【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于機械振動檢測領域，涉及一種gis設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統。
技術介紹
1、近年來，由氣體絕緣金屬封閉開關設備(gas?insulatedswitchgear，gis)三工位開關機械缺陷引發的開關觸頭行程不到位問題突出，成為導致gis設備故障的主要因素之一。常見的三工位開關分合閘情況只能通過操作刀閘時的輔助判據分合閘指示器來判斷刀閘的實際位置。當三工位開關操動機構出現功能異常，如傳動機構干澀卡滯、電機堵轉、傳動失耦等，會導致三工位開關動作后分合閘指示器信息與實際分合閘情況不符的情況發生。分合閘不到位問題將導致gis設備本身損壞和電力供應中斷，嚴重影響社會生產的正常進行，從而造成巨大的經濟損失。
2、gis設備三工位開關故障主要有絕緣故障和機械故障兩大類，其中機械故障占比較大，多次發生因gis設備三工位開關刀閘實際位置與指示位置不一致引起缺陷、事故等情況，在對gis三工位開關刀閘進行操作的過程中，為達到狀態判斷的“雙確認”原則，即對操動機構狀態進行完全可靠的確認和評估，應當具備在三工位開關分合閘動作時，至少基于兩個不同原理或非同源的指示信號發生變化，并確保所有指示均同步發生對應變化，以此作為有效判定三工位開關設備操動機構實際狀態的依據。
3、三工位開關發生機械故障是一個動態發展過程，在初始階段，三工位開關操動機構產生機械缺陷，一旦開關操動機構機械缺陷加劇，將會導致隔離開關動觸頭接觸狀態劣化，引起接觸電阻增大和觸點溫升過高，出現異常振動。目前gis設備三工位開關機械缺陷檢測方法主
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術的目的在于提供一種gis設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統。該系統主要包括機械缺陷檢測硬件系統和典型機械缺陷智能辨識軟件系統，實現了對gis設備三工位開關操動機構“電流-機械”信號的采集、存儲、圖譜對比、缺陷類型智能辨識等功能，為提升gis設備三工位開關行程不到位機械缺陷檢測水平提供了方法借鑒。
2、為達到上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、gis設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，該系統包括機械缺陷檢測硬件系統和典型機械缺陷辨識軟件系統；
4、機械缺陷檢測硬件系統包括：“電流-機械”聯合信號傳感及采集模塊、上位機模塊、供電模塊和輸入端口模塊；“電流-機械”聯合信號傳感及采集模塊利用霍爾電流傳感器獲得操動機構驅動電機電流信號，利用角位移傳感器獲得操動機構主板主軸角位移行程信號，利用加速度振動傳感器獲得操動機構主板位置上和驅動電機位置上的振動信號，并將這些信號傳輸至數據采集卡對信號進行采集，傳輸至上位機模塊顯示和存儲，供電模塊給電流-機械”聯合信號傳感及采集模塊、上位機模塊供電；輸入端口模塊用于集成輸入的端口；
5、典型機械缺陷辨識軟件系統包括：數據導入模塊、圖譜顯示模塊、缺陷辨識模塊和特征輸出模塊；數據導入模塊將機械缺陷檢測硬件系統采集到的信號，同時通過圖譜顯示模塊顯示，利用缺陷辨識模塊計算各信號對應的特征參量以及對不同機械缺陷辨識的隸屬概率，通過缺陷辨識模塊實現gis三工位開關操動機構機械缺陷的辨識。
6、進一步，所述“電流-機械”聯合信號傳感及采集模塊利用霍爾電流傳感器獲得操動機構驅動電機電流信號，利用角位移傳感器獲得操動機構主板主軸角位移行程信號，利用加速度振動傳感器獲得操動機構主板位置上和驅動電機位置上的振動信號，并將這些信號傳輸至數據采集卡對信號進行采集，具體為：
7、霍爾電流傳感器實時捕獲并記錄操動機構在分合閘動作過程中驅動電機的電流信號；通過感應交流電流產生的電磁場，將磁場信號轉換為電信號，并生成一個與被測電流成比例的電壓輸出，并利用插頭接口將電壓信號傳送至信號采集卡進行電流數據捕獲；
8、角位移傳感器采集操動機構運行時主板主軸角位移行程信號；將角位移信號數據轉化為對應的電信號形式，并產生與測量角度成比例的電壓輸出信號；角位移傳感器隨后將此電壓輸出信號傳送至采集卡進行實時的角位移信號采集；
9、加速度振動傳感器采集操動機構主板位置上和驅動電機位置上的振動信號；將設備的振動信號轉變為電信號形式，并據此生成與被測振動加速度成一定比例關系的電壓輸出信號，再將電壓信號傳輸至采集卡進行實時信號采集；
10、信號采集模塊基于labview工具設計，包括信號采集、存儲和回放功能；在信號采集前設置選用的通道、每個通道的注釋和量程、傳感器的單位變換、采樣率和數據存儲地址，信號采集有定時采集和連續采集兩種方式，控制開始和停止，圖譜實時顯示對應的“電流-機械”信號；將存儲好的信號進行回放，分析信號的特性。
