气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置，包括：与GIS设备连接的，并且用于检测所述GIS设备的振动信号的振动传感器；与所述振动传感器连接的，并且用于采集所述振动信号的振动信号采集卡；与所述振动信号采集卡连接的，并且用于输出与所述振动信号对应的所述GIS开关设备机械振动故障部位及故障类型的处理器；分别与所述振动传感器、所述振动信号采集卡及所述处理器连接，并且用于向所述振动传感器、所述振动信号采集卡及所述处理器供电的电源；所述振动传感器、所述振动信号采集卡、所述处理器与所述电源集成于金属便携壳体内部。本实用新型专利技术所提供了是一种可判别GIS设备机械振动故障部位的便携的GIS设备故障检测装置。

Detection device for abnormal mechanical vibration of gas insulated metal enclosed switchgear

【技术实现步骤摘要】
气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置
本技术涉及电气设备故障检测
，特别是涉及一种气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置。
技术介绍
随着经济的不断发展，社会各界对电力系统的安全、稳定、环保等方面提出了更高的要求；GIS具有结构紧凑、占地面积小、可靠性高、安全性强、维护工作量小等优点，而广泛应用于城市供电系统。因而，气体绝缘金属封闭开关(GIS)设备运行可靠性直接关系着供电稳定性。近几年GIS设备在运行过程中出现异响振动现象的现象逐渐增多，尤其是220kV及以上等级GIS设备，如开关触点异常、外壳接触不平衡、导杆稍弯曲等。由于机械性缺陷的存在，其在正常振动之外会产生异常振动信号。GIS的异常振动对GIS设备危害极大，可能会导致螺栓松动、气体泄漏、气体压力下降、绝缘子损坏、接地不牢等，严重时将造成绝缘事故。因此，加强对GIS机械振动故障的检测，是保证GIS安全运行的重要手段。目前，针对GIS设备绝缘放电性故障已经基本形成一套相对完整的检测方法。脉冲电流法通过检测阻抗两端的电压变化判断设备是否发生了局部放电。超高频检测法通过检测局部放电产生的脉冲电流信号引起的高频电磁波来识别局部放电现象，同时超高频检测法能够实现对GIS局部放电位置的定位。超声波检测法是一种利用声信号检测GIS设备内部局放的手段。超声波检测的优点是不容易混入其他电磁干扰信号，但是超声信号在气体和绝缘子中传播有较大的衰减。另外还有光学检测和化学检测等，这些检测都是基于局部放电比较剧烈时产生的光、气体分解产物等二次现象来进行识别和检测的。然而针对GIS设备的机械故障检测方法研究，目前国内外还处于起步阶段。2013年，徐天乐等采集运行中GIS设备的振动信号，运用希尔伯特-黄变换对降噪后的振动信号进行分析，结果表明HHT方法能有效地对GIS设备振动信号进行特征提取。2014年，吴迪等运用超声波检测、气体组分测试、红外测温以及振动分析仪测试等多种带电检测手段对500kV变电站GIS设备异响缺陷进行缺陷定位与分析。2015年，杨哲等对常见的机械故障类型，以及GIS机械故障振动检测系统研究的背景意义进行了介绍。李云鹏等研制了基于加速度传感器和上位机的GIS设备机械振动检测系统，并对GIS设备触头不同接触情况进行了振动测试，结果表明当存在接触不良时故障严重时，会出现明显的300Hz和600Hz信号。2016年，孙庆生等利用经验模态分解算法对振动信号加以处理，得到多级本征模态函数分量。依据功率谱密度函数和向量空间模型定义出功率特征矩阵以及矩阵相似度，形成GIS机械故障判据。2017年，高阳等阐述了GIS设备异响振动信号产生的机理，提出采用加速度传感器对振动缺陷可进行有效检。2019年，YangYuan等提出了一种基于相干函数和多层分类器相结合的频率特征提取及故障诊断方法。综上，目前有关GIS设备异响振动的研究越来越多，一是关注于振动信号的处理、特征量提取及故障诊断方法，二是关注于构建检测灵敏度高的振动特性检测系统。但目前已有研究构建的用于GIS设备异响振动缺陷的检测系统，各部件分散、集成度有限，仅限于实验室使用，尚不能实现振动故障的定位。综上所述可以看出，如何提供一种便携的可以判别GIS设备机械振动故障类型与故障部位的GIS设备机械故障检测装置是目前有待解决的问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置，以解决现有技术中GIS设备故障检测装置仅限于实验室使用以及无法判别GIS设备机械振动故障部位的问题。为解决上述技术问题，本技术提供一种气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置，包括：与气体绝缘金属封闭开关设备连接的，并且用于检测所述气体绝缘金属封闭开关设备的振动信号的振动传感器；与所述振动传感器连接的，并且用于采集所述振动传感器检测到的振动信号的振动信号采集卡；与所述振动信号采集卡连接的，并且用于输出与所述振动信号对应的所述气体绝缘金属封闭开关设备机械振动故障部位及故障类型的处理器；分别与所述振动传感器、所述振动信号采集卡及所述处理器连接的，并且用于向所述振动传感器、所述振动信号采集卡及所述处理器供电的电源；其中，所述振动传感器、所述振动信号采集卡、所述处理器与所述电源集成于金属便携壳体内部。优选地，所述振动传感器为压电式振动传感器。优选地，所述振动传感器为八通道的DK22250压电振动变送器。优选地，所述振动信号采集卡为八通道的USB-2661型数据采集卡。优选地，所述处理器为微型计算机。优选地，所述电源为MS303D型号电源。优选地，所述振动传感器通过磁吸座与所述气体绝缘金属封闭开关设备连接。优选地，所述振动传感器通过航空插头两芯屏蔽电缆与所述振动信号采集卡连接。优选地，所述振动信号采集卡通过USB接口与所述处理器连接。优选地，所述气体绝缘金属封闭开关设备的故障部位包括：圆筒形气室上端部、圆筒形气室中端部以及圆筒形气室下端部。本技术所提供的气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置包括振动传感器、振动信号采集卡、处理器、电源以及金属便携壳体。所述振动传感器与所述振动信号采集卡连接，所述振动信号采集卡与所述处理器连接，所述电源分别与所述振动传感器、所述振动信号采集卡以及所述处理器连接。所述振动传感器用于检测所述气体绝缘金属封闭开关设备的振动信号；所述振动信号采集卡用于采集所述振动信号；所述处理器用于输出与所述振动信号对应的所述气体绝缘金属封闭开关设备机械振动故障部位及故障类型；所述电源用于为所述振动传感器、所述振动信号采集卡以及所述处理器供电；所述振动传感器、所述振动信号采集卡、所述处理器与所述电源集成于金属便携壳体内部。本技术所提供的气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置，基于机械故障振动信号检测的方式，利用所述振动传感器、所述振动信号采集卡、所述处理器与所述电源对气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态进行检测，并能输出所述气体绝缘金属封闭开关设备机械振动故障类型以及振动异响缺陷的部位。并且本技术所提供的装置具有便携金属壳体，可对现场气体绝缘金属封闭开关设备振动特性进行便携式带电检测，在进行检测时，所述金属壳体接地，操作方便，抗电磁干扰能力强，设备成本低，适合推广应用。附图说明为了更清楚的说明本技术实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术实施例提供的一种气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置的结构框图；图2为本技术实施例提供的一种气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置的三维示意图；图3为微型计算机采集界面的示意图；图4为基于人工神经网络本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置，其特征在于，包括：/n与气体绝缘金属封闭开关设备连接的，并且用于检测所述气体绝缘金属封闭开关设备的振动信号的振动传感器；/n与所述振动传感器连接的，并且用于采集所述振动传感器检测到的振动信号的振动信号采集卡；/n与所述振动信号采集卡连接的，并且用于输出与所述振动信号对应的所述气体绝缘金属封闭开关设备机械振动故障部位及故障类型的处理器；/n分别与所述振动传感器、所述振动信号采集卡及所述处理器连接的，并且用于向所述振动传感器、所述振动信号采集卡及所述处理器供电的电源；/n其中，所述振动传感器、所述振动信号采集卡、所述处理器与所述电源集成于金属便携壳体内部。/n

