GCM说明书

一工作原理

发电机状态监测器（GCM）包括一个离子室检测器（ICD）、电表/报警盘、记录器、流量计（差压表）、过滤器/电磁阀及流量设定阀。它是设计用于氢气压力高达100PS1G（磅/平方英寸表压）（7巴）的。

从发电机来的氢气经过过滤器电磁阀组件、ICD及流量设定阀。该ICD产生一个由电位计放大并施加在记录器或盘式表上的电流。

在正常运行情况下，该输出电流是一个由流量及氢气压力而决定的定值。当有颗粒、例如由于超温而产生的颗粒存在时，此电流将下降，控制回路将打开一个触点，琥珀色的安全灯将熄灭，而红色的报警灯将点亮。用于外部报警的SPDT（单极双投）接触也被触发。一旦该回路报警了，它可以通过按在电表/报警盘上的“ALARM  SEQUENCE  RESET”按钮而被重新设定。该报警是有故障保护的，并将在电源发生故障的情况下触动SPDT外部报警触点。通过ICD的正确的流量是由位于ICD出口侧上的柜内侧的流量设定控制装置设定的，而在电表/报警盘上的报警设定控制则设定报警跳闸点。

在正常运行情况下，在过滤器/电磁阀组合中的过滤器是被旁路掉的。当前面板上的“FILTE”按钮被按下时，该电磁阀被启动，全部气体通过过滤器而除去颗粒。其目的是为了确定一个报警状态是真实的或者是设备故障的结果。假如报警是真实的，并确有颗粒存在于气流中，按下“FILTE”按钮将导致输出电流返回至正常、安全的水平。当该按钮被按下后，红色的FILTE灯应亮着。GCM所有的组件均放置在一个单独的小室中。

对所有型号均配备有一个试验颗粒源。当按下一个按钮而启动该源时，颗粒被引入ICD；通过生成一个模拟的报警信号校核其运行。

GCM配备有一个集成的自动采样器。当GCM发警报时，氢气通过一个可移动的收集器，它捕捉了由热力分解产生的颗粒。然后该收集器可以被送到试验室，以分析过热的来源。

GCM可以与通常位于控制室内的GCM自动报警装置相连接。该自动报警器监测GCM的输出并将其显示于一个表计或记录器上。当输出下降时，该过滤器自动地插入；该自动报警器决定了是否有一个GCM故障存在，或验证报警状态存在。该自动报警器控制自动采样器，仅在为了证实一个报警时才启动它。假如GCM输出超过了预设定的上限或下限，或者GCM流量降至设定极限以下，该自动报警器就提供警告指示。

二试验颗粒源

在电位计/报警盘上的“PARTICLE  TEST”按钮开关启动试验颗粒源。一个红色的导向灯“VERIFIED  ALARM”（检验报警）表示该源已启动。颗粒由在试验源中的加热线上的涂层所产生，它包含着用于50次或更多次试验的足够的材料。该源应仅在氢气纯度及压力适于发电机正常运行、且GCM在“安全”模式时才被启动。

触动该“PARTICLE  TEST”按钮应将使输出电流在约5秒钟之内产生一个明显的下降。一旦GCM有了报警，该颗粒源的电源将被自动断掉。假如保持“试验”按钮被按下20秒钟之后仍无反应，则需更换试验颗粒源。

通过按下“FILTE”及“PARTICLE  TEST”按钮，核查过滤器及电磁阀。输出电流不应发生变化且无报警。切勿将“PARTICLE  TEST”按钮保持按下超过20秒，并且应在释放“FILTE”按钮之前先释放它。

三报警步骤 

1.无自动报警

如果有一个报警指示，需检查记录图表。假如报警是由于过热，记录的电流迹线应显示电流在几分钟或小时内会有一个逐渐的下降。假如电流下降并立即恢复至正常水平，该报警很可能是瞬间电力中断的结果；在此情况下，应通过按下“重置”按钮重新设定该报警。假如确实显示电流有一个确定的、持久的下降，并且“流量”读数是正常的，按下“过滤器”按钮。（在流量显示上有一个大于20%的下降，表示在电磁阀或过滤器中有过量的，对此应加以调查）。输出电流应返回至接近其正常值。假如确实如此，则该下降是铁芯故障或是其它颗粒源譬如发电机中过热导致的，应采取恰当的措施。假如在“过滤器”按钮按下的情况下，电流仍维持在报警水平以下，则表示GCM的某一个组件有故障，这可使用 “故障寻找”中概述的程序确定其位。

