基于半监督学习的断路器弹簧机构机械特性监测及状态评估技术研究北大核心CSCD

针对断路器弹簧机构机械特性监测及状态识别系统普遍存在监测类型不全、特征值提取单一、判断标准太过绝对等问题,文中提出了基于小波及半监督学习的多特征分析的断路器弹簧操动机构机械状态识别新方法。通过感知元件对分合闸线圈电流、动触头位移等信号进行采集,采用小波算法对信号进行滤波处理,分析断路器弹簧操动机构的分合闸线圈电流、动触头位移等信号与断路器异常状态之间的对应关系,提取特征值,建立半监督学习多分类网络模型,实现断路器弹簧操动机构故障的机械特性监测及状态识别。实验结果验证了此方法具有较高的诊断正确率,对断路器的健康运营具有重要意义。     

真空断路器机械特性的在线监测方法

研究了真空断路器机械特性的在线监测方法。采用角位移传感器间接测量动触头的行程曲线,有效解决了直线位移传感器安装困难和高电位隔离的问题;通过监测操作过程中的振动信号,得到了在线状态下动静触头的关合和刚分时刻;用霍尔电流传感器监测分合闸线圈电流,配合动触头位移曲线,得到反映真空断路器机械特性的多个特征参量。     

新型高压断路器操动机构故障识别

利用高速、高分辨率摄像机捕捉断路器合分闸过程传动部件的运行状况,采用图像分析和识别技术获取断路器操动中传变部件运动位移、主轴转动过程及角度参数,计算分合闸时间、动触头行程、运动速度,从根本上革新断路器机械特性测试方法,提高参数测量精度和速度;再结合操动过程中声、振动的频谱特征分析、操作中分合闸线圈电流的分析,发现操动机构潜在故障,并分析故障类型,提高对运行状态判断的准确性,为断路器在线故障监测和状态检修奠定了基础。     

真空断路器在线监测中分合闸时间的研究

笔者基于工程项目研究了牵引变电所真空断路器在线监测中分、合闸时间的确定方法。在断路器分、合闸过程中,在线监测系统分别通过拉线位移传感器和压电式加速度传感器获取动触头的位移信号和断路器的振动信号,然后经过以DSP为核心的数据采集装置和通信网络将信号传至工控机。工控机上的后台管理软件对整个过程中动触头的位移特性和振动能量特点进行综合分析,最终确定分、合闸时间。     

智能断路器机械特性在线监测技术和状态评估

为了提高智能断路器运行的安全可靠性,笔者首先介绍了一种新型的智能断路器机械特性在线监测和状态评估技术的工作架构。然后具体分析阐释了智能断路器机械特性在线监测的原理,如分合闸线圈电流、储能电机电流、动触头行程—时间特性和辅助接点等状态量。接下来文中提供了一种行之有效的智能断路器状态评估方法,该方法能够从监测的数据和波形中分析出设备的故障信息,并对采集的数据进行了相应的故障诊断,提高了智能断路器运行的安全可靠性。     

高压开关柜断路器机械特性在线监测装置研究

研究了高压开关柜内断路器机械特性在线监测方法。采用非接触式角位移传感器间接测量动触头行程曲线,有效解决了常规角度位移传感器及直线位移传感器安装困难问题;利用断路器辅助触点及实验结果的时间修正,得到了动静触头刚分、刚合时刻;用霍尔电流传感器及其电路,得到了断路器分、合闸周期的起始时刻;用DSP2812作为处理器,通过对监测信号的处理、计算得出可以反映断路器机械特性的多个特征参量。     

真空断路器触头弹跳性能分析

1引言永磁操动机构真空断路器的开断性能有其自身的特点,它的终端位置的保持力都由永磁体来单独提供,取消了原有传统操动机构的锁、脱扣机构,大大减少了运动零部件;降低了机械故障率;提高了断路器的稳定工作性能;真正实现免维护。但由于分合闸实现机理的不同,触头弹跳产生的原因也就颇有差异。本文详细地分析了VS1—12型永磁操动机构分合闸弹跳的原因并提出行之有效的克服弹跳方法。2断路器分、合闸功能实现的基本原理永磁操动机构真空断路器在分合闸终端位置时,都由永磁体提供的磁能来实现稳定保持,断路器接到分合闸指令时,由电容器组或者直流电源向分合闸激磁线圈供电流产生电磁力,当电磁力逐渐增大到足以克服永磁体所提供的保持力时断路器的动触头开始运动并达到一定的速度值从而成功实现分合闸性能。因此,电源给激磁线圈的供电时间、所提供的操作功的大小及永磁体提供保持力大小是影响触头碰撞速度大小的主要因素,进而影响到断路器分合闸的弹跳性能。3动触头弹跳性能分析的重要性3.1合闸弹跳及其产生的原因、危害性带载工作的断路器由于触头弹跳的反复动作将产生很高的过电压,从而影响整个电力系统的供电稳定性,同时也将产生电流很大的电弧引起高温烧损触头甚至熔焊,这一...     

