一种组合电器密封盖松动的振动检测方法技术

本发明专利技术属于输变电设备故障诊断技术领域，涉及一种组合电器密封盖松动的振动检测方法，将振动传感器安装在异常组合电器密封盖的螺栓上；使用冲击力锤在振动传感器附近敲击；同时测取振动传感器和冲击力锤的信号；分析仪将振动传感器信号和冲击力锤信号处理得到频响曲线；提取频响曲线的峰值，即为固有频率，保存数据；将测量的固有频率与该密封盖在调试期间进行有载振动试验时的原始固有频率对比，如果出现了降低则判定该密封盖存在松动，反之则判定不存在松动。本发明专利技术提出的方法开创性的将振动测试技术引入到电气设备故障诊断中来，相比较电学测试方法能够更早的发现故障隐患。较电学测试方法能够更早的发现故障隐患。较电学测试方法能够更早的发现故障隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种组合电器密封盖松动的振动检测方法


[0001]本专利技术属于输变电设备故障诊断
，特别是一种组合电器密封盖松动的振动检测方法。

技术介绍

[0002]气体绝缘组合电器是由多种高压电器安装主接线和系统功能组合而成的成套电气装置。它通过内部充有高压SF6绝缘气体的圆筒将变电站的常用设备如母线、电压互感器、电流互感器、避雷器、隔离开关、断路器等进行封装，从而实现具有系统性强、集成度高、占地面积小、可靠性好等特点，在66～1000kV各电压等级电力系统中得到广泛应用。
[0003]虽然组合电器的可靠性强，但是随着使用量的不断增多各种故障也层出不穷，其中非常常见也是危害比较大的一种故障就是密封盖松动故障，这种故障刚开始发生的时候非常隐蔽不容易发现，但是它所能引起的后果是非常严重的，首先会引起SF6绝缘气体的泄露，这种气体有毒对人体有害，一旦泄露将会危害工作人员的健康。此外这种故障会加快设备的损坏从而引起放电、短路、断路等故障，因此早发现早治理是十分必要的。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，开创性地提出了一种组合电器密封盖松动的振动检测方法，能够准确的判断密封盖是否存在松动。
[0005]本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：
[0006]本专利技术通过测量密封盖当前固有频率与该设备在调试期间的原始数据进行比对，从而判断是否发生松动故障的。具体步骤如下：
[0007]第1步：将振动传感器吸附或粘附在异常GIS密封盖螺栓上；
>[0008]第2步：使用冲击力锤在振动传感器附近敲击，敲击方向需与振动传感器方向一致；
[0009]第3步：同时测取振动传感器和冲击力锤的信号；
[0010]第4步：分析仪将振动传感器信号和冲击力锤信号二者进行处理得到频响曲线；
[0011]在一个线性或者近似线性的振动系统中，使用特定的已知的激振力，用可控的方式来激励结构，同时测量冲击力锤的输入信号和振动传感器的输出信号，然后，进行传递函数的分析，我们就可以得到系统的固有频率。响应与激励力之间的关系可以用导纳表示：
[0012][0013]其中Y为导纳，X为在被测量构件表面测得的振动信号，F为测得的冲激力锤输入的力信号。
[0014]第5步：提取频响曲线的峰值，即为固有频率，保存数据。
[0015]第6步：将此次测量的固有频率与该密封盖在调试期间进行有载振动试验时的原始数据进行对比，主要比对5
‑
8阶等高阶的固有频率值，如果其全部出现了降低则判定该密
封盖存在松动，反之则判定不存在松动。
[0016]本专利技术的优点和积极效果是：
[0017]1、本专利技术提出的方法开创性的将振动测试技术引入到电气设备故障诊断中来，相比较电学测试方法能够更早的发现故障隐患。
[0018]2、本专利技术提出的方法简便快捷，准确率高，与设备无电气连接，对设备的运行状态无任何影响。
附图说明
[0019]图1为根据本专利技术实施例的结构示意图；其中1为套筒，2为密封盖，3为冲击力锤，4为振动传感器，5为螺栓。
[0020]图2为根据本专利技术实施例的频响曲线对比图，其中(a)为调试期间进行有载振动试验时的频响曲线，(b)为本次故障判定振动试验的频响曲线。
[0021]图3为根据本专利技术实施例的方法流程图。
具体实施方式
[0022]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。
