[发明专利]基于频响曲线峰值分布的GIS地脚螺栓松动诊断方法

说明书

本发明涉及一种基于频响曲线峰值分布的GIS地脚螺栓松动诊断方法。其特点是，包括如下步骤：1)选择GIS罐体顶部表面中心的一点作为振动测量点P；同时选择同一个GIS罐体侧面表面中心的一点作为激振点E；2)利用冲击力锤在激振点E施加脉冲激励x(t)，通过加速度传感器在振动测量点P拾取振动信号y(t)；3)利用频响函数的H₁法进行GIS频响特性的估计。本发明所述的GIS机械状态的诊断方法与传统的回路电阻测试及冬天分析相比，具有可以带电检测与GIS本体机械装填密切相关的优点，可以有效表征GIS的固有机械状态，获得故障前后其固有机械特性的变化规律，从而实现对GIS机械状态的带电检测。

技术领域

本发明涉及一种基于频响曲线峰值分布的GIS地脚螺栓松动诊断方法。

背景技术

气体绝缘金属封闭开关设备(Gas Insulated(Metal-enclosed)Switchgear，GIS)是电力系统核心设备之一，它的安全可靠运行是电力系统正常运行的重要保障。据统计，机械故障是GIS的主要故障类型之一，约占GIS各类故障的39.3％。因此，对GIS机械故障的诊断一直是研究人员关注的热点话题。由于GIS振动噪声信号与其机械状态密切相关，包含了丰富的本体机械状态以及故障信息受到了广泛的关注。GIS的振动特性更是以其与系统无电气连接，不易受电磁干扰等优点受到了广泛关注。

GIS振动特性与所受的力及固有振动特性密切相关。因此获得其不同机械状态下的固有频率的变化规律，可以对其机械状态进行诊断，提高设备的运行维护水平。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于频响曲线峰值分布的GIS地脚螺栓松动诊断方法，能够实现对GIS机械状态的带电检测，准确有效的评估GIS的机械状态。

一种基于频响曲线峰值分布的GIS地脚螺栓松动诊断方法，其特别之处在于，包括如下步骤：

1)选择GIS罐体顶部表面中心的一点作为振动测量点P；同时选择同一个GIS罐体侧面表面中心的一点作为激振点E；

2)利用冲击力锤在激振点E施加脉冲激励x(t)，通过加速度传感器在振动测量点P拾取振动信号y(t)；

3)利用频响函数的H₁法进行GIS频响特性的估计，H₁法的计算方法如下：

H₁(f)＝G_xy(f)/G_xx(f)＝H_R(f)+i×H_τ(f)；

其中，G_xy(f)为x(t)和y(t)的互功率谱密度函数，G_xx(f)为x(t)的自功率谱密度函数，H_R(f)和H_τ(f)分别为频响函数H₁的实部和虚部；

4)由获得的频响函数H₁的实部和虚部计算0-600Hz内频响函数的幅频特性曲线为：

5)计算获得幅频曲线|H₁(f)|的极大值所对应的频率f，记GIS投运时的频响曲线中的频率为f_i(i＝1,2,…n)，记投运后获得的频率为

6)计算固有频率变化率Δf及平均固有频率变化率计算公式如下：

7)根据变化率，若则判断：无故障；则判断：出现轻微地脚螺栓松动故障，需要密切注视；若则判断：地脚螺栓出现重度松动，需要尽快处理维护；若则判断：出现严重地脚螺栓松动故障，需要立刻对GIS地脚螺栓进行紧固。