（1） 概述

发电机是电力系统的心脏，一旦发电机组发生故障，会给电力系统和国民经济带来巨大损失。发电机转子匝间短路是发电机组运行中比较常见的故障，也是影响机组安全运行的主 要原因之一。因此，对发电机组进行转子匝间短路试验就十分必要。

发电机转子匝间故障线圈的不对称电流和发热损耗会对转子进行不规则的加热，引起转子的热应力弯曲。此外，短路匝线圈会引起不平衡的气隙磁通，进一步恶化振动。但仅从转子振动迹象来判断转子是否存在匝间短路通常不准确，所以在对发电机转子进行成本很高的拆卸和修理之前，需进行附加测试，以确认发电机转子的匝间短路故障。转子绕组匝间短路故障目前主要的诊断方法有直流电阻法、匝间压降法、交流阻抗法、气隙波形法等。近年来开 始应用的 RSO （ Repetitive Surge Oscilloscope ）即重复脉冲法，基于波过程理论，应用于转子匝间短路的早期发现及短路定位的方法。 RSO 试验将两个相同的信号（陡上升沿低压脉冲信号 ） ，从转子绕组两端的集电环注入，然后用双路信号采集设备采样转子绕组对注入信号的反射波形。一旦遇到绕组阻抗突变点时都会导致反射波和透射波的出现，此时会在检测点测得与正常回路无阻抗突变点时不同的响应特性曲线信号。如果两端的响应波形相同， 则转子绕组无异常。短路程度通过故障点处的波阻抗变化大小来反映，突起的幅值大小表示匝间短路故障的严重程度。即使绕组仅仅出现一匝的短路故障，重复脉冲法也可准确识别， 这样重复脉冲法在早期匝间短路诊断领域具有十分巨大的优势。根据特征波形上升沿的开始时刻与特征波形开始突起时刻之间时间的比例，可判定发电机转子绕组匝间短路故障的具体位置。只要发电机转子绕组匝间短路故障不在转子绕组的中间，那么就可以通过特征波形来分析此匝间短路故障。 RSO 检测原理示意图如下图所示。

发电机转子绕组可近似认为是传输线，当把重复脉冲信号加到发电机转子滑环的某一端 时，信号波形的幅度由信号发生器的内阻和发电机绕组的波阻抗共同决定，绕组波阻抗一般

在 30Ω～1000Ω 之间。通过调节信号发生器的内阻即可调节重复脉冲信号幅度。脉冲在绕 组中的传播时间取决于绕组长度以及脉冲的传播速度。如果绕组另一端开路，则反射系数 α=1； 如果短路，则 α=-1。反射波返回时，若信号源内阻与波阻抗相等（ 在电源端 α=0 ）， 则脉冲被吸收，不再发生反射。

相对其它试验， RSO 试验的灵敏度很高，在匝间短路初期就可以检测，当对多个历史数据 进行对比时，即使匝间绝缘有轻微的变化也能看出，判断绝缘恶化状况的进展。试验设备简

单，无需抽转子、拔护环，只要转子绕组与励磁系统断开，无论转子处于静止或旋转条件下， 均可试验。 RSO 试验还可对匝间短路故障点进行定位，可精确到一个线圈。

（2） 技术参数与功能特点

• 技术参数适用范围： 使用范围：

• 二或四极容量 10-1200MVA 汽轮发电机转子 工作电源：

• 内置锂电池：可持续工作 8 小时

• 外部供电：电压 175VAC ～ 265VAC ；频率 50 或 60 Hz

激励信号：

• 输出脉冲幅度 :1 ～ 12V

• 脉冲频率： 1kHz ～ 100kHz

• 输出阻抗： 10 ～ 1000Ω

• 空载通道电压偏差：任一点不大于 30mV

• 输出波形：上升沿时间 ≤ 1μs

• 自检功能：内置转子模拟电路实现分析仪主机自检采集设备： 信号采集：

• 采样频率： 1GHz

• 信号采集周期： 100μs ～ 1ms 可调

• 输入带宽： 60MHz

• 分辨率： 12 位

• 通道数： 2

• 示波器输入阻抗： 50Ω 或 1MΩ 可选通讯方式：

• USB3.0

• 功能特点

（1） 相对传统主机，本仪器集成脉冲发生和数据采集功能

（2） 操作界面简单，仪器校准精确

（3） 电池供电或者外部供电、仅需 3 条测试线即可进行试验

（4） 内置激励信号在转子绕组传播过程的标定算法，定位准确

（5） 激励脉冲采用数字发生技术，便于调节幅值、频率、脉冲位置等参数

（6） 无损检测，诊断过程安全，不会对转子造成任何影响

（7） 简体中文软件，软件安装简单、方便，软件交互图像化，操作步骤简单化

（8） 电脑显示测试结果及数据，直观判断故障、波形始终点、值，生成试验报告

（9） 内置 30、60、100 万机组的短路位置数据库，短路定位及故障程度评估更精确；

（10） 8 组试验数据同屏显示、对比，便于历史趋势分析

（11） 便捷式外形，体积小、重量轻，方便携带和使用