专利名称：：基于振动信号幅频变化的分接开关触头脱落故障诊断装置的制作方法
技术领域：
：本实用新型涉及电气控制工程中的一种基于振动信号幅频变化的分接开关触头脱落故障诊断装置，属于分接开关故障诊断领域。
背景技术：
：随着电力工业的发展，电力设备容量和电网的规模不断扩大，为了降低电力设备故障引发的巨大经济损失和社会影响，提高电能质量，保证电力设备和系统安全、可靠、经济、稳定、优质的运行，基于在线监测与故障诊断技术的状态维修策略将成为未来发展的必然趋势。有载调压变压器是电力系统中非常重要的输配电设备，它不仅能稳定负荷中心电压，而且也是联络电网、调整负载潮流、改善无功分配等不可缺少的重要设备，在电网中得到了广泛的应用。目前绝大部分110kV及以上的变压器都安装了有载分接开关，其功能是在带负载状态下完成变压器调压。有载分接开关的运行状态直接影响到电力变压器的运行、电力系统的调节以及电能质量的高低。据统计，有载分接开关故障是电力变压器的最主要故障之一，故障率仅次于绕组故障。而随着有载调压变压器在电网中应用的增多以及单台分接开关日均调压次数的增加，有载分接开关的故障率有增加趋势。开展分接开关运行的状态监测和故障诊断，及时发现分接开关异常，对电力系统安全运行意义重大，并具有良好的应用前景。总的来说，目前对分接开关的故障诊断还没有可靠的方法，研究中的方法主要有基于油中气体分析的方法(如三比值法)、基于振动的监测与分析方法、基于热噪声的诊断方法等。由于分接开关正常运行状态下，因切换触头的分合动作，油中也会产生相应的气体，因此，基于油中气体的分析方法目前实现困难；基于热噪声的诊断是由于变压器分接开关故障后发热产生的热噪声传播到变压器外面，通过在变压器外壳上安装噪声传感器检测来进行分接开关故障诊断，这一方面是基于分接开关触点有明显故障并且已产生严重发热(轻微热量不会产生明显的热噪声)，另一方面热噪声传播到变压器外部，能量很小，加上各种干扰，工程上很难实现(变压器运行环境各种噪声很多，特别是电磁噪声、背景噪声很大，远大于因触头故障过热引起的传到变压器油箱外面的信号的能量)；由于分接开关切换过程中引起振动的因素很多，特别是分接开关的枪机动作时的振动很大，给振动分析带来困难。
发明内容本实用新型针对
背景技术：
中分接开关故障诊断技术存在的缺陷而提出一种实现简单、诊断准确的基于振动信号幅频变化的分接开关触头脱落故障诊断装置。本实用新型的结构包括振动传感器、采集仪和计算机，其中振动传感器的输出端连接采集仪的输入端，采集仪的输出端连接计算机；所述振动传感器安装于分接开关的顶盖上；所述采集仪还与分接开关的驱动电机连接，驱动电机的动作信号触发启动采样。[0007]本实用新型的有益效果如下1、结构实现简单，传感器安装方便；2、采用工控机进行检测、处理与诊断，性能可靠，软件实现方便，诊断结论直观；3、利用本装置实施的诊断方法诊断特征明显，重复性好，对同一类型的分接开关具有普遍性。图1是本实用新型的结构框图。图2是本实用新型运用的诊断方法流程图。具体实施方式如图1所示，本实用新型的结构包括振动传感器、采集仪和计算机，其中振动传感器的输出端连接采集仪的输入端，采集仪的输出端连接计算机。所述振动传感器为振动加速度传感器，虽然振动信号可以从空间坐标轴X、Y、Z三个方向进行监测，但从监测方便性考虑，振动加速度传感器安装在分接开关的顶盖上，在分接开关切换时主要监测分接开关垂直方向的振动信号。当振动传感器为电荷输出时(非电压输出)，所述采集仪应具有电荷放大器，实施例中采集仪采用尼高数据采集仪，采集仪还与分接开关的驱动电机连接，当分接开关切换时，驱动电机的动作信号触发启动采样。