本發(fā)明屬于電力技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種隔離開關(guān)機械狀態(tài)評估方法。

背景技術(shù)：

高壓隔離開關(guān)是在無載情況下斷開或接通高壓線路的輸變電設(shè)備，對被檢修的高壓母線、斷路器等電氣設(shè)備與帶電的高壓線路進行電氣隔離的設(shè)備。一直以來，高壓隔離開關(guān)都是電力系統(tǒng)中使用量最大、應(yīng)用范圍最廣的高壓電器設(shè)備之一。由于設(shè)備制造、環(huán)境污染、地基變形、長期運行、超載運行、觸頭氧化、電弧沖擊等原因，其存在閉合不到位、觸頭松動等問題，運行時易存在發(fā)熱安全隱患。如果不及時發(fā)現(xiàn)，容易導(dǎo)致設(shè)備事故，造成大量的財產(chǎn)損失，這一現(xiàn)象在負荷增長較快的地區(qū)顯得尤為普遍。根據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，機械故障是高壓隔離開關(guān)的主要故障類型，由于安裝調(diào)試不當(dāng)或銹蝕問題引起的機構(gòu)卡澀，可能導(dǎo)致隔離開關(guān)分合閘不到位、操作力矩增大、機械傳動部件強度下降，并進一步造成導(dǎo)電回路過熱、絕緣子斷裂、傳動機構(gòu)損壞變形等嚴重事故。遠程隔離開關(guān)分合操作后，即使輔助觸點正確返回，也并不能準確判斷隔離開關(guān)是否合閘到位，須有現(xiàn)場工作人員確認無誤后才能進行后續(xù)操作，加大了工作量與維護難度，不易發(fā)現(xiàn)隱藏的問題。

因此，為了及時發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)的事故隱患，避免突發(fā)事故，提高隔離開關(guān)運行的可靠性，開展隔離開關(guān)狀態(tài)評估方法的研究具有十分重要的意義。狀態(tài)評估基本原理是在不影響設(shè)備正常運行的前提下，通過采集、處理和分析設(shè)備過去與當(dāng)前運行狀態(tài)中的特征信息來判斷設(shè)備的狀態(tài)、是否存在異常和故障原因，以及預(yù)測故障的發(fā)展趨勢及其后果等，進而提出控制故障繼續(xù)發(fā)展和消除故障的必要措施。

目前對于隔離開關(guān)的機械狀態(tài)評估的方法主要有超聲波檢測，超聲波探傷、振動聲學(xué)法、紅外熱像法、應(yīng)力應(yīng)變測試、驅(qū)動電機電流檢測等。其中，振動法是近年來提出的支柱瓷絕緣子缺陷檢測新方法，該方法主要是通過檢測絕緣子對振動聲波的諧振頻率并進行分析，從而評估絕緣子機械強度，確定其是否發(fā)生劣化，振動聲學(xué)法可實現(xiàn)帶電檢測，具有操作簡便、檢測效率高的優(yōu)點，適用于對支柱瓷絕緣子進行快速普查，然而現(xiàn)有的隔離開關(guān)機械狀態(tài)在評估檢測過程中各檢測方法之間單獨進行，檢測精度較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供了一種隔離開關(guān)機械狀態(tài)評估方法，該方法能夠精確評估隔離開關(guān)的機械狀態(tài)。

為達到上述目的，本發(fā)明所述的隔離開關(guān)機械狀態(tài)評估方法包括以下步驟：

1)在隔離開關(guān)表面安裝基于壓電效應(yīng)的振動加速度傳感器，通過振動加速度傳感器獲得隔離開關(guān)本次動作時的多點振動信號；在隔離開關(guān)的驅(qū)動電機中安裝電流傳感器，通過電流傳感器獲得隔離開關(guān)本次動作時驅(qū)動電機的電流信息；

2)計算隔離開關(guān)本次動作時多點振動信號的自相關(guān)函數(shù)rv(τ)及隔離開關(guān)本次動作時驅(qū)動電機電流信息的自相關(guān)函數(shù)ri(τ)；

3)根據(jù)隔離開關(guān)本次動作時多點振動信號的自相關(guān)函數(shù)rv(τ)計算隔離開關(guān)本次動作時多點振動信號的功率譜密度psdv，并根據(jù)隔離開關(guān)本次動作時驅(qū)動電機電流信息的自相關(guān)函數(shù)ri(τ)計算隔離開關(guān)本次動作時驅(qū)動電機電流信息的功率譜密度psdi；

4)設(shè)定傳遞函數(shù)其中，h(ω)為表征隔離開關(guān)在動作時機械狀態(tài)的傳遞函數(shù)幅頻特性，得隔離開關(guān)本次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|；

5)重復(fù)步驟1)、步驟2)、步驟3)及步驟4)，得隔離開關(guān)下一次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)2|，再計算隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的相關(guān)系數(shù)ρ，然后根據(jù)隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的相關(guān)系數(shù)ρ評估隔離開關(guān)的機械狀態(tài)。

