CN110514417A - 一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，通过磁吸附检测模块中的加速度传感器采集开关柜手车摇进摇出过程中的加速度信号，全面检测其运动过程；通过无线通信模块把采集的加速度信号传输到PC端，提高了数据分析处理能力；通过振动信号时频域分析法对Z轴以及Y轴的振动信号进行时频域分析，并提取表征信号特征的特征序列；通过加速度‑位移转换法对X轴信号进行分析，定位开关柜手车摇进摇出故障点。本发明设计合理，结构简单，采用振动‑时频域分析法和加速度‑位移转换法，代替传统的经验判断法，将开关柜手车的摇进摇出过程进行了定量分析，能够及时发现开关柜手车存在的故障隐患，为开关柜手车的状态检修提供了分析依据。

Description

一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法

技术领域

本发明属于电力设备状态检修技术领域，具体涉及一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法。

背景技术

得益于高压开关设备的发展，运维便捷、占地面积小的金属封闭式手车开关柜成为了配电网的主流。但手车开关柜在长期的摇进摇出操作后，由于车轮卡涩、轨道磨损、异物掉落等问题会导致手车在操作过程中存在有明显的跌落感、卡滞、动作不同步等现象，并且当前的经验判断法，缺乏必要的统一标准，对一些不熟悉的检修人员，这种方法的弊端是显而易见的。因此，为了实现对开关柜手车机械特性的状态检修，提出了一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题便是针对上述现有技术的不足，提供一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法。

本发明所采用的技术方案是：一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，包括集成加速度传感器、信号调理模块、主控模块、传输模块一体的磁吸附式检测模块、LABVIEW信号处理端、信号处理的振动-时频域分析法、信号处理的加速度-位移转换法；

所述的磁吸附式检测模块固定在开关柜手车表面，用于采集手车在三轴运动方向上的加速度，并通过无线传输方式传输数据给PC端LABVIEW；

所述的信号处理端用于接收传输模块传输的信号数据，并对信号数据进行处理分析；

作为优选，所述控制核心采用STM32F4。

作为优选，所述传输模块采用LORA无线通信模块。

作为优选，所述信息处理端采用LABVIEW软件对采集的数据进行处理和保存。

作为优选，选择振动-时频域分析法对Y轴、Z轴信号进行分析，得到表征开关柜手车机械状态的特征量。

作为优选，选择加速度-位移转换法得到位移信息，定位故障点。

作为优选，PC端软件对信号数据进行处理时，采用支持向量机对开关柜手车摇进摇出的状态进行分类，并在LABVIEW软件中显示出其机械特性的故障情况，并远程提醒需要检修。

本发明设计合理，能及时了解到开关柜手车的工作状态、故障的部位、减少了不必要的测试和检修，提高了检修的针对性，进而提高了开关柜手车运行的稳定性和经济型，同时也降低了计划检修带来的成本，提高了工作的效率。同时该系统利用对开关柜手车的机械特性检测，其测试的数据能对其故障的成因和性能评估分析提供参考依据，并且为生产厂家对开关柜手车的结构改造、优化设计提供了技术支持。

附图说明

图1为本发明的结构框图，图2为本发明的使用示意图，图3为本发明的故障诊断实例图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例

如图1所示，本实施例提供的一种基于加速度传感器的开关柜手车机械特性检测系统，包括依次连接的加速度传感器、信号调理模块、主控模块、传输模块、信号处理端。上述所有的模块全部精密集中在磁吸附式检测系统模块中，如图2所示。

所述的加速度传感器通过磁吸附在开关柜手车的外表面，用于对开关柜手车运动过程中的三轴方向加速度的获取，采集的加速度信号通过信号调理模块进行滤波、放大，调理后的信号最终转化为电压信号传输给主控芯片，最后通过传输模块把该信号传递给信息处理端进行处理。信息处理端采用LABVIEW软件对采集的加速度信号使用小波去噪法去除信号中的噪声并对处理后的数据进行保存，然后对Y轴、Z轴加速度数据进行时域和频域的分析，提取开关柜手车不同故障状态的特征值，对X轴加速度数据进行双重积分，得到位移信息；最后通过支持向量机实现对故障的分类，最后在LABVIEW软件中显示并输出故障提醒。

图3为开关柜手车在Y轴、Z轴上加速度的典型故障曲线与正常曲线的对比分析，其中横轴为X加速度换算得到的位移，纵轴为Y轴、Z轴上加速度信号，当存在故障卡涩时，其加速度会存在一个异常的跳变。

以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，其特征在于：磁吸附式检测模块采用集成功能独立模块，信号独立处理端、采用振动-时频域分析法提取信号特征、采用加速度-位移转换法对其故障点进行定位、采用支持向量机对故障类型进行识别；

所述的磁吸附式检测模块，包括加速度传感器、信号调理模块、主控芯片、传输模块；

所述的信号处理端用于接收传输模块传输的信号数据，并对信号数据进行处理分析；

所述的振动-时频域分析法，使用LABVIEW软件对采集的数据Y轴、Z轴的加速度信号进行时频域分析，并提取有效的特征值；

所述的加速度-位移转换法，通过对加速度进行双重积分得到位移，定位故障点；

所述的支持向量机，对提取的特征向量序列进行分类处理，并输出故障类型。

2.根据权利要求1所述的一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，其特征在于：检测模块采用集成式、磁吸附式。

3.根据权利要求1所述的一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，其特征在于：使用LABVIEW设计信号处理端多功能集成软件。

4.根据权利要求1所述的一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，其特征在于：采用振动-时频域分析法对Y轴、Z轴加速度信号进行处理。

5.根据权利要求1所述的一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，其特征在于：采用加速度-位移转换法对X轴加速度信号进行处理，其转换公式如下：

式中，a(t)为采集的X轴加速度信号，t为工作时间，x为位移信号。

6.根据权利要求1所述的一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，其特征在于：所述的信号处理端采用LABVIEW软件对采集的数据进行处理和保存。

7.根据权利要求1所述的一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，其特征在于：采用振动分析法对开关柜手车故障状态进行定性分析，采用加速度-位移转换法对其故障进行定位。

8.根据权利要求1所述的一种开关柜手车摇进摇出过程中机械故障定位方法，其特征在于：PC端软件对信号数据进行处理时，采用支持向量机对开关柜手车摇进摇出的状态进行分类，并在LABVIEW软件中显示出其机械特性的故障情况以及故障的部位，并远程提醒需要检修。