尼高数据采集仪用于采集和记录振动加速度传感器检测到的振动信号，计算机的作用是对采集仪输出的信号数据进行数据存储、数据处理和故障诊断，并且显示出诊断结果。实验用分接开关采用上海华明电气设备有限公司生产的型号为CMIII-500-63B-10193W的分接开关，其为国内应用最广泛的M型有载分接开关。该分接开关的基本参数如表1所示表1实验用分接开关基本参数表<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table>根据图2所示的诊断方法流程，利用本实用新型的诊断步骤如下(1)确定采样频率和采样时间采样频率取50kHz，采样时间为分接开关一档进行一次完整切换的时间；(2)根据分接开关驱动电机的动作信号启动采样；(3)在采样一档完整切换过程的数据中，通过振动幅值的大小，截取分接开关切换触头动作过程的振动信号；(4)在切换触头动作过程的振动信号(时域)中，找出幅值最大值的点，方法为为提高抗干扰性，采用均值法滤波，即用连续的5个或7个点信号的平均值进行幅值比较，每次向后移一点，均值最大的一组作为幅值最大区域，并取该组中的中点作为振动信号幅值最大值的点；(5)对监测信号中反映分接开关切换触头脱落故障的部分进行频谱分析从步骤(4)中的幅值最大值的点向后延时200个点(约4ms)后取4096个点(约80ms)的信号进行分析，得到振动的频域信号；(6)在频域信号的4000Hz7000Hz区间内确定信号幅值最大值及其频率，方法为为提高可靠性，采用均值法滤波，用连续3根或5根谱线的幅值平均值进行比较，每次向后移一根谱线，以连续3根或5根谱线幅值均值最大的一组的中心频率作为所求特征频率，然后与正常状态的样本进行对比；(7)当步骤(6)中确定的幅值最大值谱线的中心频率较正常状态减小，且该组谱线的幅值较正常状态增加20%以上时，则说明分接开关有触头脱落故障存在。本实用新型利用的诊断方法，是利用在大量实验基础上发现的能体现分接开关触头脱落故障的特征信号进行诊断，该特征具有很好的重复性和规律性。权利要求一种基于振动信号幅频变化的分接开关触头脱落故障诊断装置，其特征在于包括振动传感器、采集仪和计算机，其中振动传感器的输出端连接采集仪的输入端，采集仪的输出端连接计算机。2.根据权利要求1所述的基于振动信号幅频变化的分接开关触头脱落故障诊断装置，其特征在于所述振动传感器安装于分接开关的顶盖上。3.根据权利要求1所述的基于振动信号幅频变化的分接开关触头脱落故障诊断装置，其特征在于所述采集仪还与分接开关的驱动电机连接。4.根据权利要求1或3所述的基于振动信号幅频变化的分接开关触头脱落故障诊断装置，其特征在于在振动传感器为电荷输出时，所述采集仪具有电荷放大器。专利摘要本实用新型公开了一种基于振动信号幅频变化的分接开关触头脱落故障诊断装置，属于分接开关故障诊断领域。该装置的结构包括振动传感器、采集仪和计算机，其中振动传感器的输出端连接采集仪的输入端，采集仪的输出端连接计算机，振动传感器安装在分接开关顶部，采集仪还与分接开关驱动电机连接，由驱动电机的动作信号触发启动采样。本实用新型结构简单，传感器安装方便，采用工控机进行检测、处理与诊断，性能可靠，软件实现方便，诊断结论直观。文档编号G01H1/12GK201497795SQ20092023194公开日2010年6月2日申请日期2009年9月23日优先权日2009年9月23日发明者姜宁,濮岚,王付宗,王春宁,陆林,陈琳,鞠平,马宏忠申请人:河海大学