KDGK-F高壓開關機械（xiè）故障檢測基本方法及原理

    1、分、合閘線圈電流的（de）檢測：高壓開關一般都是以電磁鐵作為操作的第一級控製元件，並且大多數開關皆以直（zhí）流（liú）作為控製（zhì）電源。在每次分、合過程中，直流電磁線圈的電流隨時間變（biàn）化，此變化波形中蘊藏著極為重要（yào）的信息。線圈電流波形可以反映的狀態（tài）有鐵心行程、鐵心卡滯、線圈狀態(如是否有（yǒu）短路匝)、與鐵心頂杆連接的鐵閂和閥門的狀態、合（hé）、分線圈的輔（fǔ）助接點狀況與轉換時間。通過對分合操（cāo）作線圈動作電流的（de）檢測，運行人員可（kě）以大致了解開關二次控製回路（lù）的工作情況及鐵心的（de）運動有無卡滯（zhì）等，為（wéi）檢（jiǎn）修提供一個輔助判據。分合閘線圈的電流（liú）是開關狀態檢測的一個重要內（nèi）容。通過霍爾（ěr）傳感器可以很方便的采（cǎi）集分合閘線圈的電（diàn）流。通過實測的波（bō）形與典型波形（xíng）進行（háng）比較即可判斷開關的鐵心有無卡滯（zhì）等問題。

    2、高壓開關動觸頭行程的檢測：高壓開關的行程–時間特性是表（biǎo）征高壓開關（guān）機械（xiè）特性的重要參數，也是計算高壓開關分、合閘速度的（de）依據。高壓（yā）開關（guān）分合閘速度，尤其是開關合閘前、分閘後的動觸頭速度，對開關的開斷性能有至關（guān）重要的影響。因此，高壓開關的行程–時間特性檢測，是高壓開（kāi）關檢測的重要內容（róng）。由於開關動觸（chù）頭作直線運動，可以安（ān）裝一個與（yǔ）動觸頭一起運動的附加件，當動觸（chù）頭做分、合（hé）操作時，該附加件隨連杆做直線運動，通過光電傳感器，將連續變化的（de）位（wèi）移量變成一係（xì）列電脈衝信號。記錄該脈衝的個數，就可以實現（xiàn）動觸頭全行程（chéng）參數的測量；同時，記錄每一個電脈衝產生的時刻值（zhí），將位移同時間相除，就可計算出動觸頭（tóu）運（yùn）動過程中的最大速（sù）度和平均速度。目前測量高壓開關的行程–時間特性，多采用光電式位移傳感器與相應的測量電路配合進行，常用的有增量式（shì）旋轉光電編碼器或直線光電編碼器。目（mù）前市場上根據這種方法（fǎ）研製的產品眾多，可將測（cè）試結果直接打印，部（bù）分測（cè）試儀具備RS232/485接口，可將（jiāng）測試結果（guǒ）上傳。

    3、振動信號的檢測：高壓開關是一種瞬動式機械，在其分（fèn）合過程中，有一係列（liè）運動構件（jiàn）的起動、製動、撞擊的出現，這些運動（dòng）形態的（de）改變都在其構（gòu）架上引起多個衝擊振動，每個振動對應著開關分、合過程（chéng）中（zhōng）特定的動（dòng）作事件。這些衝擊振動的波形呈上升和衰減過程，其峰值（zhí）點在（zài）時間上具有很好（hǎo）的辨認性。但是，從振動發生到振動傳感器測量到的峰值時間之間，總會由於振動（dòng）波的傳播帶來一定的（de）誤差，因此峰值時間較振動發生時間有一定的時間延遲。不過，檢測（cè）係統（tǒng）隻是（shì）根（gēn）據振動信號來求取（qǔ）各個（gè）振動事件之間的時間差，並不一定（dìng）需要知道其發生的準確時刻。所以隻要每個事件均進行了相似的簡化，時間差的計算誤差不（bú）受影響，可以（yǐ）利用（yòng）振動信號的峰（fēng）值時間作為各個振動事件的發生時刻，並將它們相減後得到動觸頭運動過程中各個振動事件之間的（de）時間（jiān）差。此外，對於某一台特（tè）定的開關而言，在健康狀態下它的（de）分、合（hé）操（cāo）作的振動信號具有較強的相似性。對於實（shí）時測量得到的振動信號（hào），可（kě）在離線實（shí）驗數據(振動信號波形和機械特性曲線)的基礎上，並（bìng）結合考慮該次動作的機械特性曲線來粗略（luè）確定（dìng）各個振動事件發（fā）生的（de）先後（hòu）次序（xù）和時間區段，然後將各個區（qū）段的峰值（zhí）時間作為該振動事（shì）件的發生時刻。各時間相差後得到各事件（jiàn）之間的相（xiàng）對時間，以（yǐ）接（jiē）到分、合電（diàn）脈衝時間為基準（zhǔn）計算各事件的發生時間，就能找到動靜觸頭間的合、分時刻。將動觸頭的行程信（xìn）號同該合、分時刻結合，並（bìng）根據相應的定義，就可以計算（suàn）出剛分(合)速度、行程、超行程；將三相的分合時刻（kè）相差就可獲得該次動作的不同期參數。 傳（chuán）動（dòng）機構（gòu）係統的檢測和診斷（duàn）對保證高壓開關安全運行有重要的意義。而基於振動信號的開關機械狀態診斷方法作為一種間接的、不（bú）拆卸的診斷方法、目前已經成為國內外的研究熱點。

   對於高壓開關，在分合閘操作過程中，內部主（zhǔ）要機構不見得運（yùn）動、撞擊和摩擦都會引起表麵的振動（dòng），振動是（shì）內部多種現象激勵的響應，這些（xiē）激勵包括機械操作、電動力或靜電力作用、局部放電以及SF6氣體中的微粒（lì）運動等。振動信號中包含豐富的機械狀態信息，甚至機械係統結構上某些細微變（biàn）化也（yě）可以從振動信號上發現出來。因此，以外部振動信號為特征信號，可以對高壓開關的這些狀態進（jìn）行檢測。具體做法是在開關適當（dāng）部位，如具有較大的振（zhèn）動強度，較高信噪比的部分，安裝振動傳感器，當開關進行（háng）分合閘操作時。采集振動信號經處理後（hòu）作為診斷的根（gēn）據。

    檢測振（zhèn）動信號的突出優點是振動（dòng）信號的采集不涉及電氣測量，振動信號受電磁幹擾小，傳感器安裝於外部（bù），對開關無任何影響。同時（shí），振動（dòng）傳感器尺寸小，工作可靠，價格低廉（lián），靈敏度高，抗幹擾好，特別（bié）適用於動作（zuò）頻繁（fán）的高壓（yā）開關的（de）在（zài）線（xiàn）檢測及不拆（chāi）卸檢修。振動檢測的難（nán）點在於信號（hào）的一致（zhì）性較差及如何提取特征量。目前主要的分析方法有以下幾種：①振動信號出（chū）現的時間（jiān）及幅值；②時域、頻域複合分（fèn）析；③“狀態圖”，均值、方差、過零次數，翻轉次數等；④動態時間規整法；⑤偏差測試法；⑥指數衰減振（zhèn）蕩子（zǐ）波分解法；⑦人工神經網絡法。 目前開關振動的測量研究是熱點，但還沒有較成（chéng）熟的產品問世。

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