溯源弹簧形变过程的断路器振动信号递归量化分析辨识方法

从锁止机构脱扣引起储能弹簧释能,经部件带动动触头运动再到静止的每个动作具有严格阶段特征,伴随断路器动作的机械振动展现了能量传递及设备健康状态。该文提出一种溯源弹簧形变过程的断路器振动信号递归量化分析方法,首先由高速相机捕捉断路器操动时储能弹簧的动作图像,通过计算机视觉跟踪动态提取反映弹簧形变特征帧,再依据特征帧时序划分操动过程;然后将不同阶段振动信号映射至高维相空间,经递归分析得到体现动力系统变化特征的递归图,并递归量化分析其纹理结构特征;最后利用支持向量机模型对正常及故障状态下的断路器振动特征样本进行分析辨识,对比结果证明,由弹簧释能时序细化振动信号特征分析有效提高了分类识别准确率。该文方法在断路器操动机构状态辨识中具有广阔的应用前景。     

真空断路器永磁操动机构的应用与发展

根据我国配电网供电对高压断路器的质量和性能要求,阐述了永磁操动机构的工作原理、永磁操动机构与真空断路器的配合特点,以及中压断路器操动机构的现状和我国对永磁机构真空断路器的研发情况.     

真空断路器永磁操动机构研究

真空断路器作为中压开关的主流产品,其可靠性和智能化水平对电力系统的稳定和自动化程度将产生深远的影响.作为真空断路器的一种操动机构,永磁操动机构由于具有结构简单、可靠性高等优点,目前已在真空断路器上得到广泛的应用.随着配有永磁操动机构真空断路器的应用范围越来越广泛,对永磁操动机构提出了越来越严格的要求.文中介绍了几种典型的永磁操动机构的结构和工作原理.     

永磁操动机构应用于126kV高压真空断路器的研究

大量的试验研究证明永磁操动机构将会成为126 kV高压真空断路器的主要机构。介绍了永磁操动机构在结构上的特点,阐述了126 kV高压真空断路器的模型试验和相关试验结果,并提出将永磁操动机构应用于超高压真空断路器的设想。     

永磁操动机构应用于126 kV高压真空断路器的研究

大量的试验研究证明永磁操动机构将会成为126 kV高压真空断路器的主要机构。介绍了永磁操动机构在结构上的特点,阐述了126 kV高压真空断路器的模型试验和相关试验结果,并提出将永磁操动机构应用于超高压真空断路器的设想。     

基于振动信号的SF_6高压断路器操动机构状态监测

操动机构作为高压断路器开断的一级执行元件,其机械状态的健康程度直接影响断路器的工作状况。而断路器动作时的振动信号是由断路器内部一系列机械部件的运动与撞击产生的,含有丰富的时域和频域信息,为了能够实时有效地监测断路器操动机构的状态,需要对操动机构不同部位不同状态下对应的振动信号进行分析,获取能够反映断路器状态的特征量作为评估操动机构状态的判据。文中的研究对象为弹簧疲劳和缓冲器失灵两种操动机构故障,首先,分别对两种故障和正常工况进行了大量的模拟实验并采集相应的机械振动信号,通过形态学滤波对振动信号进行必要的降噪处理;然后对信号进行时域、频域上的分析对比,并以相对小波包能量法获取振动信号各频带的能量分布;最后,采用支持向量机对各个工况下的频带能量进行训练,并预测了待测试振动信号对应的断路器机械状态。结果表明,该方法具有很高的状态识别准确率,能满足实际工程应用中断路器操动机构的机械状态在线监测要求。     

基于CEEMDAN-LMD-KFCM的断路器操动机构机械故障诊断方法

断路器操动机构中高频振动信号蕴含丰富的机械信息,为有效提取振动中高频分量进行诊断分析,提出了一种新的断路器操动机构机械故障诊断方法。此方法对采集到的振动信号时域波形通过CEEMDAN分解,并根据熵权法对其高频分量进行重构以得到去噪信号,将去噪后的信号进行LMD分解,对分解得到的PF分量求取多尺度排列熵作为KFCM识别算法的输入特征分量。经KFCM识别结果表明,此机械故障诊断方法对断路器操动机构转轴卡涩、底座松动、拒动等典型故障具有较高的识别率。     

