一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法技术

本发明专利技术涉及大负荷开关柜技术领域，具体涉及一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法。所述评价方法包括：建立大负荷开关柜温升振动模拟试验系统；根据大负荷开关柜的结构进行温度测点和振动测点的布置；对温升数据进行采集，对振动测试信号进行滤波并频率分析处理；评估被试开关柜的电气和柜体机械性能。本发明专利技术的评价方法基于现有的温升试验平台进行改进，在节省试验成本的同时增加了对设备关键性能的考核指标；增加了基于Labview平台的振动测试数据采集和处理模块，加强了开关柜出厂试验对质量的把控；根据计算结果，对大负荷开关柜的出厂试验和现场运维提供了技术指导，为大负荷开关柜的振动治理提供依据。

【技术实现步骤摘要】
一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法
本专利技术涉及大负荷开关柜
，具体涉及一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法。
技术介绍
在电力系统中，开关柜的出厂试验已有相关的规定，但通常仅开展耐压、局放、机械操作等试验。然而现场运行中开关柜(尤其是大负荷的开关柜)发热振动问题突出，尤其是母线桥异常噪声频发，导致开关柜烧损故障时有发生。为此，电网对开关柜的电气性能抽检要求提高，今年来已逐步推进开关柜温升的抽检试验。然而，温升试验仅仅考核了开关柜的电气回路及散热特性，对于振动特性并未得到考验，考虑柜体振动由三相电流的电动力引发，导体因为施加大的三相交流电载荷导致其周围会产生强大的磁场和电场，导体在电磁力的作用下产生的振动，会引起一些安全隐患，例如损坏绝缘套管，引起母排以及其固定装置变得不牢固，严重时会使其变形或断裂。因此有必要在温升抽检试验的同时，增加开关柜振动的试验项目，以全面衡量开关柜的电气和柜体机械性能。针对上述问题，众多学者主要开展了温升的研究。典型的评估方法有现场试验法、仿真法等。现场试验法为最直接的评估方法，目前工程上通过开展1.1倍额定电流的三相短路温升试验来考核开关柜柜体以及整个导电回路的温升情况，可以有效发现开关柜的回路及散热问题，但无开关柜振动测试项目，无法提前发现开关柜的结构和安装问题。在改善大电流母线桥工作噪音的研究中，徐莎，金先龙，庞峰等学者建立母线桥三维有限元模型，对工况下的母线桥进行三维涡流场计算，得到磁感应强度和电磁力等在母线桥中的分布规律，并给出改善措施，但未考虑开关柜本身的振动问题。因此,有必要开发一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，所述评价方法包括：步骤一，建立大负荷开关柜温升振动模拟试验系统；步骤二，根据大负荷开关柜的结构进行温度测点和振动测点的布置；步骤三，对温升数据进行采集，对振动测试信号进行滤波并频率分析处理；步骤四，评估被试开关柜的电气和柜体机械性能。进一步的，在所述步骤一中，所述大负荷开关柜温升振动模拟试验系统包括大电流发生装置、连接母排、被试开关柜、温度巡检装置、振动测试装置。进一步的，所述振动测试装置包括探头、采集卡、Labview处理模块和可视化图窗，所述探头布置于被试开关柜上，用于提取振动测试信号，所述探头通过传输电缆与采集卡连接，采集卡通过网线与Labview处理模块连接，在Labview处理模块上以指定的采样频率进行采样后，在可视化图窗中进行图像输出。进一步的，所述探头采用加速度传感器。进一步的，在所述步骤二中，所述温度测点参照《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》和《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》进行布置。进一步的，在所述步骤二中，所述振动测点的布置，对于仅有大负荷开关柜的情况，在大负荷开关柜柜体的后上和后下部位分别布置一个测点，在大负荷开关柜前柜门上部布置一个测点。进一步的，在所述步骤二中，所述振动测点的布置，对于大负荷开关柜含有母线桥的情况，在大负荷开关柜柜体的后上和后下部位分别布置一个测点，在大负荷开关柜前柜门上部布置一个测点，在母线桥的桥墩上下板以及桥架前后板进行测点布置。进一步的，在所述步骤三中，通过采集卡和Labview处理模块对振动测试信号进行滤波和频率分析；求被试开关柜各振动测点的磁感应强度及其分量后，电磁力有导体电流密度和磁通密度矢量的乘积来表示，如下式所示：式中：F为电磁力，单位N；V为导体体积，单位m3；J为导体电流密度，单位A/m2；B为磁感应强度，单位T；对振动测试信号进行FFT频谱分析，并设计陷波器对干扰信号进行滤除，根据二阶IIR滤波器其系统传递函数进行陷波器的参数设置，所述二阶IIR滤波器其系统传递函数为：式中，ω0＝2πf0/fs为陷波数字频率，单位为rad；f0为陷波频率，单位为Hz；fs为取样频率单位为Hz；r为常数；根据此公式进行陷波器的参数设置。进一步的，所述Labview处理模块包括定时设置模块、记录设置模块、触发设置模块和数据显示模块，定时设置模块用于设置采样率、采样时钟源和采样模式，所述记录设置模块用于设置记录模式、文件存储路径和实际采样频率，所述触发设置模块用于控制信号采集的起始，所述数据显示模块用于进行陷波器设置、波形显示、告警信息和停止功能。进一步的，在所述步骤四中，评估柜体的机械性能，要求被试开关柜在温升试验结束后分别在1.1I、1.0I、0.8I、0.6I、0.5I的三相工频电流下测试振动加速度值A，要求A的值不超过2.0g，且在这四个电流下振动测试信号的主要频率成分无明显变化。本专利技术的有益效果：由上述对本专利技术的描述可知，与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：基于现有的温升试验平台进行改进，在节省试验成本的同时增加了对设备关键性能的考核指标；增加了基于Labview平台的振动测试数据采集和处理模块，加强了开关柜出厂试验对质量的把控；根据计算结果，对大负荷开关柜的出厂试验和现场运维提供了技术指导，为大负荷开关柜的振动治理提供依据。附图说明图1为本专利技术实施例中一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法的步骤流程图；图2为本专利技术实施例中振动测试装置的结构框图；图3为本专利技术实施例中Labview处理模块的结构框图；图4为本专利技术实施例中振动测试信号波形；图5为本专利技术实施例中振动测试信号滤波后频率分布；图6为本专利技术实施例中振动测点在不同电流下振动测试结果。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。参照图1-6所示，本专利技术的优选实施例，一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，所述评价方法包括：步骤一，建立大负荷开关柜温升振动模拟试验系统；步骤二，根据大负荷开关柜的结构进行温度测点和振动测点的布置；步骤三，对温升数据进行采集，对振动测试信号进行滤波并频率分析处理；步骤四，评估被试开关柜的电气和柜体机械性能。本专利技术的评价方法基于现有的温升试验平台进行改进，在节省试验成本的同时增加了对设备关键性能的考核指标；增加了基于Labview平台的振动测试数据采集和处理模块，加强了开关柜出厂试验对质量的把控；根据计算结果，对大负荷开关柜的出厂试验和现场运维提供了技术指导，为大负荷开关柜的振动治理提供依据。在本实施例中，在所述步骤一中，所述大负荷开关柜温升振动模拟试验系统包括大电流发生装置、连接母排、被试开关柜、温度巡检装置、振动测试装置。在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，其特征在于，所述评价方法包括：/n步骤一，建立大负荷开关柜温升振动模拟试验系统；/n步骤二，根据大负荷开关柜的结构进行温度测点和振动测点的布置；/n步骤三，对温升数据进行采集，对振动测试信号进行滤波并频率分析处理；/n步骤四，评估被试开关柜的电气和柜体机械性能。/n