当“自动采样器”系统被启动了，通过GCM入口的流量增加， ICD的流量可能减少。对于风机差压低的发电机这个效应将达到最大，尤其是当入口管很长时。在有些情况下， ICD流量可能为零。由于这个原因，可能有必要等待，直至“自动采样器”流量已在进行上述报警验证程序之前被关闭。

2.有自动报警

该“自动报警”自动地确定是“GCM故障”引起了GCM输出的下降，还是由于发电机过热引起了“证实的报警”，从而可以采取适当的纠正动作。

因为“自动采样器”仅在一个报警已由“自动报警”证实之后才被启动的，任何从“自动采样器”来的ICD流量的变化，在 “自动报警”被 使用时，将不会影响报警的证实。

四自动采样器

“自动采样器”的操作是自动的，毋需另外的注意。假如不需要自动运行并且未安装有“自动报警”，则在TB2上的端子7及8之间的连接应该被去掉。假如安装了“自动报警”，则扭开在报警屏上的“MANUAL  START  ONLY”指示器，即可禁止“自动采样器”的自动操作。

如果到GCM的交流电先被断开然后恢复，虽然“报警”灯可能亮着，但该采样器将不会被启动。

通过按下采样器控制上的“START”按钮，在任何时候都能收集样品。在预先设定的时间间隔之后，该流量将被自动地停止。该流量的停止可先于按下采样器上的“停止”按钮。

五定期检查和维修

为了确保GCM的连续可靠的性能，建议进行下列的定期检查：

每天：

1．检查流量，“FLOW”上指示应为1.5；如有必要，用“流量设定”控制设定为正常。

2．检查输出电流轨迹，它应在记录器或表计上的箭头处（显示）。

每周：按下“过滤器”按钮，指示器灯应亮，假如电磁阀在工作，应有一个可听到的滴答声。流量或输出中应无变化或仅少量变化。假如流量指示值下降超过20%，过滤器可能受了。假如输出显著地增加，可能有一些颗粒存在于氢气中。

每月：启动“试验颗粒源”。

在发电机停机期间，建议维持给GCM供电，特别是在高湿度时期。其目的是避免水分冷凝在ICD及电位计/报警中的关键绝缘器上。假如安装了记录器，可将其电源停下，以停止图表驱动。

六详细说明

1.离子室检测器（ICD）

ICD包括一个离子化区及一个离子收集室，均包含在一个压力外壳内。气体首先通过离子化去，它包含一个低能级的α源（钍232）。然后产生的离子和气体一起传送至离子收集室，在那里有一个电极维持在对地-1 0伏。由于离子非常小，它们对质量有一个高比例的电荷，将其放在一个电气场中，它们有一个高的活动性。10伏的电势是足够引起大部分离子被吸引至收集电极上；在该处，它们产生的电流由电位计指示。

当气体中存在有颗粒时，某些离子将吸附着他们。这些颗粒，即使在显微镜下也看不清，也比离子大了许多倍。因此，颗粒—离子组合的电荷与质量的比减少了许多（千分之一左右），故其可动性低。这意味着现在仅少数被吸引至收集电极，导致至放大器的电流减少。试验显示：当一个面积大约为13平方厘米的芯材，在一个典型的发电机内侧，被足够地加热到使珐琅涂层退色时，电流将减少50%。在正常的发电机运行下，在氢气中的颗粒浓度基本为零。

图5显示：当“流量”计的设定维持在1.5，纯氢的典型的离子室输出电流及体积流与压力的函数关系，它显示在一个已知的设定值下，电流依赖于氢气压力；压力增加电流就减少。但是，假如当压力变化时不重新调整流量，此效应将被部分地抵消；压力的增加导致发电机的一个较高的风扇差压，从而增加了流量，这将减少电流的变化（流量减小，输出电流下降）。所绘的是体积流量（而不是惯常的标准流量），因为它更逼真地确定离子室性能。

该电流曲线在约2巴处有一个峰值；体积流率降低引起压力增加，电流就减少。

当压力降低至2巴以下时，电流再次下降；这是因为较低的气体密度允许一些α颗粒在它们产生离子之前到达离子室的壁上。

2.电位计/报警回路

只要GCM输出高于报警水平，它将置继电器K2于安全模式中。当GCM输出下跌至50%以下时，置K2于报警模式。从而即使GCM输出上升至50%以上，输出触点将留在报警模式，直至按下“重置”（RESET）按钮。