高压断路器新型电机操动机构的研究

本文研究了高压断路器新型电机操动机构,分析了两种不同运动方式的电机操动机构及其运动特性.基于40.5kV户内真空断路器采用电机操动机构,研究了永磁直线直流电机和有限转角永磁无刷直流电机,利用有限元方法对两种电机的基本特性和起动过程进行了动态特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线并进行了分析,分析两种电机操动机构在起动性能、运行方式及机构的复杂性、控制方面等特点,这为高压断路器采用电机操动机构提供了可靠的依据.     

一种永磁操动机构真空断路器性能测试方法

针对配有永磁操动机构的真空断路器性能特点，介绍了性能测试的基本方法，即将激磁线圈的电压电流信号与触头信号结合起来的测试方法。并运用此方法对35kV配永磁操动机构真空断路器的触动时间、激磁电流和电压的大小、动触头弹跳时间的长短等进行了测试，验证了方法的可行性与实用性，为断路器的性能测试提供了有益参考。     

基于有限元仿真的永磁操动机构参数设计研究

永磁操动机构结构参数设计是影响断路器性能的关键,公司在40kA真空断路器永磁机构的研发中,以永磁真空断路器生产投入经济性、运行可靠性为目标,建立永磁操动机构有限元模型对永磁体块数、激磁回路线圈匝数及电容容量三个参数进行优化研究,以确定最优化的永磁操动机构参数组合,避免单一参数分析导致的设计不合理。研究结果表明,基于有限元的永磁操动机构仿真模型与实际模型能保持较高的一致性,且该参数设计方法易于实际工程应用。     

中压真空断路器的操动机构

中压真空断路器从国内外运行经验来看，故障大多出现在操动机构上。电磁操动机构结构简单、工作可靠、制造成本低，但合闸线圈消耗功率太大，加上配用蓄电池，造成机构笨重、动作时间长。弹簧操动机构不需要大功率直流电源，适宜交流操作，但结构比较复杂、零件数多、制造工艺复杂、成本高。永磁操动机构是电磁系统与永磁系统的完美结合，出力一行程特性非常接近真空断路器的要求，但有些地方还不成熟，更缺乏运行经验，价格也远高于弹簧操动机构。咽此，国内真空断路器配用的操动机构大多为弹簧操动机构，今后永磁与弹簧操动机构将会相辅相成，并驾齐驱地向前发展。     

基于相空间重构的高压断路器振动信号特征分析

在高压断路器运行和操作过程中,其振动信号包含了最丰富的关于操纵机构、机械连接和灭弧室内的触头动作信息,有效的信号处理方法和特征提取手段能够将这些信息反映出来,作为诊断及检修的判据。以提取诊断及检修判据为目的,将相空间重构的方法应用于高压断路器的振动信号处理,从一个新的角度对信号进行了分析,提取信号特征并加以整理。通过对相空间重构获得的相空间图直观定性分析,并进一步利用求解振动信号的关联维数的方法定量判断,提出了一种分辨断路器机械机构运行状态的方法。通过对几种工况下高压断路器的振动信号的处理,结合对各种条件下获得的振动信号的关联维数变化规律的分析,证明了该方法提取的关联维数判据能够有效分辨断路器操动机构的正常与异常状态。这表明该判据可以充当分辨断路器操动机构的工作状态是否异常的重要依据,通过与其他故障诊断方法相结合,具有一定的应用前景。     

基于LMD和SVM的高压断路器弹簧操动机构状态异常检测方法研究

弹簧操作机构为高压断路器正常分合闸提供能量,其可靠性直接关系着断路器的正常工作,因此对断路器弹簧操动机构进行状态检测有着重要的意义。文中通过IEPE压电式振动传感器采集弹簧存储与瞬间释放过程中伴随断路器本体发生强烈振动信号,采用基于局部均值分解(LMD)的能量特征提取算法结合支持向量机(SVM)理论的方法实现弹簧操作机构状态检测。将采集到的断路器操动时的振动信号进行局部均值分解,得到一系列乘积函数(product function,PF)分量,求出包含主要弹簧异常信息的各个PF分量的归一化能量,将其作为特征向量,输入支持向量机,采用网格参数寻优法对SVM参数进行优化,建立高压断路器弹簧操作机构状态异常检测模型。实验结果表明,该方法的辨识精确度高达97.5%,能够有效识别断路器操动机构弹簧能量状态异常引起的故障类型。     