【技术特征摘要】
1.一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，其特征在于，所述评价方法包括：
步骤一，建立大负荷开关柜温升振动模拟试验系统；
步骤二，根据大负荷开关柜的结构进行温度测点和振动测点的布置；
步骤三，对温升数据进行采集，对振动测试信号进行滤波并频率分析处理；
步骤四，评估被试开关柜的电气和柜体机械性能。


2.根据权利要求1所述的一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，其特征在于：在所述步骤一中，所述大负荷开关柜温升振动模拟试验系统包括大电流发生装置、连接母排、被试开关柜、温度巡检装置、振动测试装置。


3.根据权利要求2所述的一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，其特征在于：所述振动测试装置包括探头、采集卡、Labview处理模块和可视化图窗，所述探头布置于被试开关柜上，用于提取振动测试信号，所述探头通过传输电缆与采集卡连接，采集卡通过网线与Labview处理模块连接，在Labview处理模块上以指定的采样频率进行采样后，在可视化图窗中进行图像输出。


4.根据权利要求3所述的一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，其特征在于：所述探头采用加速度传感器。


5.根据权利要求1所述的一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述温度测点参照《3.6kV～40.5kV交流金属封闭开关设备和控制设备》和《高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求》进行布置。


6.根据权利要求1所述的一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述振动测点的布置，对于仅有大负荷开关柜的情况，在大负荷开关柜柜体的后上和后下部位分别布置一个测点，在大负荷开关柜前柜门上部布置一个测点。


7.根据权利要求1所述的一种大负荷开关柜温升振动模拟试验评价方法，其特征在于：在所述步骤二中，所述振动测点的布置，对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙国华，刘衍，邹阳，彭诗怡，程梦盈，
申请(专利权)人：国网江西省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：江西;36