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斷路器機(jī)械狀態(tài)的評(píng)估與診斷方法
斷路器作為絕緣裝置,在電網(wǎng)中它起著重要的作用：控制和保護(hù)電網(wǎng)其他設(shè)備,當(dāng)它發(fā)生故障時(shí)會(huì)引起電網(wǎng)事故，引發(fā)安全事故。而機(jī)械故障是引起高壓斷路器故障的主要原因,通過加強(qiáng)對(duì)斷路器機(jī)械特性的在線監(jiān)測(cè),能及時(shí)了解斷路器的工作狀態(tài)和缺陷部位,提高檢修的針對(duì)性,降低維修費(fèi)用,可顯著提高電力系統(tǒng)的可靠性。
長(zhǎng)期以來(lái)的計(jì)劃?rùn)z修,浪費(fèi)了大量的人力、物力和財(cái)力,同時(shí)也造成了停電損失和設(shè)備壽命的降低。目前,電力系統(tǒng)單位正致力于高壓斷路器由計(jì)劃?rùn)z修到狀態(tài)檢修的轉(zhuǎn)變,不再以投入年限和動(dòng)作次數(shù)作為衡量標(biāo)準(zhǔn),而是以設(shè)備的實(shí)際狀態(tài)為維修依據(jù)。用狀態(tài)檢修取代傳統(tǒng)的定期檢修已是發(fā)展的必然趨勢(shì)。
斷路器機(jī)械特性在線監(jiān)測(cè)內(nèi)容
機(jī)械故障是斷路器故障的主要原因,有關(guān)斷路器機(jī)械狀態(tài)的監(jiān)測(cè)主要有行程—時(shí)間的監(jiān)測(cè)、分合閘線圈電流的監(jiān)測(cè)及操作過程振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)等。
1.1斷路器行程—時(shí)間特性曲線監(jiān)測(cè)
行程—時(shí)間特性曲線是斷路器工作狀態(tài)的重要表征,通過在動(dòng)觸頭下或觸頭的絕緣拉桿下安裝位移傳感器,再經(jīng)過采樣濾波后,可得到斷路器動(dòng)觸頭行程隨時(shí)間的變化關(guān)系。通過對(duì)行程位移的監(jiān)測(cè)還可以提取各種機(jī)械動(dòng)作參數(shù),進(jìn)而判斷斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的健康狀況。一般來(lái)說,各種機(jī)械動(dòng)作參數(shù)都有其好的取值范圍,如動(dòng)觸頭的大分(合)閘速度不宜過大,否則會(huì)對(duì)機(jī)構(gòu)零部件造成重大撞擊;若分、合閘速度過小,又會(huì)造成動(dòng)觸頭不能可靠地進(jìn)分、合閘操作,使斷路器工作失效。
1.2分合閘線圈電流的監(jiān)測(cè)
斷路器在分合閘過程中,線圈電流隨時(shí)間而變化。通過對(duì)斷路器分合閘線圈電流的監(jiān)測(cè),可計(jì)算操動(dòng)機(jī)構(gòu)的啟動(dòng)時(shí)間、拉桿運(yùn)動(dòng)時(shí)間、線圈通電時(shí)間等,同時(shí)結(jié)合斷路器自身的參數(shù)范圍,可判斷斷路器是否發(fā)生偷跳、誤動(dòng)、拒動(dòng)等運(yùn)行狀態(tài)。
1.3機(jī)械振動(dòng)信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)
由于斷路器在分合閘操作中所產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)無(wú)規(guī)則的,加上現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境噪聲的影響,使得分析處理起來(lái)比較困難。斷路器機(jī)械狀態(tài)的改變將導(dǎo)致振動(dòng)信號(hào)的變化,這是利用振動(dòng)信號(hào)作為故障診斷的理論依據(jù)。通過適當(dāng)?shù)臋z測(cè)手段和信號(hào)處理方法,可以識(shí)別振動(dòng)故障源。斷路器的很多故障都能從相關(guān)監(jiān)測(cè)量的波形上直接表現(xiàn)出來(lái)。例如基座螺絲松動(dòng);操作系統(tǒng)的線圈卡塞;拉桿和轉(zhuǎn)軸連接部分出現(xiàn)卡塞;操動(dòng)機(jī)構(gòu)線圈發(fā)生卡塞。因此,振動(dòng)信號(hào)的辨識(shí)是斷路器振動(dòng)信號(hào)監(jiān)測(cè)的重要內(nèi)容,其特點(diǎn)主要有:
(1)具有高強(qiáng)度沖擊、高速度運(yùn)動(dòng)特點(diǎn);
(2)振動(dòng)信號(hào)具有瞬時(shí)非平穩(wěn)性,不具有周期性;
(3)在制動(dòng)、緩沖過程中,具有強(qiáng)烈的沖擊振動(dòng)。
斷路器在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)近年來(lái)受到了高度重視,但現(xiàn)有的在線監(jiān)測(cè)裝置功能不全,缺乏足夠的數(shù)據(jù)積累,故障診斷分析能力也存在不足,仍需加強(qiáng)基礎(chǔ)性的研究。隨著傳感技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、信號(hào)處理技術(shù)的日趨完善,斷路器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)己進(jìn)入一個(gè)新的發(fā)展階段,開展綜合性的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)具有重要的理論和實(shí)用價(jià)值。