【技术特征摘要】
1.一种气体绝缘金属封闭开关设备机械振动异常状态检测装置，其特征在于，包括：
与气体绝缘金属封闭开关设备连接的，并且用于检测所述气体绝缘金属封闭开关设备的振动信号的振动传感器；
与所述振动传感器连接的，并且用于采集所述振动传感器检测到的振动信号的振动信号采集卡；
与所述振动信号采集卡连接的，并且用于输出与所述振动信号对应的所述气体绝缘金属封闭开关设备机械振动故障部位及故障类型的处理器；
分别与所述振动传感器、所述振动信号采集卡及所述处理器连接的，并且用于向所述振动传感器、所述振动信号采集卡及所述处理器供电的电源；
其中，所述振动传感器、所述振动信号采集卡、所述处理器与所述电源集成于金属便携壳体内部。


2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述振动传感器为压电式振动传感器。


3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述振动传感器为八通道的DK22250压电振动变送...

【专利技术属性】
技术研发人员：王谦，蒋西平，郝建，王旭鹏，张先树，李龙，陈伟，任啸，李勇，龙英凯，印华，王勇，廖瑞金，谭华勇，李永福，彭华东，李小平，杨勃，刘熊，杨睿，
申请(专利权)人：国网重庆市电力公司电力科学研究院，重庆大学，国家电网有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆;50