[0023]需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0024]本专利技术组合电器密封盖松动的振动检测方法，需要用到振动传感器4以及带有振动传感器的敲击力锤3、电荷放大器、振动信号分析处理仪器。具体方法涉及到振动传感器的选取、振动传感器的布置、振动信号采集的时间及分析方法、特征信号的选择及判定等内容。
[0025]振动信号是这一故障早期能够发出的一个特征信号，如果一个密封盖发出了超出以往的振动或噪声则需要对其进行测试。对此我们可以通过测量密封盖法兰螺栓的固有频率来判断其是否存在松动。将测试结果与该设备在调试期间进行有载振动试验时的数据相互比对得出结论。
[0026]确定选用加速度振动传感器，灵敏度≥500mV/g，采样频率≥20kHz。密封盖一般由紧固螺栓固定，松动的根源在于螺栓松动，因此可将振动传感器4吸附或粘附在螺栓5的螺帽处。
[0027]以某变电站组合电器224甲间隔母线套筒1的密封盖2为例，该设备在巡检过程中发现存在振动和噪声过大的问题，怀疑其存在松动，于是对其进行松动振动检测。
[0028]按照本专利技术的方法：
[0029]第1步：将振动传感器4吸附或粘附在异常GIS密封盖螺栓5上，如图1所示；
[0030]第2步：使用冲击力锤3在振动传感器4附近敲击，敲击方向需与传感器方向一致；
[0031]第3步：同时测取振动传感器4和冲击力锤3的信号；
[0032]第4步：分析仪将振动传感器4信号和冲击力锤3信号二者进行处理得到频响曲线；
[0033]第5步：提取频响曲线的峰值，即为固有频率，保存数据。
[0034]第6步：将此次测量的固有频率与该密封盖在调试期间进行有载振动试验时的原
始数据进行对比。如图2所示，其中(a)为调试期间进行有载振动试验时的频响曲线，(b)为本次故障判定振动试验的频响曲线。相应的固有频率值如下表1所示：
[0035]表1
[0036]单位：Hz5阶6阶7阶8阶调试数据461482.5692751.5故障判定试验454480669.5737
[0037]如上表1所示，第5、6、7、8阶固有频率均发生了降低，因此判断该密封端盖出现了松动。
[0038]本专利技术方法的测试原理：
[0039]对于GIS密封盖松动的诊断是通过测试螺栓固有频率的变化趋势来实现的，具体采用力锤敲击激振，传感器拾振的方法来测取密封盖的频响曲线，从而计算出该被测螺栓的固有频率，若固定密封盖的螺栓松动，则其固有频率将会减小；若固定密封盖的螺栓牢靠稳定，则其固有频率不变。
[0040]根据固有频率基本表达式其中ω为固有频率，K为刚度系数，M为质量矩阵，当密封盖发生松动时，刚度系数K会减小，从而导致固有频率减小，固有频率的变化将会影响振动信号的频谱分布，据此可作为结构松动的判据。所以，在进行机械故障诊断时需先通过实验的方法测取研究对象的固有频率才能进行故障时的特征提取。
[0041]固有频率振动试验时，使用尼龙头材质的冲击力锤对测量点进行激振，然后测量冲击力锤敲击的力信号，以及吸附在被测量构件表面测点处加速度传感器的振动加速度信号。最后，对测量的两组数据进行传递函数分析，即可得到测试点各阶的固有频率，频响曲线中的第一个波峰就是系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种组合电器密封盖松动的振动检测方法，其特征在于，具体步骤如下：第1步：将振动传感器安装在异常组合电器密封盖的螺栓上；第2步：使用冲击力锤在振动传感器附近敲击；第3步：同时测取振动传感器和冲击力锤的信号；第4步：分析仪将振动传感器信号和冲击力锤信号处理得到频响曲线；第5步：提取频响曲线的峰值，即为固有频率，保存数据；第6步：将测量的固有频率与该密封盖在调试期间进行有载振动试验时的原始固有频率对比，如果出现了降低则判定该密封盖存在松动，反之则判定不存在松动。2.根据权利要求1所述的检测方法，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：屈斌，郑中原，于金山，于奔，张佳成，姜玲，叶芳，齐文艳，
申请(专利权)人：国网天津市电力公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：