[发明专利]基于振动能量突变的高压断路器同期性检测装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压断路器同期性在线检测装置，尤其涉及一种基于振 动能量突变的高压断路器同期性在线检测装置。本发明还涉及采用所述装置 进行高压断路器同期性在线检测的方法。

背景技术

高压断路器是一种具有灭弧功能的大电流开断装置，肩负着电力系统的 控制和保护双重任务，是发电厂和变电站必不可少的电气设备。随着电气设 备状态检修水平发展，对高压断路器同期性在线诊断的技术要求越来越高。

高压断路器三相不同期性是指高压断路器分闸或合闸时各极间的触头 分离或接触瞬间的最大时间差异。DL/T596-2005电力设备预防性试验规程 中，对高压断路器同期性的具体要求如下：

a.相间合闸不同期性不大于5ms；

b.相间分闸不同期性不大于3ms；

c.同相各断口间合闸不同期性不大于3ms；

d.同相各断口间分闸不同期性不大于2ms；

由于现有的同期性测试技术受到传统思维禁锢，实施中将高压断路器退 出运行之后，通过辅助直流电源测试主回路的脉冲信号变化，检测三相触头 动作引起脉冲边沿突变的时间间隔判断其同期性。但是，此判别办法不仅无 法在线测试，更重要的高压断路器带电运行和离线运行时动触头实质上有所 不同；另外，实现在线测试高压断路器三相同期性，对状态检修意义重大， 既可以避免高压断路器带故障运行，又可避免定期预试规程对高压断路器状 态正常时的过度维修。因此，发明一种可以更快捷、更准确、更安全的在线 诊断高压断路器同期性的方法就显得亟为重要。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题，就是提供一种基于振动能量突变的 高压断路器同期性在线检测装置。

本发明所要解决的第二个技术问题，就是提供一种采用上述装置进行高 压断路器同期性在线检测方法。

采用本发明的装置和方法，可高效准确地在线识别高压断路器三相动触 头撞击时间间隔。

解决上述第一个技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种基于振动能量突变的高压断路器同期性检测装置，其特征是包括： 参见图1

三个振动传感器，分别固定安装在所述高压断路器三个分相运行基座上；

一同步采集卡，由依次连接的同步高速A/D转换模块和抗混叠滤波模块 构成，所述同步高速A/D转换模块分别接收所述三个振动传感器的输出；

依次连接的信号分析处理模块和诊断结论输出模块，所述信号分析处理 模块输入同步采集卡的抗混叠滤波模块输出、诊断结论输出模块还外连一同 期指标数据库。

所述三个振动传感器为型号完全相同的传感器。

所述的同步采集卡采用中触发模式，以某个振动传感器与动触头运动方 向一致的X轴输出作为触发信号。

信号分析处理模块将振动信号进行经验模态(EMD)分解，本征模态函 数(IMF)是信号序列时间尺度的局部特性，表征了高压断路器操动过程撞击 时刻的能量突变，用于判定是否三相同期以及不同期时间。

上述装置可实现高压断路器带电分合闸操动过程中，检测三相动触头产 生第一次撞击的时间节点是否符合同期性要求。

解决上述第二个技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种采用上述装置进行基于振动能量突变的高压断路器同期性检测方 法，其特征是包括以下步骤：

步骤1：首先将采集到高压断路器操动状态下的振动信号预处理，滤波 去噪后通过频谱分析确定动触头出现的最大能量撞击的频率范围，然后将得 到的高压断路器振动信号进行EMD分解，共得到10个IMF分量；

采用能量贡献率进行验证，IMF的能量贡献率的相应计算公式为