真空断路器永磁操动机构的三维有限元分析

对真空断路器中新型永磁操动机构的磁场进行了三维有限元分析 ,研究了永磁材料、磁套厚度以及温度对永磁操动机构静态吸力特性的影响。     

应用双稳态永磁操动机构的配电真空断路器

利用永磁操动机构的高可靠性实现开关设备的免维护,减少因为操动机构原因引起开关设备故障的概率。从应用的角度分析了双稳态永磁操动机构的基本原理,介绍了双稳态永磁操动机构在真空断路器中的应用。介绍了ZW-12户外交流高压断路器的特性。     

S_Kohonen网络在断路器故障识别中的应用

针对断路器操动机构常见故障问题,提出将改进的Kohonen网络对断路器典型故障进行诊断研究。首先,在某试验基地建立断路器监测实验平台,模拟操动机构典型故障。然后,分析采集到的合闸振动信号,采用3层小波包变换对降噪后的振动信号进行分解,得到各频段能量占总能量的百分比,利用粗糙集理论对特征参数进行知识约简,降低特征参数的维数。最终保留第1-4及第7频段。将保留的5个特征参数归一化处理后组成特征向量输入到S_Kohonen网络,对故障类型进行识别。实验结果表明,故障识别效果较好,且置信度高。     

高压断路器直线电机操动机构的动态特性分析

研究了一种高压断路器直线电机操动机构,设计分析了永磁直线直流电机及其运动特性。基于40.5 kV真空断路器机械特性的要求,设计了一台配有制动保持装置的永磁直线直流电机操动机构,利用有限元方法建立了电机的仿真模型,对永磁直线直流电机的基本特性和起动过程进行了特性仿真,得到了电机运行时的电磁推力、电流、速度等曲线并进行了分析,得出了电机操动机构能够提供的机械特性,为真空断路器采用直线电机操动机构提供了依据。     

35kV真空断路器永磁操动机构的研制

文章给出了真空断路器永磁操动机构的磁场计算方法，分析了永磁机构中的磁场分布和铁心受力。在计算的基础上研制了35kV真空断路器永磁操动机构样机并进行了实验。该永磁机构采用了圆柱形双稳态永磁机构，并通过对线圈和弹簧的设计与调试得到了满意的断路器分合闸性能。     

弹簧操动机构中凸轮的优化设计

为了达到真空断路器与弹簧操动机构的最佳匹配.弹簧操动机构中凸轮的优化设计十分重要。根据不同型号真空断路器配用的弹簧操动机构中的各种凸轮,分别对两种凸轮用作图法画出凸轮轮廓曲线,结合凸轮轮廓曲线的不同运动规律,提出了按变加速度运动规律来设计弹簧操动机构中凸轮的观点。用此方法设计的凸轮机构.与不同形式的真空断路器匹配后,在弹簧刚度减小的情况下.断路器闭合的平均速度明显提高且机构断路器闭合功率减小幅度很大.克服了弹簧操动机构的冲击振动大的缺点.试品各种参数均满足产品技术条件的要求.试验结果非常理想。实践证明按此方法设计的凸轮,传动效率有明显提高,这对延长操动机构的机械寿命大有好处。     

断路器用永磁操动机构软件分析系统

永磁操动机构具有零部件少，可靠性高，免维护等优点。研究了双稳态永磁操动机构特点，开发了断路器用永磁操动机构软件分析系统，系统主要包括永磁机构磁场分析和动态特性仿真两大功能，分别采用有限元方法和四阶龙格库塔算法来求解。该系统实现了永磁操动机构的参数化设计功能，能够较好地满足实际工程需求。