ZN63型断路器操动机构合闸弹簧应力松弛仿真分析与诊断

文中通过在动力学仿真软件中建立断路器运动仿真模型,设置不同程度的合闸弹簧应力松弛故障,分析了合闸弹簧应力松弛对断路器操动机构运动特性的影响;采集了断路器操动机构合闸弹簧在正常及应力松弛故障下的振动信号,提出一套基于小波包敏感频段能量法的断路器合闸弹簧应力松弛故障的诊断方法。试验表明,该方法能够有效地区分弹簧是否发生应力松弛故障。     

弹簧疲劳对高压SF6断路器机械特性的影响研究

机械特性对高压断路器的开断性能具有重要的意义.文中以配弹簧操动机构的126 kV高压SF6断路器为研究对象,实验测量了分合闸弹簧的疲劳曲线,在分析弹簧疲劳机理的基础上,基于弹簧应力松弛过程的理论模型建立了预测弹簧疲劳的线性回归方程;建立高压断路器弹簧机构多体动力学模型,根据高压断路器实际工况进行动力学仿真,从而对高压断...     

基于ADAMS的高压断路器弹簧机构动力学仿真与故障分析

高压断路器是电力系统中重要的保护和控制设备,其状态正常与否直接影响电力系统的安全运行。详细分析了高压断路器工作原理及能量分配原理,建立高压断路器合分闸能量分配数学模型;建立高压断路器弹簧机构动力学模型,并依据高压断路器实际工况对其进行动力学仿真;全面分析了高压断路器弹簧机构合闸弹簧故障、分闸弹簧故障、缓冲器故障、连接件松动及机构卡塞等常见故障下高压断路器机械特性变化规律,揭示高压断路器在各种故障下关键参数的全过程动态变化规律。     

12kV真空断路器合闸弹簧疲劳特性试验及寿命预测

合闸弹簧作为断路器合闸的动力源,当发生疲劳失效时会导致断路器合不到位、拒动等故障.文中以某一12 kV真空断路器为研究对象,分析断路器合闸弹簧能量与负载的匹配规律,并通过试验得到断路器合闸所需的最小能量.通过模拟断路器长期不动作运行工况下的合闸弹簧长时间处于被压缩状态,得到合闸弹簧力随时间变化的静态应力松弛曲线;通过对...     

高压断路器常见故障的原因分析

针对高压断路器运行中存在的拒绝合闸、拒绝跳闸、误合闸、误跳闸、弹簧机构不储能、液压机构打压异常等故障,从电气和机械两方面对故障原因进行详细的分析判断,以提高高压断路器维护检修水平,保障电力系统稳定运行。     

基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法

为解决高压断路器故障诊断精度低的问题,提出了一种基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法,该方法基于机械特性诊断高压断路器故障类型,将电气特性作为故障辅助判别依据,进而实现机械和电气特性融合的故障诊断。首先基于最小欧式距离和相关性原理,建立基于机械特性的高压断路器典型故障库,并基于典型故障特征指标权值计算得到典型故障特征向量相似度;然后分析高压断路器分合闸线圈电流波形阶段特性,在选取得到基于分合闸线圈电流的特征向量后,计算基于电气特性的故障辨识度;最后搭建故障诊断试验平台验证方法的有效性。结果表明,该方法的平均故障诊断精度为93.2%,能够精确诊断高压断路器故障,验证了该方法的有效性。     

基于优化VMD的高压断路器机械状态检测

为有效检测高压断路器的机械状态,提高其运行可靠性,基于优化变分模式分解(VMD)法对高压断路器分合闸过程中的振动信号进行了分析。首先利用粒子群优化算法基于整体正交系数得到了最优的VMD结果,然后对振动信号Hilbert变换的时频谱进行了合理划分,据此定义了振动信号的特征向量及相似度指标。对某40.5 kV断路器正常与典型故障下振动信号的分析结果表明,所提出的优化VMD算法的分解结果更为准确,所定义的相似度指标能有效识别断路器的典型故障。当相似度大于0.9时,断路器机械状态正常;当相似度在0.7～0.9之间,可能发生缓冲机构故障;当相似度小于0.7时,可能发生传动机构故障。     

分合闸弹簧参数对高压断路器机械特性影响研究

通过仿真软件建立某高压断路器虚拟样机,进行动力学仿真计算,根据计算结果分析了分合闸弹簧参数与高压断路器机械特性的影响并得出结论,该结论可以为弹簧操动机构分、合闸弹簧设计提供参考,为弹簧操动机构与断路器本体的匹配性研究奠定基础,同时对高压断路器机械特性调试也具有一定意义。     

