本实用新型专利技术公开了一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置，其包括振动信号采集单元、信号传输单元和信号分析单元；振动信号采集单元的压电元件采用剪切型压电陶瓷转换元件；信号传输单元的传输线采用低噪声同轴射频电缆。本实用新型专利技术中，压电元件采用剪切型压电陶瓷转换元件，克服了因测量时受到剪切力的作用，加速振动信号采集单元破坏的难题；信号传输单元的传输线采用低噪声同轴射频电缆，可有效防止电缆振动和弯曲而产生的摩擦生电效应，减少了电缆振动噪声。本实用新型专利技术在触头振动信号采集、信号传输、结构连接等方面进行了有效处理，大大提高了触头振动信号采集装置的抗振能力，有效解决传统测量仪器抗振能力不足的缺陷。
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及有载开关触头振动信号采集领域，尤其是涉及一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置。
技术介绍
变压器有载开关触头分合产生的机械振动信号包含丰富的状态信息，其是开关内部多种动作现象激励的响应。通过机械振动信号判断运行中的变压器有载开关内部触头运行状态，这种方法已得到广大学者的认可。通过有载开关触头振动信号采集装置采集有载开关切换过程产生的振动信号，并对它们进行比较分析，得到触头切换各个阶段的振动信号幅值、时间间隔等细微差异，即可判断其触头运行情况。有载开关触头振动信号采集装置一般包括振动信号采集单元、信号传输单元和信号分析单元。振动信号采集单元一般采用加速度传感器，加速度传感器包括基座、质量块和压电元件，基座固定贴附于变压器油箱的外壁上，感受变压器油箱表面是否有振动变形。质量块固定于基座上，作为惯性器件，用于接收受到的振动信号。压电元件采用具有压电效应的压电材料，其固定于质量块上，当压电材料受力后在其表面产生电荷。压电元件的输出端通过信号传输单元(屏蔽线)与信号分析单元相连，用于将振动信号传输至信号分析单元进行处理分析。信号分析单元用于实现振动信号的分析。在变压器运行时，有载开关切换过程产生的机械振动信号测量，存在多种干扰因素会影响振动信号的精确测量，如变压器本体和风扇振动、测量过程检测人员的谈话、环境中各种电磁干扰产生的振动。现有的有载开关触头振动信号采集装置，在测量过程，未采用的抗振措施或对环境振动干扰因素消除不足，严重影响有载开关触头故障判断准确性。有鉴于此，有必要专利技术一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置，提高变压器有载开关触头振动信号分析的准确性。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种能够有效提尚抗振性能的有载开关触头振动f目号采集装置。为达成上述目的，本技术通过以下方案实现的:一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置，包括振动信号采集单元、信号传输单元和信号分析单元；振动信号采集单元采用加速度传感器，其包括基座、质量块和压电元件，基座固定贴附于变压器油箱外表面上，质量块固定于基座上，压电元件固定于质量块上；压电元件的输出端通过信号传输单元与信号分析单元相连；所述压电元件采用剪切型压电陶瓷转换元件；所述信号传输单元的传输线采用低噪声同轴射频电缆。进一步地，所述加速度传感器还设置有连接于所述压电元件与所述信号传输单元之间的高输入阻抗的前置放大器。采用上述方案后，本技术的一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置，测量时，加速度传感器通过其基座固定贴附于变压器油箱外表面上。当变压器有载开关触头切换时，压电元件收到质量块与振动加速度相反方向的惯性力的作用，在压电元件的两个表面上产生交变电压。因变压器有载开关触头振动频率远低于振动信号采集单元的固有频率，压电元件产生的电压与作用力成正比。压电元件输出的振动电压信号通过信号传输单元传输至信号分析单元进行处理分析。因现场在变压器本体、风扇等振动环境下进行有载开关触头振动测量，使得振动信号采集单元会受到剪切力的作用，会加速振动信号采集单元的破坏，导致振动信号测量精度下降。本技术振动信号采集单元的压电元件采用剪切型压电陶瓷转换元件，因环境干扰振动引起的传感器内部应力状态改变不在剪切面上，所以振动信号采集单元不会产生剪切应变。本技术中，信号传输单元通过同轴电缆将振动信号传输至信号分析单元进行处理分析。同轴电缆承受机械振动和弯曲变形时，电缆的屏蔽层与电缆的中间绝缘层分离，由于摩擦生电效应，在分离部的内表面将产生电荷。因此一般屏蔽线不宜做振动信号采集单元的输出线。本技术信号传输单元的传输线采用低噪声同轴射频电缆，这种电缆内绝缘层和屏蔽层之间涂有减磨材料硅油和导电石墨层，它可以有效防止电缆振动和弯曲而产生的摩擦生电效应，从而减少电缆振动噪声。