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。     

中压开关柜在线监测装置的研制

针对中压开关柜,以温度、机械和绝缘状态为监测对象,研制开发了一套在线监测装置。设计了基于低功耗电子器件和红外通信的接触式测温装置,具有较高的准确度,并解决了高电位的隔离问题;采用角位移传感器间接测量动触头的行程-时间曲线,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,结合操作过程中的振动信号和分合闸线圈电流曲线,实现了对中压开关柜机械特性的监测;通过测量断路器环氧套管的泄漏电流来表征绝缘特性。试验表明,整套在线监测装置稳定可靠。     

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。     

交流断路器动作特性在线监测分析装置在供电系统中的应用

分析了供电系统中交流断路器的类型、组成结构及动作特性,提出了交流断路器动作特性在线监测分析装置。该装置通过测量交流断路器的零序电流、三相电路的电流和三相电路的电压,同时接收分闸指令、合闸指令、分闸位置反馈信号和合闸位置反馈信号,完成对交流断路器的监测,实现断路器故障判断。     

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。     

永磁式真空断路器的仿真建模与故障分析

真空断路器是中压配电网的关键设备,其运行可靠性对于配电网安全至关重要。由于断路器本身结构和电气特性比较复杂,如何通过少量的运行状态参数(如在线监测获得的分合闸行程曲线)准确评判其工作性能,是广受关注的问题。笔者针对许继集团永磁式真空断路器开展研究,采用ADAMS与ANSOFT软件相结合,找到了断路器中电特性、力特性和机械运动特性的相互关系,并进而在在线监测主轴角位移行程曲线和永磁线圈电流基础上,提出了评估断路器机械状态的方法及判据。     

基于振动信号的超程变化情况下断路器刚分刚合时刻识别方法研究

在断路器的长期使用过程中,由于触头磨损、螺丝松动等原因,超程将会发生改变,断路器刚分刚合时刻的确定具有较大难度。刚分刚合时刻的判断方法在超程变化情况下的准确性还未有人研究。文中以12 kV交流中压真空断路器为研究对象,搭建了断路器机械状态离线测试试验平台。在模拟多种超程量的条件下,对断路器分合闸过程中的触头换位信号与振动信号进行同步采集,采用短时能量法对振动信号进行处理,准确分析出断路器换位信号提取的分合闸时刻与振动信号提取的特征量间的对应关系。利用振动信号替代换位信号,通过对断路器分合闸过程振动信号的提取,准确判断刚分刚合时刻,获得分合闸时间。测试试验结果表明,该方法在超程改变情况下对分合闸时刻的判断误差在0.5 ms以内,提高了断路器在超程变化时机械数据的准确性,为断路器机械状态的在线监测提供了依据。     

基于分合闸线圈电流的断路器状态在线监测系统研究及应用

高压断路器故障的原因主要集中在其机械特性方面,断路器的分合闸线圈及储能电机的电流波形可反映铁芯卡滞、卡涩等机械特性方面的异常.给出了断路器在线监测装置的整体设计,通过霍尔电流传感器监测分合闸线圈 电流、三相主回路电流和储能电机电流,分析数据并诊断出断路器潜伏性机械故障,为实现高压断路器的状态检修提供了一种有效的技术手段.通过现场对比试验,结果表明该系统各项性能均达到设计要求.该系统在220kV GIS断路器运行良好.     

智能化断路器机械特性在线监测关键技术设计

智能化断路器是智能化变电站的重要组成部件,针对户内12 kV(VS1)真空断路器的机械特性的在线监测关键技术、设计方法进行了论述。叙述了在线监测与离线测试相比在设计中的难点及区别。重点对在线监测中角位移传感器和直线位移传感器的使用进行了分析及实验设计,认为角位移传感器理论试验可以满足测试要求,但是对于部件的机械加工及安装要求比较高;直线位移传感器由于直接安装到动静触头的运动方向上,最能够直接反映断路器的行程—时间特性。因此测试的精度及一致性很好,可以满足工业批量生产。并对刚分、刚合点的电流通断取样法、辅助开关的通断取样法、振动传感器取样法3种取样方法进行了详细阐述及实验设计验证。最后确认振动传感器取样法最能满足实际的使用要求。     

一种新的中压真空断路器三相同期在线监测方法

针对单独利用短时能量分析法在线监测断路器机械状态时可靠性较低的缺点,该文研究了利用脱扣线圈电流包含的信息来排除机械干扰信号带来的影响,从而提高断路器三相同期性在线监测的可靠性。通过对实际振动信号的分析得出,该方法可以屏蔽掉大范围的干扰噪声,显著提高短时能量法从现场含复杂噪声的振动信号中提取出振动起始时刻的可靠性。并与单独使用短时能量分析法和小波包提取法进行了比较。试验中将该方法应用于ZN12-35型真空断路器分合闸时的振动信号分析,准确得到了空载状态下三相分合闸的同期性。试验结果表明,此改进方法明显提高了短时能量法从振动信号中提取三相同期性的可靠性。     