塑壳断路器机械状态监测系统

设计并开发了塑壳断路器(MCCB)机械状态监测系统。介绍了监测系统的软、硬件结构及工作原理并对断路器在分闸、合闸、脱扣及再扣合闸操作中的触头状态、电动操作机构的电机电流进行监测。利用小波分析方法对所检测的信号进行分析与处理,提取表征MCCB机械特性变化趋势的特征量,为MCCB的剩余寿命预测研究奠定了基础。     

高压开关设备的状态维修技术

金属开关柜柜内和手车触头温升、断路器机械特性及断路器触头电弧烧损是造成开关柜设备故障的重要原因,对它们进行有效的实时监测是实现开关设备维护方式转换的关键。介绍了CG2061型高压断路器触头温升在线测量系统原理及应用,永磁操动机构断路器远方监视技术及断路器触头电弧烧损监测技术。分析了断路器分闸动作时线圈电流波形与动铁心位移关系。列举了断路器短路开断电流与开断次数的计算方法。指出了将运行成熟的在线监测技术纳入设计和制造中,可以降低电器产品在线监测单元的安装费用,减少不必要工作。     

交流中压真空断路器机械特性在线监测装置的研制

在断路器所有故障中,机械故障占有相当大的比重,对其机械特性在线监测具有重要现实意义。文中针对某12 kV交流中压真空断路器,以分合闸线圈电流信号、角位移信号及振动信号为监测对象,研制了一种以STM32F407为主控芯片、搭载RT-Thread实时操作系统的交流中压真空断路器机械特性在线监测装置。该装置采用HNC-661霍尔电流传感器捕获分合闸线圈电流,判断断路器分合闸的动作起始时刻;在低电位处采用WDD35D4-5kΩ角位移传感器替代直线位移传感器间接测量动触头的位移曲线,有效避免了直线位移传感器在高电位处的隔离问题;利用ADXL001-70BEZ振动传感器采集断路器动作过程的振动信号,经短时能量法处理后提取出断路器刚分刚合时刻的振动事件,并在此基础上进行机械参数计算。该装置完成机械特性参数计算后可实现液晶显示、数据上传功能,实现了对断路器机械特性的在线监测。经过与机械特性测试仪对比测试,该装置的机械特性监测数据稳定可靠。     

配永磁机构真空断路器运动特性控制技术的研究

真空断路器的动触头运动特性对其开断能力和寿命影响很大。介绍了一种控制分闸运动特性的方法,通过控制永磁机构的分、合闸线圈的接入时间,控制分闸的的运动特性。在实验室进行了试验,验证了该方法的可行性。     

高压断路器状态参数测试仪的研制

为了准确测试断路器状态参数以提高电力系统的可靠性,提出了线圈电流信号的小波变换处理方法,利用对瞬时信号反应灵敏的霍尔电流传感器进行断路器合、分闸线圈电流信号的测试,使用高精度光电编码器及复杂可编程逻辑器件实现动触头行程信号的精确测量。本测试仪采用多CPU分立采集处理、中央控制器集中控制的结构,创建了安全数码存储卡文件系统进行数据的存储、管理及查询。实际应用表明,该系统能很好实现各参数的精确测量及数据的高效管理。     

断路器在线机械状态的信息处理

介绍了一种断路器机械状态在线监测与诊断的方法。通过分析同步采集到的振动信号、线圈电流以及断路器的分、合信号,可提取其特征信息量(即指纹信息),并据此对断路器的机械状态作出判断。     

基于综合判断法的高压开关设备机械特性在线监测技术

高压开关设备是电力系统通断回路、切除和隔离故障的重要设备,为了做到故障提前预警,提出利用霍尔传感器对断路器电磁驱动机构线圈电流进行监测,进而判断断路器电磁驱动机构是否存在线圈断线、驱动机构是否存在卡涩等故障;利用位移传感器和加速度振动传感器对断路器触头开距和超程进行监测,并通过多层感知机对断路器触头超程状态自动识别,实现对断路器触头磨损状况的实时监测,且满足供电公司为防止误判需要双验证的要求。经现场测试,高压开关设备机械特性在线监测技术可以做到故障提前预警,对保障供电安全具有重要的意义。     

基于脱扣线圈电流的断路器机械状态预测算法研究

断路器脱扣线圈电流波形中包含了断路器脱扣回路和操作过程的诸多信息。通过对脱扣线圈电流的分析,可实现对脱扣线圈、铁芯、返回弹簧、脱扣杆及断路器操作过程等参数的故障诊断。笔者介绍了脱扣线圈电流信号的提取、分析以及故障预测算法。提出了基于滑动时间窗的人工神经网络预测算法,并应用于断路器机械故障的预测。笔者的研究成果为实现断路器机械状态在线监测与故障诊断提供了基础。     

高压断路器机械状态监测的研究

本文应用带通滤波作信号予处理，以线圈电流、振动事件起始时间、位移、速度、加速度和振动信号能量作为特征量，得出一种高压断路器机械状态的人工神经网络监测方法。文中以CT-l弹簧操动机构的三种机械状态为研究对象，辨识结果准确灵敏。     

500kV断路器合闸不成功原因分析及防范措施

介绍在线路故障后强送操作时500 kV断路器合闸不成功的原因排查及处理过程。通过排查,发现由于该断路器使用本体"防跳",串在"防跳"回路中的辅助接点接触不良,导致该辅助接点连接的防跳回路在分、合状态变化时,回路切换延迟引起该断路器发生合闸线圈及操作箱板卡烧毁故障。根据故障原因及排查方法,提出了针对性的预防措施,给同类设备的运维工作提供参考。     

高压断路器机械特性在线监测技术的现状与发展趋势

阐述了高压断路器机械特性在线监测技术的现状及存在的问题，介绍了如今机械特性参数在线测试采用的主要方法及机械特性参数确定的方法，讨论了高压断路器机械特性在线监测技术急需解决的问题，并指出其发展方向是具有机械特性在线监测功能模块的智能化断路器。     

高压断路器机械状态在线监测系统研究

介绍了一种基于单片机 80C5 5 2的高压断路器机械状态在线监测多参量数据采集系统的构成及其工作原理 ,采用GAL器件 ,简化了系统设计 ,提高了系统的灵活性