[发明专利]一种高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真方法及装置

权利要求书

1.一种高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真方法，其特征在于：包括以下步骤：

通过高压断路器正常工况下杆件受力测试试验和支架振动信号测试试验分别确定高压断路器多体动力学模型参数和支架有限元模型参数；

通过修改多体动力学模型中的参数模拟高压断路器机械故障进行仿真，提取故障状态下支架与其他零部件在各自连接位置的受力曲线，并将得到的受力曲线作为激励加载到支架有限元模型中进行仿真，根据确定的支架有限元模型参数提取支架上选定测点处在故障状态下的振动信号。

2.根据权利要求1所述的高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真方法，其特征在于：高压断路器多体动力学模型参数确定方法，包括：

通过杆件受力试验测试得到高压断路器的杆件上各受力测试点在正常工况下开合动作过程中的试验受力曲线；

对所测高压断路器进行运动学仿真，以高压断路器多体动力学模型上相应受力测试点的仿真受力曲线与试验受力曲线相吻合为目标，调整并确定多体动力学模型参数。

3.根据权利要求1所述的高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真方法，其特征在于：支架有限元模型参数确定方法，包括：

在高压断路器多体动力学模型参数确定之后，通过运动学仿真得到支架与其他零部件在各自连接位置的受力曲线；

通过支架振动信号试验测试得到高压断路器的支架上各测点在正常工况下的振动信号；

对所测高压断路器的支架进行有限元分析，以支架与其他零部件在各自连接位置的受力曲线作为激励施加在支架有限元模型对应的位置上，以支架有限元模型上各测点的振动信号幅值与试验测得的振动信号幅值相吻合为目标，调整并确定有限元模型参数。

4.根据权利要求1所述的高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真方法，其特征在于：所述杆件为合闸拉杆、油缓冲杆、分闸拉杆和合闸杆中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真方法，其特征在于：杆件的受力测试点位置为合闸拉杆的端部、油缓冲杆的中间位置、分闸拉杆的端部及合闸杆的中间位置。

6.根据权利要求1所述的高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真方法，其特征在于：采用多体动力学软件ADAMS进行高压断路器多体动力学模型建立和仿真。

7.根据权利要求1所述的高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真方法，其特征在于：采用有限元分析软件ABAQUS或ANSYS进行支架有限元模型建立和仿真。

8.一种高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真装置，其特征在于，包括：

模型参数确定模块，用于通过高压断路器正常工况下杆件受力测试试验和支架振动信号测试试验分别确定高压断路器多体动力学模型参数和支架有限元模型参数；

以及，故障振动信号获取模块，用于通过修改多体动力学模型中的参数模拟高压断路器机械故障进行仿真，提取故障状态下支架与其他零部件在各自连接位置的受力曲线，并将得到的受力曲线作为激励加载到支架有限元模型中进行仿真，根据确定的支架有限元模型参数提取支架上选定测点处在故障状态下的振动信号。

9.根据权利要求8所述的高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真装置，其特征在于：所述模型参数确定模块，包括：

试验受力曲线采集单元，用于通过杆件受力试验测试得到高压断路器的杆件上各受力测试点在正常工况下开合动作过程中的试验受力曲线；

以及，动力学模型参数确定单元，用于对所测高压断路器进行运动学仿真，以高压断路器多体动力学模型上相应受力测试点的仿真受力曲线与试验受力曲线相吻合为目标，调整并确定多体动力学模型参数。

10.根据权利要求8所述的高压断路器潜伏性机械故障振动信号仿真装置，其特征在于：所述模型参数确定模块，包括：

支架受力曲线计算单元，用于在高压断路器多体动力学模型参数确定之后，通过运动学仿真得到支架与其他零部件在各自连接位置的受力曲线；

试验振动信号采集单元，用于通过支架振动信号试验测试得到高压断路器的支架上各测点在正常工况下的振动信号；

以及，有限元模型参数确定单元，用于对所测高压断路器的支架进行有限元分析，以支架与其他零部件在各自连接位置的受力曲线作为激励施加在支架有限元模型对应的位置上，以支架有限元模型上各测点的振动信号幅值与试验测得的振动信号幅值相吻合为目标，调整并确定有限元模型参数。