真空断路器机械特性的在线监测技术

介绍采用霍尔传感器检测合、分闸线圈电流信号和使用差动变压器式位移传感器测量动触头的行程信号，实现真空断路器机械特性在线监测的方法，给出了系统的硬件原理框图。叙述了机械特性参数确定的方法，并在硬件设计上采取了一些有效的抗干扰措施。试验表明，系统工作比较稳定，精度较高。     

位移传感器在中压断路器机械特性监测中的应用研究

对用于断路器机械特性测试的几种位移传感器原理进行了阐述,针对中压断路器机械操动机构结构紧凑的特点,对影响中压断路器机械特性监测精度的因素进行了分析。设计了抗干扰能力强的传感器信号检测电路,通过机械特性性能测试试验和机械寿命试验证明:旋转编码器和激光位移传感器这两种位移传感器是中压断路器机械特性监测的理想传感器,在不影响断路器原有性能参数及可靠性的情况下,不但能真实地反映其行程特性,而且能够在高电压、大电流、强冲击振动的恶劣环境下长期稳定工作。     

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

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...     

基于振动信号的交流中压真空断路器故障诊断技术研究

机械故障是断路器发生的主要故障之一,因此机械状态监测对断路器安全稳定运行至关重要。断路器开断过程中的振动信号包含了丰富的机械特征,可以通过提取振动信号而对设备进行机械故障诊断的研究。文中针对某12 kV交流中压真空断路器,通过自制的断路器在线监测装置采集断路器正常及故障状态下的振动信号,使用短时能量法、总能量分析法及信息熵法对振动信号分析处理。该装置能够捕捉到振动事件的特征信息,区分出正常与故障状态,为断路器机械故障在线诊断技术的实现提供了依据。     

真空断路器在线监测系统设计

在保证不改动真空断路器分合闸回路原电路和操作机构的情况下,开发设计了一种在线监测系统.该系统采用上、下位机结构,下位机主要以TI公司生产的DSP为核心,通过传感器、信号调理电路完成真空断路器分合闸回路、触头温升以及机械特性信号采集与处理.上位机主要是以ARM为核心,搭载嵌入式系统WINce完成数据分析处理、存储和显示功能.上下位机之间通过RS485串行通信总线进行通讯,实现了断路器分合闸回路、机械特性、触头温升的在线监测.     

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。     

基于调度自动化数据的断路器动作特性及其运维策略研究

针对调度自动化系统对断路器运行参数关注不够问题,挖掘调度自动化系统中有关断路器运行参数,并针对目前从在线监测装置中提取数据需额外增加在线监测装置问题,通过升级继电保护装置来获取数据。通过引入断路器动作时间特性修正参数Δt和保护装置出口延时t延时,提出基于调度自动化系统的断路器动作时间特性模型。试验结果表明,基于该模型的断路器分、合闸时间服从于正态分布。最后制定了某型号高压126kV SF6断路器和中压真空断路器的状态评估策略,具有一定的实际应用价值。     

真空断路器机械特性的在线监测

介绍了一种采用霍尔传感器检测合、分闸线圈电流信号和使用差动变压器式位移传感器测量动触头的行程信号,实现真空断路器机械特性在线监测的方法;设计以单片机HC16F877为检测核心,给出了系统的硬件原理框图;叙述了机械特性参数确定的方法,并在设计上采取了一些有效的抗干扰措施。试验表明,系统工作比较稳定,精度较高。     

一种便携式高压断路器机械特性测试仪设计

传统的高压断路器特性测试平台存在操作流程多、接线复杂及成本高等问题,提出了一种基于TMS320F28335的便携式高压断路器机械特性测试仪的设计方案。测试仪利用霍尔电流传感器GSM010-GT检测合(分)闸线圈电流信号,利用直线位移传感器TS-0050检测动触头行程,并运用16 bit高准确度A-D转换器AD7606采集上述信号,实现合(分)闸线圈电流、动触头行程等参数的测量,同时利用光耦电路采集断口合分状态,实现断路器合分闸时间、合分闸同期性参数测量。此外,系统扩展了LCD显示、SD卡存储及DS1302时钟电路,参数测量结果可直观显示在LCD上,并实现大批量测量参数及测量时刻的SD卡存储。最后,以ABB的VD4/CX真空断路器为测试对象,其测试结果表明,该测试仪能准确地测量断路器的机械特性参数,从而为判断断路器的性能提供可靠依据。     

基于低压直流断路器的机械故障机理分析与特征提取技术研究

直流断路器是轨道交通直流牵引供电系统的核心保护设备,是直流供电系统安全运行的保证,确保其稳定运行至关重要。文中针对直流牵引断路器机械结构特点,进行了断路器机械故障模拟实验,选取分合闸线圈电流及振动信号作为监测物理量,研究其机械故障机理与特征提取方法。研制信号采集硬件装置,搭建直流断路器机械故障模拟实验平台,模拟6种常见的机械故障。采集不同故障下的线圈电流及振动信号进行特征提取后进行故障机理分析,为低压直流断路器机械故障诊断提供理论支撑。