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基于振动信号的断路器机械故障智能诊断综述


第4 期  机 电技术  1 5 7   基于振动信号的断路器机械 故障智能诊断综述  蔡博 南 刘庆珍  ( 福 州大学电气工 程与 自动化学 院 , 福建 福州 3 5 0 1 0 8 )   摘 要: 在 电气设备 的故障诊断领域 中 , 断路器 的故 障诊断受到 了越来 越多 的关 注。文章研究 了近年来 的断路器机  械故 障振 动的诊 断方法 。首先 阐述了断路器 的故 障机理 , 并 对振动信号 的采集 以及振动信号 的信息 提取进行分析 , 探讨  了断路器 的故障诊断方法 , 最后总结 了断路器机械故 障振 动诊断中存在 的问题 , 并对该领 域开展研究和发展前 景提 出看  法, 为后续 的深 入研究 打下基 础。   关键词 : 断路器 ; 故障机理 ; 信 息提 取 ; 故障诊断  中图分类号 : T M 5 6 1   文献标识码 : A 文章编号 : 1 6 7 2 — 4 8 0 1 ( 2 0 1 4 ) 0 4 — 1 5 7 — 4  0 近 年来 , 对 于断 路 器 的 故 障诊 断 研 究 日趋 深  采集各相电流大小 , 与设定值比较 , 当电流异常时  微处理器发出信号 , 使脱扣器操作机构动作。图2   是断路器结构图。   入, 许 多新型技术已经用于实际中。对断路器状  态监测 的研究主要集 中在 以下几个方面: 断路器  行程 、 速度 的监 测 , 合分线 圈电流的监测 , 机械振  动信号的监测以及开断 电流的监测 。其 中机械振  动信号蕴含着丰富 的断路器状态信息 , 只要利用  合 适 的信号 处 理 方 法 , 就 能 准 确 判 断断 路 器 的运  行 状态 , 所 以受 到 国内外学 者 的广泛 关 注n   。   1   断路器 结构及故 障诊 断过程  断路器工作时 , 可能会遇到各种各样 的故障  问题 , 这不仅会造成不必要 的损失 , 而且可能带来  重大事故 。因此 , 断路器故 障诊断技术 的发展是  势在必行的。通过传感器装置对断路器进行故障  信息提取 , 接着对采集到的故 障信息进行故 障状  态识别 , 分析出故障点和类型 , 最终做出决策。断  路 器 故 障诊 断 过程 如 图 1 所示。   图2 断路器的结构图  1 . 绝缘子 ; 2 上 出线端 ; 3 . 下 出线端 ; 4 . 软联接 ; 5 . 导 电夹 ;   6 . 关节轴承 ; 7 . 轴销 ; 8 . 杠杆 ; 9 . 主轴 ; 1 0 . 绝缘拉杆 ; l 1 . 机 构箱 ;   1 2 . 真空灭 弧室 ; 1 3 . 触头 弹簧  2 断路器的故障机理分析  2 . 1 拒动故 障分 析  造成断路器拒动 的原 因主要是由于操作机构  与传动系统机械故障。如机构卡滞 , 变形和轴销  图 1 断路器故 障诊断过程简 图  松断等可造成断路器无法正常动作。   2 . 2 误动 故 障分析  断路器一般 由外壳 、 触头 系统 、 灭弧 系统 、 操  作机构 、 脱扣器等构成 。当断路器发生短路故障  时, 大 电流产生 的磁场克服反力弹簧 , 脱扣器拉动  操作机构动作 , 开关 瞬时跳 闸。当过载时 , 电流变  大, 发 热量 加剧 , 双金 属片 变形 到一 定 程度 推动 机  构动作 ( 电流越大 , 动作时间越 短) 。使用互感器  造成断路器误动 的原 因有很多 , 其 中操动机  构机械故障和二次 回路接线故障最为

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