doit pas être limitée aux réalisations dé- crites, mais qu'elle vise au contraire à couvrir différen- tes modifications et configurations équivalentes incluses à l'intérieur de l'esprit et de l'étendue de l'applicabi- lité des revendications jointes. REVENDICATIONS 1. Unité d'essai de levage de barres pour mesurer le déplacement radial de barres de stator de générateur in situ, l'unité d'essai de levage de barres étant caractéri- sée en ce qu'elle comprend: un transducteur de déplacement à tension linéaire (linear voltage displacement transducer ou LVDT) (32) fixé à un bâti (34), le transducteur de déplacement à tension linéaire (32) comprenant un bras de mesure de déplacement chargé par un ressort (36); un détecteur de barre (44) pouvant venir en prise à une extrémité extérieure avec une barre de stator (53); et un étrier de pivot (40) fixé de façon à pouvoir pivo- ter au bâti (34) et disposé entre une extrémité intérieure du détecteur de barre (44) et le bras de mesure de dépla- cement chargé par un ressort (36) du transducteur de dé- placement à tension linéaire (32), le bras de mesure de déplacement chargé par un ressort (36) poussant le détec- teur de barre (44) en prise avec la barre de stator (53) par l'intermédiaire de l'étrier à pivot (40). 2. Unité d'essai de levage de barres selon la revendi- cation 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un détecteur de bague de conservation de champ (46) fixé au bâti (34) et adapté pour venir en prise avec une bague de conservation de champ de générateur (73). 3. Chenillette de levage de barres (10) pour mesurer le déplacement radial de barres de stator de générateur in situ, la chenillette de levage de barres (10) étant carac- térisée en ce qu'elle comprend: un ensemble de levage (14) pouvant être inséré dans un espace radial entre une bague de conservation de champ (73) et un enroulement d'extrémité de stator d'un généra- teur; une tête d'essai de levage de barres (16) fixée à l'ensemble de levage (14); et une unité d'essai de levage de barres (17) venant en prise de façon à pouvoir coopérer avec la tête d'essai de levage de barres (16), l'unité d'essai de levage de barres (17) comprenant: un transducteur de déplacement à tension linéaire (32) fixé à un bâti (34), le transducteur de déplacement à ten- sion linéaire (32) comprenant un bras de mesure de dépla- cement chargé par un ressort (36), un détecteur de barre (44) pouvant venir en prise à une extrémité extérieure avec une barre de stator (53), et un étrier à pivot (40) fixé de façon à pouvoir pivoter au bâti (34) et disposé entre une extrémité intérieure du détecteur de barre (44) et le bras de mesure de déplace- ment chargé par un ressort (36) du transducteur de dépla- cement à tension linéaire (32), le bras de mesure de dé- placement chargé par un ressort (36) poussant le détecteur de barre (44) en prise avec la barre de stator (53) par l'intermédiaire de l'étrier de pivot (40). 4. Chenillette de levage de barres (10) selon la re- vendication 3, caractérisée en ce que l'unité d'essai de levage de barres (17) comprend de plus un détecteur de ba- gue de conservation de champ (46) fixé au bâti (34) et adapté pour venir en prise avec une bague de conservation de champ de générateur (73). 5. Chenillette de levage de barres (10) selon la re- vendication 3, caractérisée en ce que l'ensemble de levage (14) comprend: un dispositif d'entraînement de cale (52) comprenant un piston d'entraînement (54); une cale (56) fixée au piston d'entraînement (54); et un bras de levage (58) comportant une première extré- mité venant en prise de façon mobile avec la cale (56) et une deuxième extrémité fixée à un pivot (60), le bras de levage (58) supportant la tête d'essai de levage de barres (16) en une partie intermédiaire entre les première et deuxième extrémités. 6. Chenillette de levage de barres (10) selon la re- vendication 5, caractérisée en ce que l'unité d'essai de levage de barres (17) est disposée de façon fixe au voisi- nage de la deuxième extrémité du bras de levage (58) et en ce que le détecteur de barre (44) s'étend à travers une ouverture dans la tête d'essai de levage de barres (16). 7. Chenillette de levage de barres (10) selon la re- vendication 3, caractérisée en ce que le détecteur de barre (44) s'étend à travers une ouverture dans la tête d'essai de levage de barres (16). 8. Chenillette de levage de barres (10) selon la re- vendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend de plus un tracteur (12) pouvant être fixé à la bague de conserva- tion de champ (73) pour un positionnement circonférentiel sélectif autour d'un rotor de générateur, l'ensemble de levage (14) étant fixé au tracteur (12). 9. Chenillette de levage de barres (10) selon la re- vendication 3, caractérisée en ce que la tête d'essai de levage de barres (16) comprend un coussin élastique (64) sur un côté de barre de stator de la tête d'essai de le- vage de barres (16).