基于断路器合闸弹簧弹力信号的储能故障诊断方法

对断路器储能故障进行准确诊断能避免出现拒动、合闸失败等问题,有助于电力系统的安全运行,因此提出了一种基于断路器操动机构合闸弹簧弹力信号的储能故障诊断方法。针对断路器合闸弹簧松弛、操动机构卡涩、紧固螺丝松动三种储能故障,选取弹力信号进行统计特征以及类间散布矩阵的计算,提取出了能够判断不同储能故障的时域特征量。建立了基于支持向量机的故障诊断模型,实现了对断路器三种储能故障的准确判断。试验结果表明,提出的故障诊断方法能够准确诊断断路器的合闸弹簧松弛、操动机构卡涩、紧固螺丝松动三种储能故障类型,有助于工程上实现对断路器的精测精修,同时也能够为断路器增设压力传感器并充分利用弹力信号提供理论依据。     

弹簧机构断路器拒动原因分析与对策

弹簧机构断路器分合闸采用机械传动结构,通过巡视难以发现机械机构内部卡涩等隐藏缺陷,只能借助机械特性试验进行判断。若断路器长时间处于合闸位置,弹簧机构内部零部件可能由于长时间受分闸弹簧作用力发生卡涩,导致断路器分闸失败,影响电力系统安全稳定。针对此类问题,以一起110 kV弹簧机构断路器拒动故障为例,根据现场一次系统、二次系统检查情况、弹簧机构分闸系统在合闸状态下的应力分布仿真结果和弹簧机构动作原理,分析故障原因为：断路器长时间处于合闸位置,脱扣轴销在主拐臂脱扣轴销安装孔受力点处形成压痕,摩擦力增大导致脱扣轴销无法转动,最终导致断路器分闸失败。最后,从采购、设计、制造工艺和零部件检测范围比例方面提出减少同类型故障措施,为设备可靠运行提供有效指导。     

基于结构分析的断路器操作机构的建模及仿真分析

基于断路器的结构来建模有利于研究断路器每个元件对其分合闸过程特性的不同影响,这对实现故障部位识别,进行故障分类及诊断都具有重要意义。文中针对断路器各个部分的功能特性分别建立机械与电气模型。然后利用机械与电气之间的相互联系,通过MATLAB/Simulink软件将单个部分模型组合来形成高压断路器的多域模型。随后设定所研究的高压断路器参数,在MATLAB/Simulink环境中进行仿真获取断路器的分闸行程曲线及分闸线圈电流特性,再通过改变模型中机械部分的摩擦参数及弹簧刚度系数得到不同的位移特性以及改变电气部分的参数获取不同的线圈电流特性。最后将所得结果进行分析,得出不同参数对断路器部分特性的影响,为未来更好、更全面地进行故障分类及诊断奠定一定的基础。     

高压断路器分合闸线圈电流采集实验平台与故障模拟实验研究

高压断路器是电力系统的关键设备,分合闸线圈是断路器操动机构的核心部件。近年来,分合闸线圈故障时有发生,严重影响了电力系统的安全性能。文中研究了高压断路器分合闸线圈的回路结构和动作原理,设计了断路器机构模拟样机,搭建了断路器分合闸线圈电流采集试验平台。基于该平台,获取了正常和几种故障情况下的分合闸线圈电流曲线,提取了主要的特征参数并进行了分析,论证了分合闸线圈发生故障时特征参数的变化规律,为基于电流波形诊断分合闸线圈的运行状态提供了依据。     

基于神经网络集成模型在高压断路器机械故障诊断中的应用

高压断路器健康情况严重影响着电网的安全、稳定运行。文中提出一种基于高压断路器合闸过程振动信号时频特征下的集成学习神经网络模型,满足高压断路器故障情况高精度诊断的要求。首先,分析高压断路器在多测量位置下合闸振动信号特征,并在时、频两域定义合闸过程多测量位置振动信号的广义能量和小波能量比进行特征空间描述;然后,设计基于集成学习思想的神经网络算法划分特征空间,诊断故障类别;最后,通过实验数据分析和多种诊断方法的对比验证文中所述的诊断过程合理、诊断结果精确,有利于高压断路器故障排查。     

