[发明专利]基于异常振动分析的GIS机械缺陷诊断系统及方法

摘要

本发明公开了一种基于异常振动分析的GIS机械缺陷诊断系统及方法，包括：加速度传感器固定于GIS壳体表面的测量点位置处，加速度传感器、电荷放大器、数据采集仪和数据处理装置依次串联连接；数据处理装置对测量的振动信号进行小波降噪后，最终得到各测量点振动信号的频谱图，通过分析频谱图各频率段信号成分，确定GIS机械故障类型。本发明有益效果：本发明所提出的基于异常振动分析的GIS诊断技术研究为发现GIS的机械缺陷或潜在故障提供一种重要而可行的检测手段，对保障GIS可靠运行具有重要意义。

主权项

1.基于异常振动分析的GIS机械缺陷诊断系统，其特征是，包括：加速度传感器、电荷放大器、数据采集仪和数据处理装置；所述加速度传感器固定于GIS壳体表面的测量点位置处，加速度传感器、电荷放大器、数据采集仪和数据处理装置依次串联连接；所述的加速度传感器测量GIS振动信号，对测得的振动信号按整周期进行截取；数据处理装置对截取后的振动信号进行小波降噪后，最终得到各测量点振动信号的频谱图，通过分析频谱图各频率段信号成分，确定GIS机械故障类型；根据得到的信号频谱图，确定每一个测量点振动信号的主要频率成分及各频率成分所占的百分比；分别以测量点的主要频率成分和频率成分所占的百分比为横、纵坐标轴建立直角坐标系，在所述直角坐标系上绘出每一个测量点的主要频率成分及各频率成分所占的百分比的折线图；根据所述折线图判断测量点是否存在振动信号异常分布的情况；如果有，则判断该测量点存在振动异常，根据该测量点的振动信号频率分布情况，确定可能出现的GIS故障原因；采用小波分析方法对截取后的振动信号进行降噪处理的方法具体为：假定带噪声的振动信号si为有用信号fi和高斯白噪声信号的和；求取带噪声的振动信号si的小波系数，设定阈值，保存高于阀值的系数，而将低于阀值的每一项系数均设定为零；处理后的小波系数记为信号fi的估计值；在GIS的外壳表面进行加速度传感器的布点，布点位置应均匀的分布在可粘贴的GIS壳体表面；通过分析频谱图各频率段信号成分，确定GIS机械故障类型具体如下：由局部放电引起的振动，振动主频率在5～30KHz之间；GIS中由于电极表面不平整出现毛刺，或由于绝缘子中有气穴存在，在电场作用下造成局部放电集中而发生放电，这种放电产生的电磁波引起外壳的振动，振动主频率在20KHz～60KHz之间；在100Hz处，磁致伸缩引发的振动接近于电动力所引发的振动，但电动力引发的振动在高频信号300Hz以上时非常微弱，而铁芯的磁致伸缩作用引发的振动仍然非常强烈，由磁致伸缩作用引发的铁芯的振动，振动信号在600Hz频率处依然很强烈。