基于加速度传感器的断路器速度测试方法及应用

为了解决高压断路器速度特性测试时传感器安装困难的问题,提出了一种基于加速度传感器的断路器速度检测方法.加速度传感器利用压电原理,通过磁铁吸附在断路器的连接杆上,即可实现断路器运动轨迹的采样.将运动信号转换成电信号,最终实现断路器速度特性检测.现场试验结果表明,加速度传感器安装方便,避免了常规传感器由于底座和支架在断路器运动过程中容易发生形变影响测试结果,测试数据精度较高,提高了断路器速度检测效率.     

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。     

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。     

基于STM32的振动信号采集系统设计

针对旋转机械设备设计了一套便捷式振动信号采集系统,利用三轴加速度计ADXL345采集加速度信号,STM32将采集到的数据经过运算在LCD上显示加速度、速度和位移等参数,并经过FFT运算后在LCD上显示频谱,最后对数据进行存储。在STM32上实现了数值积分和最小二乘法,并且可以通过触摸屏对显示内容进行切换。采用时域积分对加速度信号进行积分运算,并利用最小二乘法消去积分过程中产生的趋势项,得到准确的速度和位移数据。通过实际测试,得到加速度、速度和位移的峰值分别为9.990 m/s^2,19.733 mm/s,40.627μm,与加速度校准仪的输出参数一致,实现了振动信号的实时检测功能,由此验证了设计的正确性,实验结果表明该方案符合预期设计要求。     

真空断路器的速度特性测量方法

通过对真空断路器机械特性的运动情况分析,提出采用电阻传感器代替光电传感器测量真空断路器运动速度的方法.位移传感器的应用使时间、速度的测量精度得到提高,它解决了目前对于某些真空断路器难以准确测量和各种传感器无法安装的弊端.     

无速度传感器的新型直线伺服电机控制方法

分析了速度反馈在直线伺服刀架中的作用以及安装速度传感器所带来的问题,提出了不用速度传感器而采用微分加滤波从位移信号中分离出速度信号的方法,并进行了理论推导.最后通过实例进行了验证,得出微分滤波器可以代替速度传感器的结论.实际应用表明,采用该方法既降低了成本,又提高了系统的可靠性.     

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。     

基于机器视觉的高压断路器速度特性测量方法研究

分合闸速度特性是高压断路器的重要特征参数,其大小直接影响高压断路器的工作性能。针对采用常规传感器测量高压断路器速度特性时普遍具有的安装固定困难、影响断路器特性等缺点,文中提出了一种基于机器视觉的速度特性测量方法。此方法通过在高压断路器运动机构表面设置参考标记,使用高速相机在断路器动作时对其进行视频图像采集,经由机器视觉算法处理后,识别得到标记参考点的运动轨迹,进而获得高压断路动触头的速度特性。以12kV永磁真空断路器为例进行了实验,结果表明,此方法可取得与高精度位移传感器较为一致的结果,测量误差小,能满足高压断路器速度特性测量的要求。此外,此方法无需安装传感器固定夹具,无电压隔离等问题,便于现场测量,测量效率高。     

基于DSP的永磁机构真空断路器机械特性测试装置

介绍了一种基于DSP的永磁机构真空断路器机械特性测试装置。该装置数据采集和信号处理系统采用数字信号处理器、霍尔传感器、直线位移传感器等,完成断路器机械特性参数和动态特性的自动测量;采用虚拟仪器对断路器机械特性参数计算分析,并完成断路器动态特性的显示、存储和查询功能。测量结果表明,该装置测试性能稳定且精度高,具有较好的应用前景。     

振动尖峰能量法在滚动轴承监测与诊断中的应用

介绍了振动尖峰能量法的检测原理,对采用振动尖峰能量法和采用位移、速度、加速度方法检测滚动轴承缺陷进行了比较.比较表明,该方法灵敏可靠,但不宜单独使用,应与其他参数（如位移、速度、加速度等）一起进行综合分析判断才更有效.文中结合滚动轴承监测与诊断的具体实例,总结了使用过程中应注意的问题,如使用同一个加速度传感器,选择同一种安装传感器的方式,判断时要与其他参数相结合.该方法对发现和预防轴承故障具有一定的使用价值.     

