基于小波包能量谱和延时时间的断路器故障诊断

在电力系统的运行中,断路器能根据需要灵活的变更运行方式和切断故障。断路器动作如果不可靠就会影响电力系统的正常运行,甚至带来巨大的经济损失。为了检测断路器潜在的机械故障,判断断路器是否能正常使用,文中分析断路器的机械振动信号,提出了一种振动信号的处理方法:将信号进行小波包分析,计算各尺度波形的能量谱;通过互相关函数,计算各类故障工况下,信号相对于正常情况的延时时间。将特征量带入改进型的支持向量机,即特征加权支持向量机(FWSVM)可对断路器进行故障诊断。结果表明,该方法可以有效地分析高压断路器的部分机械故障,对预防断路器故障有实际意义。     

操动机构用钢丝圈支承型碟形弹簧的设计研究

碟形弹簧常用作新型断路器操动机构的储能元件,要求其具有能量转换效率高、输出特性稳定、可靠性高等特性,而常规碟形弹簧在应用中不能很好地解决这些问题。笔者通过对一种钢丝圈支承型碟形弹簧的设计研究,分析了这种特殊型碟形弹簧的特性,较好满足了新型断路器操动机构要求,具有很大的推广应用空间和研究价值。     

液压弹簧操动机构低温特性研究北大核心CSCD

环境温度变化对液压操动机构的机械特性(含缓冲特性)影响较大,特别是温度较低的运行环境,甚至会影响到产品的可靠运行。文中通过液压弹簧操动机构仿真建模,对其机械特性进行了仿真分析,研究了液压弹簧操动机构在不同温度下的机械特性(含缓冲特性),重点对低温工况下的低温特性进行了分析和试验研究,为液压弹簧操动机构的优化设计以及运维提供了依据。     

基于声—振信号的高压断路器机械故障设置与数据采集研究

高压断路器机械故障数据的可靠、全面采集是有效分析和准确故障诊断的前提,也是提高设备操作安全可靠性的基础。文中以LW30-252型SF6高压断路器的CT26弹簧操动机构为研究对象,分析其结构特点及数据采集难点,详细阐述了高压断路器正常、油缓冲器漏油、合闸弹簧疲劳、分闸弹簧疲劳、传动轴销磨损、主轴卡涩、地脚螺栓松动共7种典型工况的模拟过程。文中以断路器分合闸过程中的振动、声音信号为检测信号,解决了传感器型号确定及安装位置选择问题,研制了故障信号采集系统,并介绍了故障检测采集系统的软硬件组成。本研究为后续高压断路器机械故障特征提取及故障诊断提供可靠的数据基础。     

基于多特征评估与XGBoost的高压断路器故障诊断

高压断路器是电力系统中的关键设备,其可靠运行是维护电网安全的重要保障。在智能电网的建设下,高压断路器的故障诊断研究受到广泛关注。文中研究了高压断路器不同工况下的机械振动信号,并提出一种基于多特征评估与XGBoost的故障诊断模型。从时域、频域以及时频域提取振动信号的多维特征量,采用融合特征重要性的方法并结合XGBoost模型对多维特征评估筛选,剔除冗余特征量,同时采用贝叶斯优化算法对XGBoost模型中的参数进行优化,提高了分类的准确率。结果表明,基于多特征评估与XGBoost的诊断方法准确率较高,能够有效实现对高压断路器机械振动信号的准确分类。     

液压碟簧操动机构机械特性仿真与试验研究

分析CTY-20型液压碟簧操动机构组成及工作原理,构建先导式高速大流量控制阀、工作缸、碟簧、负载等关键部件的数学模型与仿真模型。对液压操动机构的电磁阀电流、分合闸位移、速度特性分别进行仿真分析与试验测试,对比分析所得仿真数据与试验数据,验证仿真模型的准确性。在此基础上,通过仿真讨论结构与系统参数对表征分合闸特性的分合闸时间、速度的影响,为液压碟簧操动机构的性能优化提供依据。     

基于神经网络集成模型在高压断路器机械故障诊断中的应用

高压断路器健康情况严重影响着电网的安全、稳定运行。文中提出一种基于高压断路器合闸过程振动信号时频特征下的集成学习神经网络模型,满足高压断路器故障情况高精度诊断的要求。首先,分析高压断路器在多测量位置下合闸振动信号特征,并在时、频两域定义合闸过程多测量位置振动信号的广义能量和小波能量比进行特征空间描述;然后,设计基于集成学习思想的神经网络算法划分特征空间,诊断故障类别;最后,通过实验数据分析和多种诊断方法的对比验证文中所述的诊断过程合理、诊断结果精确,有利于高压断路器故障排查。     

高压断路器山形电磁铁的优化设计

由于高压断路器大功率弹簧操动机构脱扣力较大,山形电磁铁常作为高压断路器机构的脱扣动力元件,山形电磁铁能提供足够的动作力和较短的动作时间,且特性应稳定、可靠。利用ANSYS软件对山形电磁铁进行了电磁场分析,优化线圈结构和铁芯结构,增大电磁铁的吸力,缩短动作时间,改进运动摩擦部位的配合结构,提高了长期运行的稳定性和可靠性,通过实验验证优化设计满足大功率弹簧操动机构的特性要求。     

液压密封件低温性能仿真分析北大核心CSCD

低温环境是密封件应用中的一种特殊运行工况,会对密封件的性能产生影响,甚至会造成密封失效,密封件的低温性能研究非常必要。文中通过对高压断路器液压操动机构密封件的多个样本进行测试分析,借助计算机辅助工程分析(CAE),模拟了材料的特性,并分别建立密封件的仿真分析模型,在不同温度和工作载荷工况下进行了仿真分析,探究了液压操动机构典型密封件的低温运行能力及不同厂家密封产品的密封效果,并经样机低温试验验证,证明仿真分析与试验结果基本吻合,为密封件的制造、应用及液压操动机构的可靠性改善提供指导和数据支持。     

CT26弹簧操动机构合闸保持结构的改进北大核心CSCD

随着高压断路器开断电流不断增大,要求配用的弹簧操动机构应具有更大的操作功。在机构合闸过程中,冲击变大,合闸保持结构的稳定性降低,偶尔会出现机构合闸后立即分闸的“空合”现象。文中首先对CT26弹簧操动机构合闸保持结构进行了研究,通过采取增大机构合闸过冲量、加快合闸保持掣子复位速度、增大滚子与分闸掣子扣接区域等措施,对合闸保持结构进行了设计改进,并通过试验进行了验证。最终,消除了操动机构的“空合”现象,提高了断路器动作的可靠性。