基于行程信息的断路器弹簧故障程度诊断

断路器长时间运行,分合闸弹簧产生不同程度的疲劳,在电力系统发生故障时,若无法及时开断线路、切断故障,可能产生重大事故。为了检测出高压断路器分合闸弹簧的故障类型,量化断路器弹簧故障程度,判定断路器能否继续使用,文中分析了断路器行程信号蕴含的机械振动信号,提出一种行程信号的处理方法,将行程信号进行处理得到速度、波动分布标准方差,形成特征向量P=[v,σ],运用串行决策支持向量机(support vector machine,SVM)可对弹簧故障进行分类,并定义以弹簧变化量为自变量、分布标准方差的拟合函数,以量化表征弹簧故障程度的诊断。结果表明,该方法可以有效诊断高压断路器弹簧故障,且基于波动标准方差的拟合函数可以充分判断弹簧所处状态,对预防断路器故障具有实际意义。     

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。     

高压断路器操动机构用合闸电磁铁动作特性仿真研究

高压断路器操动机构中的电磁铁部分负责将电信号转化成机械信号,分合闸电磁铁能否正常运行影响着断路器的可靠性,为保证电磁铁的运行可靠性,需要对电磁铁的动作特性进行研究。文中以某高压断路器合闸电磁铁为例,介绍了合闸电磁铁的主要结构和工作原理,利用有限元分析软件Maxwell建立了合闸电磁铁的三维瞬态模型,并仿真分析了合闸电磁铁动作过程中各部分磁场分布、动铁心运动情况以及线圈电流变化情况;同时,通过实验测量高压断路器合闸电磁铁运动过程中合闸线圈中的线圈电流,将实验测得的线圈电流与仿真结果进行了比较。实验结果验证了仿真结果的正确性。     

基于振动信号的高压断路器螺栓松动故障诊断研究

断路器在电力系统中肩负着控制和保护的重要任务，加强对断路器机械系统潜伏性故障诊断研究，对提高断路器在运行中的可靠性具有重要意义。文中以ZN98型真空断路器为研究对象，依据其振动强度建立了一套高压断路器振动加速度测试系统，基于MATLAB小波包频带能量分解算法提取故障诊断特征量。以紧固螺栓松动的潜伏性故障为例，分析了不同频段的振动信号能量图谱，提出了一套高压断路器弹簧操动机构螺栓松动潜伏性故障的诊断方法。研究表明，设置单个紧固螺栓故障时，传感器测试位置距离故障螺栓越近所得的特征量阈值越大，应选取特征量阈值的最小值作为测试位置的故障诊断判据；相较于断路器的分闸过程，合闸过程的特征量阈值更能明显准确地反映断路器的机械状态。     

一起ZF9A-252型弹簧机构高压断路器合闸不到位的分析及处理

本文分析了一起ZF9A-252型弹簧机构高压断路器合闸不到位事件。高压断路器C相合闸后,现场检查发现其开关机构传动连杆动作不到位,连杆露出部分明显大于正常合闸位置,且存在一条明显的油脂线。结合现场检查情况综合分析,高压断路器C相弹簧操作机构存在弹簧疲劳现象,是造成合闸不到位的直接因素。该事件提醒我们需重视电力设备的质量问题,合闸速度等参数的设定要结合现场实际情况做到最优,并且验收环节应做到严谨、细致,避免此类事件发生。     

一起断路器操作时异常振动问题的分析及改进措施

针对某工程110kV断路器设备交接验收过程中分合闸操作时异常振动的现象展开研究。通过试验先后排除了断路器基础的水平度、垂直度及三相基础的直线度不足,断路器与管型母线共振,以及断路器本身安装质量问题等因素的影响;结合断路器产品结构设计变更分析,发现连杆长度设计不成熟,运行经验极少;通过调节连杆和其安装状态,发现连杆长度对振动现象有较大影响;进一步设计实验测量断路器的振动幅度和振动周期,并对不同连杆长度断路器的振动特性参数进行比较。结果表明,当连杆长度较短时,断路器振动幅度变化不明显,但振动周期显著缩短。     

GIS断路器弹簧操作机构拒分闸故障的分析与处理

近年,GIS断路器弹簧操作机构经常出现分合闸故障,影响电力系统稳定性.为了解决此问题,对常见的GIS断路器弹簧操作机构故障缺陷进行研究.以CT26型弹簧操作机构为例对其机构进行分析,得到了造成其拒分闸故障的常见原因.结合故障实例,阐述GIS断路器分闸故障分析与处理的过程,得出断路器故障是由于主拐臂轴销脱扣安装孔材质硬度...