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。     

光纤位移传感器在断路器在线监测系统中的应用

针对以往用于断路器在线监测位移传感器的不足,本文提出了使用光纤位移传感器测量断路器动触头行程,达到精度高、干扰少的目的。提出一种基于希尔伯特-黄变换的断路器刚合点分析方法,利用经验模态分解得到包含速度信号局部特性的本征模态函数分量,根据速度突变点的特征,利用方差贡献率选择本征模态函数分量,经过希尔伯特变换得到瞬时幅值,该曲线的特征点即断路器刚合点。实验证明,该方法能够有效提取断路器的刚合点,耗时少、结果准确,可为断路器故障诊断提供可靠依据。     

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。     

一种直流电机的加速度控制研究

提出了一种基于卡尔曼滤波器和状态观测器的加速度估计方法,卡尔曼滤波器估计出最优的速度信号,状态观测器根据速度信号和电流传感器得到的电流信号获取准确的加速度信号。直流电机采用位置、速度和加速度三环控制方式,实验结果表明:该法有效地提高了直流电机的速度控制稳定度。     

基于3D加速度传感器电子笔轨迹复现方法研究

本文利用加速度传感器实现电子手写输入功能,阐述了手写电子笔软件部分的实现。结合运动学原理,通过对采集的动态数据消除趋势项、小波降噪处理,经两次梯形时域积分得到其空间运动轨迹。在此基础上用VC++6.0设计了一个具备呈现三轴的原始波形、加速度、速度、位移波形以及三维立体轨迹的操作界面。实践结果表明,该方法有效的实现了无手写板手写轨迹的复现,从成本、体积、精度方面综合考虑,都具有一定优势。此外,也可以采用此方法对加速度传感器测量的各种振动信号进行预处理。     

基于多传感器信号融合的真空断路器机械特性状态评价

真空断路器机械特性状态评估中存在仅依靠单一传感器信号进行评价的问题。对此,提出了一种利用D-S证据理论对多传感器信号进行信息融合来判断真空断路器机械特性状态的方法。此方法首先对位移传感器测出的运行参数利用模糊综合评判方法计算得出基于位移信号的评价结果。然后,运用小波包-能量熵谱法对加速度传感器监测的振动信号进行信号处理,提取特征向量,结合相似性原则得出基于振动信号的评价结果。最后,运用D-S证据理论中的合成法则对以上两个传感器得出的初步评价结果进行融合,得出最终评价结果。经过实例验证,该方法得出的评估结果具有更高的可信度。     

基于3D加速度传感器电子笔轨迹复现方法研究

本文利用加速度传感器实现电子手写输入功能,阐述了手写电子笔软件部分的实现。结合运动学原理,通过对采集的动态数据消除趋势项、小波降噪处理,经两次梯形时域积分得到其空间运动轨迹。在此基础上用VC＋＋6．0设计了一个具备呈现三轴的原始波形、加速度、速度、位移波形以及三维立体轨迹的操作界面。实践结果表明,该方法有效的实现了无手写板手写轨迹的复现,从成本、体积、精度方面综合考虑,都具有一定优势。此外,也可以采用此方法对加速度传感器测量的各种振动信号进行预处理。     

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。     

高压架空输电线舞动监测系统

输电线舞动严重时会导致杆塔倒塌,甚至发生事故。该文采用微加速度传感器,研究了高压架空输电线舞动远程监测系统。系统采用新型微加速度传感器测量导线舞动的实时数据,通过无线GSM传输模块将数据发送至上位机。上位机对信号进行采集、滤波、积分等处理。系统采用最小二乘法（LMS）进行去趋势项处理,完成对加速度信号的积分修正,得到准确的舞动信息数据。采用该系统在实验室进行了测试试验,测试系统测量的准确性。试验结果表明,LMS能有效去除信号趋势项,对于模拟的输电线舞动信号,系统能够进行有效报警。     

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。