(12)發(fā)明專利(10)授權(quán)公告號CN1143844(65)同一申請的已公布的文獻號(73)專利權(quán)人國網(wǎng)江蘇省電力工程咨詢有限公司地址210000江蘇省南京市鼓樓區(qū)鄭和中路114號1701、1801室(72)發(fā)明人劉亮黃濤沈文韜廖才波陳金林林冬陽馬天趙會龍梁沛許奇季天程虞淑婷(74)專利代理機構(gòu)北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246專利代理師王煥巧審查員杜雯一種多信息參量融合的隔離開關(guān)機械故障診斷方法(57)摘要本發(fā)明公開了一種多信息參量融合的隔離開關(guān)機械故障診斷方法。首先通過力矩、轉(zhuǎn)角和電流等傳感器測量隔離開關(guān)開斷或關(guān)合動作過程中的相應特征量的變化情況，構(gòu)建力矩-時間述曲線分別求解并獲取一個動作周期內(nèi)(一次開斷或關(guān)合)力矩、電流等特征量的有效值、平均值及最大值等信息。最后，將上述特征量的最大值(或有效值)與平均值之比定義為其曲線系數(shù)，根據(jù)曲線系數(shù)的數(shù)值情況實現(xiàn)對隔離開關(guān)機械狀態(tài)識別及機械故障診斷。本發(fā)明可替代現(xiàn)有故障診斷方法常用的橫向及縱向比較的方法，可消除21.一種多信息參量融合的隔離開關(guān)機械故障診斷方法，其特征在于：包括如下步驟：S1:通過在隔離開關(guān)操作機構(gòu)箱安裝電動力矩傳感器或手動力矩傳感器、霍爾電流傳感器，在隔離開關(guān)傳動部件安裝轉(zhuǎn)角傳感器，結(jié)合數(shù)據(jù)采集裝置測量并記錄隔離開關(guān)單次動作過程的力矩、電流及轉(zhuǎn)角變化情況；S2:根據(jù)力矩傳感器及轉(zhuǎn)角傳感器測量結(jié)果，繪制力矩-時間曲線或力矩-轉(zhuǎn)角曲線，記錄單次動作過程中的力矩最大值，并求解單次動作過程中力矩的平均值及有效值；根據(jù)電流傳感器測量結(jié)果，繪制電機電流包絡(luò)線，記錄單次動作過程中的電機電流最大值，并求解單次動作過程中電機電流的平均值及有效值；S3:計算力矩最大值或有效值與平均值的比值，并將其定義為力矩曲線的曲線系數(shù)K?;計算電機電流最大值或有效值與平均值的比值，并將其定義為電流包絡(luò)線的曲線系數(shù)K?;S4:根據(jù)曲線系數(shù)K?及K?的取值情況判斷隔離開關(guān)是否存在機械故障；若曲線系數(shù)K?及K?符合要求，則隔離開關(guān)運行狀態(tài)正常；若曲線系數(shù)K?及K?不符合要求，則根據(jù)其數(shù)值分布區(qū)間判斷是否存在三相合閘不同期或卡澀的缺陷或故障。2.如權(quán)利要求1所述的一種多信息參量融合的隔離開關(guān)機械故障診斷方法，其特征在于：所述S1中力矩傳感器應滿足：采樣頻率不低于100Hz,量程范圍：±10Nm;霍爾電流傳感器應滿足：采樣頻率不低于1kHz,量程范圍：0~5A;轉(zhuǎn)角傳感器應滿足：采樣頻率不低于100Hz,量程范圍：±180°。3.如權(quán)利要求1所述的一種多信息參量融合的隔離開關(guān)機械故障診斷方法，其特征在最大值與平均值的比值計算曲線系數(shù)；若存在因測量造成的局部數(shù)據(jù)異常，以有效值與平均值的比值計算曲線系數(shù)。4.如權(quán)利要求3所述的一種多信息參量融合的隔離開關(guān)機械故障診斷方法，其特征在于：如單次測量結(jié)果存在局部數(shù)據(jù)異常時，可通過多次測量驗證測量結(jié)果的重復性，選取最優(yōu)測量結(jié)果作為計算輸入。5.如權(quán)利要求3所述的一種多信息參量融合的隔離開關(guān)機械故障診斷方法，其特征在可通過多次測量結(jié)果取平均值。3[0002]高壓隔離開關(guān)是電網(wǎng)中的重要開關(guān)設(shè)備，由于使用量龐大且工作可靠性要求較澀或三相不同期等)下的縱向?qū)Ρ然蛲M隔離開關(guān)不同相間的橫向?qū)Ρ?