一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统，包括弹簧触发激振锤柄，外表面装有橡胶套，下端连接三脚架，上端连接激光测距模块，锤柄另一端装有弹簧套筒，螺旋弹簧与锤头相连，放置于弹簧套筒内部，锤头内部集成力传感器，力传感器通过电缆与激光测振仪连接，通过工控机控制激光测振仪检测隔离开关机械振动情况。本实用新型专利技术通过控制出锤的速度，模拟不同速度、力度下的外施激励，试验时利用激光测振仪实测不同外施激励条件下典型缺陷隔离开关的振动情况；本实用新型专利技术可用于研究典型缺陷隔离开关振动模态与外施激励速度、力度的关系与变化规律，为开展敞开式隔离开关故障检测奠定基础。

A Vibration Modal Test System for Open Isolation Switches

The utility model discloses a vibration modal test system for an open disconnector, which comprises a spring-triggered vibration hammer handle, a rubber sleeve on the outer surface, a tripod connected at the lower end, a laser ranging module connected at the upper end, a spring sleeve installed at the other end of the hammer handle, a helical spring connected with the hammer head, and placed inside the spring sleeve, an integrated force sensor inside the hammer head and a force sensor connected. The cable is connected with the laser vibrometer, and the mechanical vibration of the disconnector is detected by the laser vibrometer controlled by industrial computer. The utility model simulates the external excitation under different speed and intensity by controlling the speed of the hammer, and actually measures the vibration of the typical defective isolator under different external excitation conditions by using the laser vibrometer during the test. The utility model can be used to study the relationship and variation law between the vibration mode of the typical defective isolator and the applied excitation speed and intensity, so as to develop the open isolation. The foundation of fault detection is laid.

【技术实现步骤摘要】
一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统
本技术属于电气设备状态检测
，具体涉及一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统及方法。
技术介绍
