基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法,本发明专利技术涉及一种高压断路器的检测方法。目前电力系统多采用定期检修时进行预防性试验的方法来了解断路器的特性参数，这种做法不仅费时费力，而且频繁地操作和过度地拆卸检修会降低断路器的动作可靠性，带来一定的负面影响。本发明专利技术采用加速度传感器，将加速度传感器分别安装在弹簧操作机构和断路器横梁上以采集两路振动信号，利用多路振动信号提取断路器分闸过程中运动时间参数，在测量精度和稳定性方面均取得了较好的效果，对于断路器特性参数的在线提取提供了一种新的思路。本技术方案解决了传统测量方法需离线测试、传感器安装繁琐的问题。

【技术实现步骤摘要】
基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法
本专利技术涉及一种高压断路器的检测方法，尤其涉及基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法。
技术介绍
作为电力系统中重要的保护与控制电器，高压断路器性能的可靠性关系到整个电网运行的安全与稳定，断路器特性参数作为表征断路器性能的重要指标，是电力部门日常工作的重要监测内容，相关研究逐渐成为研究热点。目前电力系统多采用定期检修时进行预防性试验的方法来了解断路器的特性参数，这种做法不仅费时费力，而且频繁地操作和过度地拆卸检修会降低断路器的动作可靠性，带来一定的负面影响。因此，急需提出一种能够在线监测断路器特性参数的方法，通过该方法总结发生故障时特性参数的变化规律，提前发现潜在故障，对提髙高压断路器的可靠性以及增强电力系统的安全性、可靠性和经济性具有十分重要的意义。对断路器触头状态、线圈电流和行程曲线展开分析可以获得分合闸时间等时间参数，许多学者对此展开分析。例如，安涛利用ADAMS建立了断路器操作机构的模型，通过仿真得到了合闸时间和行程曲线等特性参数；部分学者在实验室环境下，通过传感器以实验的形式获取了分合闸时间等特性参数；此外，徐玉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：1)信号采集设置采集时间，采样频率；加速度传感器分别安装在弹簧操作机构和断路器横梁上，加速度传感器采集两路振动信号，以获取断路器弹簧操作机构和动静触头的振动响应；通过高压开关动特性测试仪测量断路器的三相同期性和行程曲线两个参数；2)采集信号波形分析根据断路器弹簧操作机构工作原理，对比试验获得的断路器各项参数；由于同一个冲击在两路传感器位置引起的振动具有较强的一致性和时序性，通过对比振动大小辅助判断冲击发生的位置，确定断路器重要特性参数，包括：动触头开始运动时间t1；分闸时间t2；拉杆撞击油缓冲器时间t3；触头反弹幅值...

【技术特征摘要】
1.基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：1)信号采集设置采集时间，采样频率；加速度传感器分别安装在弹簧操作机构和断路器横梁上，加速度传感器采集两路振动信号，以获取断路器弹簧操作机构和动静触头的振动响应；通过高压开关动特性测试仪测量断路器的三相同期性和行程曲线两个参数；2)采集信号波形分析根据断路器弹簧操作机构工作原理，对比试验获得的断路器各项参数；由于同一个冲击在两路传感器位置引起的振动具有较强的一致性和时序性，通过对比振动大小辅助判断冲击发生的位置，确定断路器重要特性参数，包括：动触头开始运动时间t1；分闸时间t2；拉杆撞击油缓冲器时间t3；触头反弹幅值最大时间t4；t1时刻：电磁铁铁芯撞击脱扣装置，在弹簧操作机构上产生一个较小的振动信号，进而传递到机架的过程中，由于能量损耗，所以在横梁处产生微弱的振动；与此同时，分闸弹簧驱动传动机构和动触头开始运动，此时刻为t1，为动触头开始运动时间；t2时刻：分闸过程中，缓冲弹簧从挤压状态到完全释放，横梁处传感器先感应到较大的冲击振动；然后动触头继续运动，到t2时刻，动静触头分离，惯性冲击导致横梁产生一个较小的振动；t3时刻：拉杆撞击油缓冲器，巨大的惯性力在弹簧操作机构上引起较大的振动，紧接着缓冲弹簧被彻底压缩，在横梁上引起较大的振动；t4时刻：由于油缓冲器、缓冲弹簧和分闸弹簧的共同作用，动触头运动到最低位置后会出现振荡，缓慢恢复到平衡位置；振荡能量通过连杆传递到弹簧操作机构上，产生较小的振动，此时为t4时刻，为触头反弹幅值最大的点；3)振动信号去噪处理利用变分模态分解方法对信号进行分解，得到一系列有限带宽的模态分量IMFs；提取与原始信号波形变化匹配方差小的信号分量进行重构，实现去噪；4)振动事件特征提取采用短时能熵比进行时域分析，提取振动事件特征，通过计算重构信号的短时能熵比，增强振动事件的冲击特征；5)时间参数检测结果利用双门限法检测变位点，通过预先设定阈值，与信号的短时能熵比函数值相比较，当信号的短时能熵比函数值超过设定阈值时，则判断此时刻为变位点；获得断路器时间参数。2.根据权利要求1所述的基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法，其特征在于：在步骤1)中，设置采集时间为250ms，采样频率设置为100K。3.根据权利要求2所述的基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法，其特征在于：在步骤4)振动事件特征提取中，对横梁振动信号处理时，先对重构信号进行加窗分帧处理，分成若干个相等的帧...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国伟，董建新，杨松伟，徐华，周建平，郦于杰，陈欣，刘江明，陈晓锦，汪全虎，刘德，邓华，戴鹏飞，李文燕，艾云飞，刘昌标，张翾哲，万书亭，豆龙江，张燕珂，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司检修分公司，国网浙江省电力有限公司，华北电力大学保定，
类型：发明
国别省市：浙江,33