[发明专利]一种基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系统

权利要求书

1.一种基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系统，其特征在于， 所述的基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系统包括：

振动信号拾取模块，采用振动加速度传感器，非介入性地监测换流变分 接开关操作过程中的机械振动信号，获取传动机构的状态信息和工作模式；

放大滤波模块，与所述振动信号拾取模块连接，用于对所述振动信号拾 取模块采集的振动信号进行滤波和放大；

数据采集与异常状态监测模块，与所述放大滤波模块连接，用于确定振 动加速度传感器频响范围和采集器的采集频率，采用瞬态信号分析方法，分 别提取分接开关正常和异常时的特征；

常见故障诊断模块，与所述数据采集与异常状态监测模块连接，用于对 分接开关制动失效故障、异常电弧故障、紧固件松动故障、弹簧动能不足故 障四种故障的特征进行提取提取和诊断。

2.如权利要求1所述的基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系 统，其特征在于，所述振动加速度传感器设置有外壳，半导体激光器固定在 封装外壳左下角，分光棱镜通过夹具置于封装外壳内左中部，分光棱镜的入 射面与入射激光垂直，质量块通过上表面两侧的螺钉、预压弹簧与弹性材料 块刚性连接，质量块上表面正中间用UV胶固定测量镜，参考镜通过上表面 两侧的螺钉、预压弹簧与弹性材料块刚性连接，并置于封装外壳顶部正对测 量镜位置，经分光棱镜产生的相互垂直的入射光分别入射到参考镜和测量镜， 分节PSD1和分节PSD2置于封装外壳内右面壁中上位置，无振动时参考镜 反射光斑入射到分节PSD2中点，测量镜反射光斑入射到PSD1中点，基座 通过固定孔安装在设备外壳上。

3.如权利要求2所述的基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系 统，其特征在于，所述弹性材料块由Co基形变强化型高弹性合金制成，为 Co40NiCrMo合金；所述弹性材料块包括纵向波浪形弹性片材和横向波浪形 弹性片材；

所述纵向波浪形弹性片材由至少1块纵向波浪形弹性片材分块码叠而 成；横向波浪形弹性片材由至少1块横向波浪形弹性片材分块码叠而成；

所述预压弹簧在没有振动时维持弹性材料块的形变处于线性形变区域的 中点。

4.如权利要求1所述的基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系 统，其特征在于，所述放大滤波模块包括：输入端、放大电路、高通滤波电 路、低通滤波电路和输出端；

所述输入端与所述振动信号拾取模块连接；

所述放大电路中设有三极管Q1，其基极连接输入端，集电极接直流电压 端，发射极接地；

所述高通滤波电路中设有三极管Q2，其基极连接三极管Q1的集电极， 集电极接直流电压端，发射极接地；

所述低通滤波电路中设有三极管Q3，其基极连接三极管Q2的发射极， 集电极接直流电压，发射极接地，且发射极与所述输出端连接。

5.如权利要求4所述的基于振动原理的换流变分接开关状态在线监测系 统，其特征在于，所述高通滤波电路中还包括：

串联的电容C4和电容C5，连接于三极管Q2的基极与三极管Q1的集 电极之间；

电阻R8，连接于所述三极管Q2的基极和集电极之间；

电阻R7，一端连接三极管Q2的发射极，另一端通过电容C4连接三极 管Q1的集电极；

所述低通滤波电路中还包括：

串联的电阻R10和电阻R11，连接于三极管Q2的发射极与三极管Q3 的基极之间；

电容C7，一端接地，另一端连接三极管Q3的基极；

电容C6，一端连接三极管Q3的发射极，另一端通过电阻R10连接三 极管Q2的发射极；

所述输入端还连接有直流偏置电路，所述直流偏置电路包括：

串联连接的电阻R2和电阻R3，连接于直流电压端与输入端之间；

电阻R1，一端接地，另一端通过电阻R2连接直流电压端；

电容C1，并联连接于所述电阻R1的两端；

所述放大电路中：

所述三极管Q1的基极与所述输入端之间连接有电容C2；

所述三极管Q1的基极与集电极之间连接有电阻R4；

所述三极管Q1的集电极通过并联连接的电阻R6和电容C3与所述直 流电压端连接；

所述三极管Q1的发射极通过电阻R5接地；

所述三极管Q2的发射极通过电阻R9接地；

所述三极管Q3的发射极通过电阻R12接地，并且所述三极管Q3的发 射极通过电容C8与所述输出端连接。