在流量计中一个磁性操动的簧片开关控制流量报警回路。在正常流量时，该开关闭合并短路了电路板B3上的固态继电器K1的输入端子。在低流量时，该开关打开，它使K1通电，并施加交流线电压至“自动报警”中的流量报警回路。

该流量报警开关在工厂中已调整好在流量减少约20%时打开。由于流量压差与流量的平方成比例，这相当于一个流量指示减少约36%。

3.自动采样器

假如未安装“自动报警”，任何时候GCM由“安全”变成“报警”状态，采样器将启动，一股气体流将在一个规定的时间内经过收集器，此时流量将被关闭。

一个盖子联锁装置可避免当校核电位计零位或使用“试验颗粒源”时自动启动采样器。该流量能在任何时候用手启动或停止。

当安装有“自动报警”时，继电器K3被更换。但是一个适配器将传送“自动采样器”控制于“自动报警”屏，因此采样器只有在一个报警被证实时，才被启动。

七故障查寻

由于没有移动部件、高温组件或危险的调整，GCM应长期无故障地工作。如果有任何运行困难，要核查电源及所有连接处。

1.回路保护

GCM回路由一个位于电位计/报警盘上的5安培断路器保护。跳闸时其按钮将伸出，并可见一个红光带。在确定并纠正了跳闸原因后，压下按钮以重新置位。

2.无流量指示并无输出电流

●阀门被关闭，或至发电机的管道有堵塞。

●至发电机的不正确的连接导致零或低的差压。

3.负流量指示

●至发电机的连线接反了。

●流量计有故障。

4.不稳定的流量

●在通往发电机的管道中、或GCM的管道中有液体进入。

●“流量设定阀”中有污物。

5.流量良好，但输出电流低或无。

●到ICD的-10伏连接开路或短路了。

●电位计坏了。

●至电位计的电缆开路、连接被断开，或短路了。

●表计或记录器坏了。

●电源坏了。

●ICD中输出对地短路。

6.输出电流超限，甚至在流量为零或流量低时也超限

●可能由于离子室中进入了纤维，造成短路、或ICD内有导电通路。

●供电有故障。

●电位计有缺陷。

●R1开路，或在反馈回路中开路，或R5开路。

7.输出良好，但报警不重置

●A2或B2组件有缺陷。

●K1有缺陷。

●K2有缺陷。

●R6或相连的接线有缺陷。

●S2有缺陷，核查“遥控重置”。

8.输出低于50%但回路不报警

●R6（报警设定）有缺陷或未恰当地调整

●A2或B2组件有缺陷

●K1有缺陷

●K2有缺陷

●S2短路，或在“遥控重置”回路中有短路。

9.过滤器灯持续亮着

●S3有缺陷。由于输入信号可能被过滤器去掉，在此情况下GCM将不会探知一个故障。为了临时操作，可通过断开电磁线圈回路中的2针连接器（J4），对电磁线圈断电。灯将保持亮着，但电磁阀将被关闭，并且过滤器可能被旁路掉。要立即进行检修，因为在过滤器电磁线圈被断开时，假如安装了一个“自动报警”，并且有一个发电机产生问题时，该“自动报警”将指示一个“GCM故障”而非一个“证实的报警”。

●假如安装有“自动报警”，可能在“自动报警”中有缺陷。

10.当“试验”按钮启动时，“试验”灯不亮

●GCM在“报警”状态；重置

●开关S4有缺陷（打开）

11.当“试验”按钮释放时，“试验”灯仍亮着

●开关S4有缺陷。通过断开至变压器T1的引线处的双针连接器（J5），可暂时操作GCM。该灯将保持亮着，但“试验源”将不被启动，使GCM能正常运行。

●假如安装有“自动报警”，“自动报警”有缺陷。

12. “试验”灯点亮，20秒之内“试验”响应低或无响应

●电气连接不好。核查在变压器T1初级及次级处的连接器，及在铜管处的接地连接。

●R3打开或未恰当地调整

●在（试验颗粒）源正上方的接头中有堵塞。

●（试验颗粒）源枯竭；见“试验颗粒源更换”。

13.输出电流下降，通过启动“过滤器”按钮不能恢复

这个可能是由于绝缘子从氢气流的水分、油或其它污物中沉积，从而引起在ICD中的泄漏电流的结果。ICD输出电缆的电阻应为最小1M兆欧（1012欧姆）。