計算隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的相關(guān)系數(shù)ρ的具體操作為：

在0-100hz頻帶，設(shè)隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的幅值序列分別為x(n)及y(n)，計算傳遞函數(shù)|h(ω)1|的幅值序列x(n)的標(biāo)準方差dx，計算傳遞函數(shù)|h(ω)2|的幅值序列x(n)的標(biāo)準方差dy，計算傳遞函數(shù)|h(ω)1|的幅值序列x(n)與傳遞函數(shù)|h(ω)2|的幅值序列y(n)的協(xié)方差cxy，得傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的相關(guān)系數(shù)ρ為：

當(dāng)ρ≥2.0，則說明隔離開關(guān)機械狀態(tài)良好；當(dāng)1.0≤ρ<2.0，則說明隔離開關(guān)出現(xiàn)輕微機械故障；當(dāng)ρ<1.0，則說明隔離開關(guān)出現(xiàn)嚴重機械故障。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明所述的隔離開關(guān)機械狀態(tài)評估方法在具體操作時，通過聯(lián)合隔離開關(guān)振動檢測與驅(qū)動電機電流檢測來實現(xiàn)對隔離開關(guān)機械狀態(tài)的評估檢測，在具體操作時，先計算隔離開關(guān)動作時多點振動信號的功率譜密度及驅(qū)動電機電流信息的功率譜密度，然后根據(jù)隔離開關(guān)動作時多點振動信號的功率譜密度及驅(qū)動電機電流信息的功率譜密度計算傳遞函數(shù)，計算隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)的相關(guān)系數(shù)ρ，然后根據(jù)所述相關(guān)系數(shù)ρ來評估隔離開關(guān)的機械狀態(tài)，從而通過現(xiàn)有兩種檢測方法的融合來實現(xiàn)隔離開關(guān)機械狀態(tài)的精確評估，操作簡單，成本高，并且能夠?qū)崿F(xiàn)機械狀態(tài)的在線檢測及評估。

附圖說明

圖1為本發(fā)明獲取傳遞函數(shù)時的流程圖；

圖2為本發(fā)明的流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳細描述：

參考圖1及圖2，本發(fā)明所述的隔離開關(guān)機械狀態(tài)評估方法包括以下步驟：

1)在隔離開關(guān)表面安裝基于壓電效應(yīng)的振動加速度傳感器，通過振動加速度傳感器獲得隔離開關(guān)本次動作時的多點振動信號；在隔離開關(guān)的驅(qū)動電機中安裝電流傳感器，通過電流傳感器獲得隔離開關(guān)本次動作時驅(qū)動電機的電流信息；

2)計算隔離開關(guān)本次動作時多點振動信號的自相關(guān)函數(shù)rv(τ)及隔離開關(guān)本次動作時驅(qū)動電機電流信息的自相關(guān)函數(shù)ri(τ)；

3)根據(jù)隔離開關(guān)本次動作時多點振動信號的自相關(guān)函數(shù)rv(τ)計算隔離開關(guān)本次動作時多點振動信號的功率譜密度psdv，并根據(jù)隔離開關(guān)本次動作時驅(qū)動電機電流信息的自相關(guān)函數(shù)ri(τ)計算隔離開關(guān)本次動作時驅(qū)動電機電流信息的功率譜密度psdi；

4)設(shè)定傳遞函數(shù)其中，h(ω)為表征隔離開關(guān)在動作時機械狀態(tài)的傳遞函數(shù)幅頻特性，得隔離開關(guān)本次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|；

5)重復(fù)步驟1)、步驟2)、步驟3)及步驟4)，得隔離開關(guān)下一次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)2|，然后計算隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的相關(guān)系數(shù)ρ，然后根據(jù)隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的相關(guān)系數(shù)ρ評估隔離開關(guān)的機械狀態(tài)。

計算隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的相關(guān)系數(shù)ρ的具體操作為：

在0-100hz頻帶，設(shè)隔離開關(guān)兩次動作時的傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的幅值序列分別為x(n)及y(n)，計算傳遞函數(shù)|h(ω)1|的幅值序列x(n)的標(biāo)準方差dx，計算傳遞函數(shù)|h(ω)2|的幅值序列x(n)的標(biāo)準方差dy，計算傳遞函數(shù)|h(ω)1|的幅值序列x(n)與傳遞函數(shù)|h(ω)2|的幅值序列y(n)的協(xié)方差cxy，得傳遞函數(shù)|h(ω)1|及|h(ω)2|的相關(guān)系數(shù)ρ為：

當(dāng)ρ≥2.0，則說明隔離開關(guān)機械狀態(tài)良好；當(dāng)1.0≤ρ<2.0，則說明隔離開關(guān)出現(xiàn)輕微機械故障；當(dāng)ρ<1.0，則說明隔離開關(guān)出現(xiàn)嚴重機械故障。