敞开式隔离开关作为电力系统中使用量最大、应用范围最广的一类开关设备，在高电压、大电流状态下运行，其工作可靠性与电网安全有着密切的关系。由于敞开式隔离开关安装在户外，运行条件恶劣，且大部分组件基本裸露，容易出现各种机械类缺陷，现已成为电力系统中安全运行的短板，因此，急需开展敞开式隔离开关机械状态检测技术的研究。目前，对于敞开式隔离开关的机械状态检测，常规方法主要包括目测法、测温法、测距法以及光学法。其中，目测法易受到观测者的主观影响，准确性低、效率差；测温法，对隔离开关触头进行测温，以温度的变化间接评估隔离开关合闸是否到位，但温度的变化存在滞后性，不能实时检测隔离开关到位的状态，且受隔离开关性能、参数、负荷及外界环境的影响严重，诊断有效性较差；测距法，利用测距传感器或接近传感器测量动触头U型槽两臂的距离变化来判断隔离开关接触状态，由于隔离开关的工作特点和空间限制，测距传感器或者接近传感器的安装点与实际动静触头的接触点存在不吻合的情况，安装和维护不方便，且测距或者接近传感器本身有一定误差，因此测量也不可靠；光学法，采用光学传感器直接检测隔离开关动静触头位置，由光发射接收装置对比电路的输出端与隔离开关辅助接点连接情况判断隔离开关是否分合到位，是一种直接测量的方法，抗干扰能力强，但位置不能保证准确，检测过程不可靠，而且安装后调整困难，测量难度高。由此，常规的敞开式隔离开关机械状态检测均存在不同程度的不足之处，针对不同机械故障隔离开关具有不同振动模态参数的特点，提出一种采用非侵入式的振动检测方法，即通过分析隔离开关的振动模态判断敞开式隔离开关的运行状态，得到了广泛关注，目前正开展大量的理论与试验研究。常规的隔离开关振动模态试验需要手动进行锤击操作，所以锤击操作的完整性和连续性会影响数据源，在重复试验时，敲击隔离开关时出锤的速度大小和方向以及瞬间施加力的大小都不可能保持恒定，导致试验重复性差，且无法定量研究不同激振条件对振动模态的影响，因此要定量、准确开展隔离开关模态试验，必须保证敲击点正确、敲击方向正确、力道适当。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提出一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统及方法，实现敞开式隔离开关在不同典型缺陷、不同外施激励条件下的振动模态试验，解决锤击操作重复性差导致无法定量研究振动模态的技术问题。本技术采用如下技术方案，一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统，包括弹簧触发激振锤、激光测距模块、三脚架、激光测振仪和工控机；其中，弹簧触发激振锤置于试验位置，用于施加外部激励；激光测距模块置于弹簧触发激振锤的上方，用于测量弹簧触发激振锤与隔离开关激振点之间的距离；三脚架置于弹簧触发激振锤下方；激光测振仪置于所需位置，用于测量隔离开关表面振动参数；工控机与激光测振仪相连，用于控制激光测振仪并完成数据处理、存储及分析；弹簧触发激振锤包括弹簧触发激振锤柄、弹簧套筒、螺旋弹簧、锤头；其中，弹簧触发激振锤柄下方连接三脚架，上方安装激光测距模块；弹簧套筒与弹簧触发激振锤柄一端相连，弹簧套筒为空心圆筒，内部装有螺旋弹簧，螺旋弹簧一端与弹簧触发激振锤柄相连，另一端与锤头相连。优选地，锤头内部装有力传感器，力传感器通过电缆与激光测振仪连接，作为同步触发信号提供给激光测振仪，并由工控机控制激光测振仪完成一次振动测试。优选地，弹簧触发激振锤柄为金属材质，另一端外表面装有橡胶套。优选地，锤头可压入弹簧套筒内弹簧套筒内设置有空槽，使锤头向内压入时沿空槽滑动。优选地，锤头根部有突起，突起为圆柱形，空槽上设置若干卡槽，卡槽长度和宽度大于突起直径，锤头压入弹簧套筒内部后转动，突起卡入卡槽内，锁定锤头位置。优选地，弹簧套筒为透明材料，外部设置有刻度，用于观察螺旋弹簧压缩程度。优选地，弹簧触发激振锤柄与三脚架为螺栓连接。技术所达到的有益效果：本技术是一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统及方法，实现敞开式隔离开关在不同典型缺陷、不同外施激励条件下的振动模态试验，解决锤击操作重复性差导致无法定量研究振动模态的技术问题。本技术试验系统中的弹簧触发激振锤柄弹簧套筒开设有空槽，空槽的多个卡槽可用于卡住锤头突起，可根据试验方案将锤头锁止在所需的位置；空槽处设有刻度，可实时观察螺旋弹簧的压缩量，同时螺旋弹簧更换方便，可模拟不同外施激励条件下的隔离开关模态振动试验研究；弹簧触发激振锤集成激光测距模块和三脚架，可测量并准确调节激振锤与隔离开关测点之间的距离，保证激励源始终处于试验所需位置；本技术可用于研究敞开式隔离开关的典型机械缺陷与外施激励条件的关系与变化规律。附图说明图1是本技术的系统结构原理图；附图标记：1-弹簧触发激振锤柄，2-橡胶套，3-三脚架，4-激光测距模块，5-弹簧套筒，6-螺旋弹簧，7-锤头，8-力传感器，9-电缆，10-激光测振仪，11-工控机，12-凸起，13-卡槽。具体实施方式下面根据附图并结合实施例对本技术的技术方案作进一步阐述。