[发明专利]基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法

说明书

本发明公开了一种基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法,本发明涉及一种高压断路器的检测方法。目前电力系统多采用定期检修时进行预防性试验的方法来了解断路器的特性参数，这种做法不仅费时费力，而且频繁地操作和过度地拆卸检修会降低断路器的动作可靠性，带来一定的负面影响。本发明采用加速度传感器，将加速度传感器分别安装在弹簧操作机构和断路器横梁上以采集两路振动信号，利用多路振动信号提取断路器分闸过程中运动时间参数，在测量精度和稳定性方面均取得了较好的效果，对于断路器特性参数的在线提取提供了一种新的思路。本技术方案解决了传统测量方法需离线测试、传感器安装繁琐的问题。

技术领域

本发明涉及一种高压断路器的检测方法，尤其涉及基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法。

背景技术

作为电力系统中重要的保护与控制电器，高压断路器性能的可靠性关系到整个电网运行的安全与稳定，断路器特性参数作为表征断路器性能的重要指标，是电力部门日常工作的重要监测内容，相关研究逐渐成为研究热点。目前电力系统多采用定期检修时进行预防性试验的方法来了解断路器的特性参数，这种做法不仅费时费力，而且频繁地操作和过度地拆卸检修会降低断路器的动作可靠性，带来一定的负面影响。因此，急需提出一种能够在线监测断路器特性参数的方法，通过该方法总结发生故障时特性参数的变化规律，提前发现潜在故障，对提髙高压断路器的可靠性以及增强电力系统的安全性、可靠性和经济性具有十分重要的意义。

对断路器触头状态、线圈电流和行程曲线展开分析可以获得分合闸时间等时间参数，许多学者对此展开分析。例如，安涛利用ADAMS建立了断路器操作机构的模型，通过仿真得到了合闸时间和行程曲线等特性参数；部分学者在实验室环境下，通过传感器以实验的形式获取了分合闸时间等特性参数；此外，徐玉涛开发了一套基于图像处理的机械特性参数检测系统，通过合闸线圈电流触发高速摄像机和电信号的同步采集，之后对其分析获得合闸时间和行程曲线。近些年来，部分学者对断路器的同期性展开研究，利用短时能量法从三相振动信号中提取时间差，取得了一定的效果。但是该方法对大的冲击振动提取效果较好，对于较小的冲击并不明显，具有一定的局限性。与此同时，尽管上述学者对于断路器时间参数的提取做了大量的研究工作，所提出的方法仍然存在不足，例如实验方式安装繁琐，测量困难；理论仿真和图像处理无法推广到在线检测，断路器时间参数的在线检测尚未得到有效解决。

断路器振动信号本质上是由一系列的振动冲击形成的，采集到的振动信号包含了丰富的振动事件信息，大部分学者没有对振动信号的本质特征引起足够重视，而是将精力聚焦于通过构建时域类、频谱类以及熵集类指标作为特征向量，同时结合近年发展起来的相关模式识别算法，对断路器故障进行分类与诊断。鲜有学者根据这些信息研究如何从振动信号中提取时间参数。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法，以在振动信号中提取时间参数的目的。为此，本发明采取以下技术方案。

基于振动信号的高压断路器分闸特性参数在线检测方法，其特征在于包括以下步骤：

1)信号采集

设置采集时间，采样频率；加速度传感器分别安装在弹簧操作机构和断路器横梁上，实验采集两路振动信号，以获取断路器弹簧操作机构和动静触头的振动响应；通过高压开关动特性测试仪测量断路器的三相同期性和行程曲线两个参数；

2)采集信号波形分析

根据断路器弹簧操作机构工作原理，对比试验获得的断路器各项参数；由于同一个冲击在两路传感器位置引起的振动具有较强的一致性和时序性，通过对比振动大小辅助判断冲击发生的位置，确定断路器重要特性参数，包括：动触头开始运动时间t1；分闸时间t2；拉杆撞击油缓冲器时间t3；触头反弹幅值最大时间t4；