综上，本技术的一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置，可在变压器运行状态下最大程度地消除变压器本体和风扇振动、测量过程检测人员的谈话、环境中各种电磁干扰等振动源产生的干扰信号，保证有载开关触头振动信号测量的准确性，有效提高多种有载开关的机械故障的诊断能力，可及时掌握有载开关触头的运行状态，避免电力事故的发生。进一步，振动信号采集单元本身的内阻很高，而压电元件感应输出的能量较小，不利于振动信号的处理分析。本技术振动信号采集单元增设了高输入阻抗的前置放大器，其将高输出阻抗变换为低输出阻抗，同时放大压电元件输出的微弱信号，以利于后续振动信号处理分析。【附图说明】图1为本技术一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置的原理示意图；图2为本技术一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置的振动信号采集单元内部连接关系示意图。图中:变压器油箱外表面I加速度传感器2标准M5插头3同轴电缆4标准BNC接头5振动信号分析主机 6基座21质量块22压电元件23前置放大器24。【具体实施方式】为了进一步解释本技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本技术进行详细阐述。如图1和图2所示，本技术涉及一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置，主要包括振动信号采集单元、信号传输单元和信号分析单元。振动信号采集单元采用加速度传感器2，其包括基座21、质量块22、压电元件23和高输入阻抗的前置放大器24 ;基座21通过凝胶粘贴于变压器油箱外表面I上，质量块22固定于基座21上，压电元件23固定于质量块22上，前置放大器24的输入端电连接于压电元件23的输出端。信号分析单元采用常规的振动信号分析主机6。信号传输单元包括依次电连接的标准M5插头3、同轴电缆4和标准BNC接头5 ;同轴电缆4通过标准M5插头3与前置放大器24的输出端相连接，通过标准BNC接头5与振动信号分析主机6相连接。为增强基座21与变压器油箱外表面的固定强度，提高测量的准确度，需等凝胶凝固一段时间后，才可进行振动信号测量。测量时，通过调节变压器有载开关档位切换按钮，使有载开关切换。此时有载开关内部触头分合产生振动脉冲，振动信号通过静触头、接线端子、变压器油传到变压器油箱外表面，加速度传感器2的质量块22受到基座21传来的振动信号，压电元件23受到质量块22施加的力而变形，压电元件23的压电材料内部产生极化现象，在压电材料相对两个表面上便产生交变的电压。将压电元件23产生的微弱电信号输入到高输入阻抗的前置放大器24，经过阻抗转换，将微弱的电信号转换成可用于振动信号分析主机6分析的信号。加速度传感器2将输出的电信号通过标准M5插头3、同轴电缆4和标准BNC接头5输入到振动信号分析主机6。振动信号分析主机6将获取的振动数据进行A/D转换、数字运算、自适应抗干扰等信号处理，得到有效的机械振动信号特征数据。通过分析算法将其转换成包络曲线，使得原来复杂的原始信号转换成易于特征识别的分析曲线，即可分析判断有载开关触头状??τ O本技术中，加速度传感器的压电元件23采用剪切型压电陶瓷转换元件，因环境干扰振动引起的传感器内部应力状态改变不在剪切面上，所以振动信号采集单元不会产生剪切应变。克服了因现场在变压器本体、风扇等振动环境下进行有载开关触头振动测量时受到剪切力的作用，加速振动信号采集单元破坏的难题，保证了振动信号测量精度。本技术中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种抗振的有载开关触头振动信号采集装置，包括振动信号采集单元、信号传输单元和信号分析单元；振动信号采集单元采用加速度传感器，其包括基座、质量块和压电元件，基座固定贴附于变压器油箱外表面上，质量块固定于基座上，压电元件固定于质量块上；压电元件的输出端通过信号传输单元与信号分析单元相连；其特征在于：所述压电元件采用剪切型压电陶瓷转换元件；所述信号传输单元的传输线采用低噪声同轴射频电缆。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：段本成，陈韦强，黄中宁，黄静英，覃彩玲，范洪源，张鑫，刘宁，蓝幸妮，何凡，陈明，陆定锋，李智，邓敏，蔡怡然，林文杰，
申请(专利权)人：广西电网有限责任公司柳州供电局，厦门红相电力设备股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广西;45
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。