如图1所示，一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统，包括弹簧触发激振锤、激光测距模块4、三脚架3、激光测振仪10和工控机11；其中，弹簧触发激振锤置于试验位置，用于施加外部激励；激光测距模块4置于弹簧触发激振锤的上方，采用激光测距方法测量弹簧触发激振锤与隔离开关激振点之间的距离；三脚架3置于弹簧触发激振锤下方，用于固定弹簧触发激振锤；激光测振仪10置于所需位置，采用多普勒雷达测振原理，测量隔离开关表面振动参数；工控机11与激光测振仪10相连，用于控制激光测振仪10并完成数据处理、存储及分析；弹簧触发激振锤包括弹簧触发激振锤柄1、弹簧套筒5、螺旋弹簧6、锤头7；其中，弹簧触发激振锤柄1下方连接三脚架3，用于保证弹簧触发激振锤的稳定触发，上方安装激光测距模块4；弹簧套筒5与弹簧触发激振锤柄1一端相连，弹簧套筒5为空心圆筒，内部装有螺旋弹簧6，螺旋弹簧6一端与弹簧触发激振锤柄1相连，另一端与锤头7相连。锤头7内部装有力传感器8，力传感器8通过电缆9与激光测振仪10连接，作为同步触发信号提供给激光测振仪10，并由工控机11控制激光测振仪10完成一次振动测试。弹簧触发激振锤柄1为金属材质，另一端外表面装有橡胶套2，便于试验人员持握。激光测距模块4安装在弹簧触发激振锤柄1上部的支架上。锤头7可压入弹簧套筒5内，弹簧套筒5内设置有空槽，使锤头7向内压入时沿空槽滑动。锤头7根部有突起12，突起为圆柱形12，空槽旁设置若干卡槽13，卡槽13长度和宽度大于突起12直径，锤头7压入弹簧套筒5内部后转动，突起12卡入卡槽13内，锁定锤头7，使螺旋弹簧6压缩储能，反方向转动锤头7突起12使其退出卡槽13可释放弹簧能量，使锤头7沿弹簧套筒5直线运动。弹簧套筒5为透明材料，外部设置有刻度，用于观察螺旋弹簧6压缩程度。弹簧触发激振锤柄1与三脚架3为螺栓连接，用于保证弹簧触发激振锤的稳定触发。一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验方法，包括以下步骤：(1)根据试验方案在隔离开关上设置不同类型的机械缺陷；(2)根据试验方案选择不本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统，其特征在于，包括弹簧触发激振锤、激光测距模块(4)、三脚架(3)、激光测振仪(10)和工控机(11)；其中，弹簧触发激振锤置于试验位置，用于施加外部激励；激光测距模块(4)置于弹簧触发激振锤的上方，用于测量弹簧触发激振锤与隔离开关激振点之间的距离；三脚架(3)置于弹簧触发激振锤下方；激光测振仪(10)置于所需位置，用于测量隔离开关表面振动参数；工控机(11)与激光测振仪(10)相连，用于控制激光测振仪(10)并完成数据处理、存储及分析；弹簧触发激振锤包括弹簧触发激振锤柄(1)、弹簧套筒(5)、螺旋弹簧(6)、锤头(7)；其中，弹簧触发激振锤柄(1)下方连接三脚架(3)，上方安装激光测距模块(4)；弹簧套筒(5)与弹簧触发激振锤柄(1)一端相连，弹簧套筒(5)为空心圆筒，内部装有螺旋弹簧(6)，螺旋弹簧(6)一端与弹簧触发激振锤柄(1)相连，另一端与锤头(7)相连。

【技术特征摘要】
1.一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统，其特征在于，包括弹簧触发激振锤、激光测距模块(4)、三脚架(3)、激光测振仪(10)和工控机(11)；其中，弹簧触发激振锤置于试验位置，用于施加外部激励；激光测距模块(4)置于弹簧触发激振锤的上方，用于测量弹簧触发激振锤与隔离开关激振点之间的距离；三脚架(3)置于弹簧触发激振锤下方；激光测振仪(10)置于所需位置，用于测量隔离开关表面振动参数；工控机(11)与激光测振仪(10)相连，用于控制激光测振仪(10)并完成数据处理、存储及分析；弹簧触发激振锤包括弹簧触发激振锤柄(1)、弹簧套筒(5)、螺旋弹簧(6)、锤头(7)；其中，弹簧触发激振锤柄(1)下方连接三脚架(3)，上方安装激光测距模块(4)；弹簧套筒(5)与弹簧触发激振锤柄(1)一端相连，弹簧套筒(5)为空心圆筒，内部装有螺旋弹簧(6)，螺旋弹簧(6)一端与弹簧触发激振锤柄(1)相连，另一端与锤头(7)相连。2.根据权利要求1所述的一种用于敞开式隔离开关的振动模态试验系统，其特征在于，锤头(7)内部装有力传感器(8)，力传感器(8)通过电缆(9)与激光测振仪(10)连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪涛，杨景刚，贾勇勇，高山，赵科，腾云，刘媛，王静君，李玉杰，宋思齐，刘通，刘咏飞，吴昊，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网江苏省电力有限公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32