11、進一步，所述加速度振動傳感器為是壓電集成電路(integrated?electronicspiezo-electric,iepe)加速度振動傳感器。
12、進一步，所述上位機模塊包括電源適配器、電腦主機、電腦顯示屏、usb插座、電腦開關和風扇，用于對信號進行采集、顯示和存儲以及對采集信號進行信號降噪；電源適配器、電腦主機和電腦顯示屏依次連接，usb插座、電腦開關和風扇設置在電腦主機中。
13、進一步，所述供電模塊包括依次連接的電磁干擾濾波器、隔離變壓器和線性電源板。
14、進一步，所述輸入端口模塊包括并行連接的電源輸入插座、接地柱、霍爾電流傳感器信號輸入端口、角位移傳感器信號輸入端口、加速度振動傳感器輸入端口和電源開關。
15、進一步，所述分析系統設置在便攜式箱體中。
16、本專利技術的有益效果在于：該系統主要包括機械缺陷檢測硬件系統和典型機械缺陷辨識軟件系統，具備gis設備三工位開關操動機構“電流-機械”信號的采集、存儲、圖譜對比、缺陷類型智能辨識等功能，為提升gis設備三工位開關行程不到位機械缺陷檢測水平提供了有力支撐。
17、本專利技術的其他優點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是顯而易見的，或者可以從本專利技術的實踐中得到教導。本專利技術的目標和其他優點可以通過下面的說明書本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.GIS設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：該系統包括機械缺陷檢測硬件系統和典型機械缺陷辨識軟件系統；
2.根據權利要求1所述的GIS設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：所述“電流-機械”聯合信號傳感及采集模塊利用霍爾電流傳感器獲得操動機構驅動電機電流信號，利用角位移傳感器獲得操動機構主板主軸角位移行程信號，利用加速度振動傳感器獲得操動機構主板位置上和驅動電機位置上的振動信號，并將這些信號傳輸至數據采集卡對信號進行采集，具體為：
3.根據權利要求1所述的GIS設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：所述加速度振動傳感器為是壓電集成電路(Integrated?Electronics?Piezo-Electric,IEPE)加速度振動傳感器。
4.根據權利要求1所述的GIS設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：所述上位機模塊包括電源適配器、電腦主機、電腦顯示屏、USB插座、電腦開關和風扇，用于對信號進行采集、顯示和存儲以及對采集信號進行信號降噪；電源適配器、電腦主機和電腦顯
5.根據權利要求1所述的GIS設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：所述供電模塊包括依次連接的電磁干擾濾波器、隔離變壓器和線性電源板。
6.根據權利要求1所述的GIS設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：所述輸入端口模塊包括并行連接的電源輸入插座、接地柱、霍爾電流傳感器信號輸入端口、角位移傳感器信號輸入端口、加速度振動傳感器輸入端口和電源開關。
7.根據權利要求1所述的GIS設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：所述分析系統設置在便攜式箱體中。
...【技術特征摘要】
1.gis設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：該系統包括機械缺陷檢測硬件系統和典型機械缺陷辨識軟件系統；
2.根據權利要求1所述的gis設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：所述“電流-機械”聯合信號傳感及采集模塊利用霍爾電流傳感器獲得操動機構驅動電機電流信號，利用角位移傳感器獲得操動機構主板主軸角位移行程信號，利用加速度振動傳感器獲得操動機構主板位置上和驅動電機位置上的振動信號，并將這些信號傳輸至數據采集卡對信號進行采集，具體為：
3.根據權利要求1所述的gis設備三工位開關操動機構機械缺陷檢測分析系統，其特征在于：所述加速度振動傳感器為是壓電集成電路(integrated?electronics?piezo-electric,iepe)加速度振動傳感器。
4.根據權利要求1所述的gis設備三工位開關操動機構機...
【專利技術屬性】
技術研發人員：郝建，李旭，劉清松，邵子琦，林熠，廖瑞金，
申請(專利權)人：重慶大學，
類型：發明
國別省市：
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