，導致診斷方法的現(xiàn)基于曲線系數(shù)的隔離開關(guān)機械狀態(tài)評估，可適用于不同結(jié)構(gòu)型式隔離開關(guān)的機械狀態(tài)，[0006]S1:通過在隔離開關(guān)操作機構(gòu)箱的手動手柄操作處安裝電動力矩傳感器(或手動[0007]S2:根據(jù)力矩傳感器及轉(zhuǎn)角傳4[0011]同樣地，根據(jù)電流傳感器測量結(jié)果，繪制電機電流包絡(luò)線，記錄單次動作過程中的電機電流最大值Imaα,并求解單次動作過程中電機電流的平均值Iavg及有效值Im,計算方法[0014]式中，T為一次測量的時間周[0015]S3:計算力矩最大值Fmax(或有效值Fm)與平均值Favg的比值，并將其定義為力矩曲線的曲線系數(shù)K?,計算方法如下：[0017]同樣地，計算電機電流最大值(或有效值)與平均值的比值，并將其定義為電流包絡(luò)線的曲線系數(shù)K?;[0019]S4:根據(jù)曲線系數(shù)K?及K?的取值情況，則可判斷隔離開關(guān)是否運行正?；虼嬖诤畏N機械故障。若曲線系數(shù)K?及K?符合閾值設(shè)定要求，則隔離開關(guān)運行狀態(tài)正常；若曲線系數(shù)K?及K?不符合閾值設(shè)定要求，則根據(jù)其數(shù)值分布區(qū)間判斷是否存在三相合閘不同期或卡澀等缺陷或故障。[0020]以最大值與平均值的比值計算曲線系數(shù)為例，如K?大于1.5且K?大于1.1則表明隔離開關(guān)運行狀態(tài)正常；如K?處于1.35與1.45之間且K?小于1.1,則表明隔離開關(guān)可能存在三相不同期故障；如K?小于1.35且K?小于1.02,則表明隔離開關(guān)可能存在卡澀故障。[0021]進一步地，S1中力矩傳感器應滿足：采樣頻率不低于100Hz,量程范圍：爾電流傳感器應滿足：采樣頻率不低于1kHz,量程范圍：0～5A;轉(zhuǎn)角傳感器應滿足：采樣頻[0022]進一步地，S3中曲線系數(shù)K?和K?的計算，若力矩-時間曲線及電流包絡(luò)線無明顯的異常變化，以最大值與平均值的比值計算曲線系數(shù)；若存在因測量造成的局部數(shù)據(jù)異常，以有效值與平均值的比值計算曲線系數(shù)。[0023]進一步地，S3中如單次測量結(jié)果存在局部數(shù)據(jù)異常時，可通過多次測量驗證測量結(jié)果的重復性，選取最優(yōu)測量結(jié)果作為計算輸入。[0024]進一步地，S3中如果采用有效值計算曲線系數(shù)時，曲線系數(shù)K?和K?的閾值取值區(qū)間縮小，數(shù)據(jù)精度要求提高，可通過多次測量結(jié)果取平均值。[0026]本發(fā)明提供的一種多信息參量融合的隔離開關(guān)機械故障診斷方法，可達到統(tǒng)一各不同結(jié)構(gòu)型式隔離開關(guān)機械故障診斷依據(jù)的目的，替代傳統(tǒng)故障診斷方法中采用的縱向、橫向?qū)Ρ确?，克服診斷方法須大量收集正常運行狀態(tài)或故障運行狀態(tài)下隔離開關(guān)相應特征量變化曲線并構(gòu)建不同結(jié)構(gòu)型式隔離開關(guān)故障特征庫的問題。5附圖說明[0030]附圖4是本發(fā)明實施例中正常狀態(tài)下及卡澀狀態(tài)下隔離開關(guān)力矩-轉(zhuǎn)角曲線的對比圖；[0031]附圖5是本發(fā)明實施例中正常狀態(tài)下及卡澀狀態(tài)下隔離開關(guān)電機電流包絡(luò)線的對[0034]以下以實驗室測試平臺安裝的GW4-126型高壓隔離開關(guān)機械故障診斷為例，結(jié)合本發(fā)明方法確定診斷方法是否可行，并對其診斷效果進行驗證及校核，其流程圖如圖1所8,觸頭9,相間連桿10,極間連桿11,觸指座12,觸指13,彈簧片14,操作機構(gòu)箱15,操動桿拐臂16,操動連桿17,接線母排18。在操作機構(gòu)箱的手動手柄操作處安裝電動力矩傳感器(或過操作機構(gòu)箱控制隔離開關(guān)動作，結(jié)合數(shù)據(jù)采集裝置測量并記錄隔離開關(guān)單次動作過程記錄單次動作過程中的電機電流最大值Im為0.80A,并求解單次動作過程中電機電流的平6離開關(guān)運行狀態(tài)正常；如K?處于1.35與1.45之間且K?小于1.1驟S2及S3,則可計算得到曲線系數(shù)K?和K?分別為1.21和0.98,根據(jù)其取值區(qū)間可驗證其確實7開始開始隔離開關(guān)動作狀態(tài)監(jiān)測繪制電流包絡(luò)線最大值計算力矩曲線的計算電機電流曲曲線系數(shù)K1線的曲線系數(shù)K2否根據(jù)K1及K2取值區(qū)間診斷故障運行狀態(tài)正常輸出故障類型值、平均值和最力