本发明专利技术涉及一种高压开关设备振动异响监测方法及系统，属于高压开关设备状态监测与评估领域。本发明专利技术首先获取高压开关设备的振动、噪声和电压信号，然后对信号进行分析得到频率特征，最后将三种信号进行对比分析，当噪声信号的频率特征包含振动信号的频率特征时，判断振动异响在高压开关设备内部，反之则判断振动异响在高压开关设备外部；当振动异响在高压开关设备内部时，再对比电场力的频率特征与振动信号的频率特征，判断振动异响是因为系统电压造成还是因为高压开关设备本身存在缺陷造成的。本发明专利技术结合振动噪声和电压信号，判断高压开关设备本身是否存在结构故障，不仅能实时监测高压开关设备状态，还能保证电网系统的安全。全。全。
【技术实现步骤摘要】
一种高压开关设备振动异响监测方法及系统
[0001]本专利技术涉及一种高压开关设备振动异响监测方法及系统，属于高压开关设备状态监测与评估领域。
技术介绍
[0002]高压开关设备作为电力系统重要的元件，其设备可靠性对电力系统运行有至关重要的影响。高压开关设备的振动噪声水平反映了产品的基本运行状态，也直接影响了人们对产品质量的判断。因此，对异常振动噪声的研究，对振动噪声的原因进行实时分析，不仅能实时监测高压开关设备状态，还能保证电网系统安全，对高压开关设备的安全性有重要意义。
[0003]目前对于高压开关设备振动的分析主要是对振动信号的分析，例如申请号为CN201910293730.8的中国专利中，通过采集振动信号，对振动信号进行分析处理得到振动信号频谱，然后将振动信号频谱与正常振动时的信号频谱进行对比判定是否为结构不合理设计缺陷。该方法虽然能够通过振动信号对异常噪声进行分析，但是振动噪声的产生原因可能是电压中的频率存在倍频，也可能是高压开关设备本身出现非线性振动，仅从振动噪声信号特征进行分析，并不能确定高压开关设备是否发生异常，对判定的结果有一定的影响。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提供一种高压开关设备振动异响监测方法及系统，以解决目前高压开关设备振动异响监测过程中由于检测的信号单一导致监测结果存在误差的问题。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题而提供一种高压开关设备振动异响监测方法，该技术方法包括以下步骤：
[0006]1)获取高压开关设备的振动信号、所在环境的噪声信号和高压导体的电压信号；
[0007]2)对得到的振动信号、噪声信号和电压信号时频变换，获得各信号的频率特征；
[0008]3)通过各信号的频率特征获得各信号的典型频率，将振动信号的频率特征与噪声信号的频率特征进行对比，若振动信号的典型频率与噪声信号的典型频率一致或者噪声信号的典型频率都在振动信号的频率范围内时，则振动异响在高压开关设备的内部，反之，振动异响在高压开关设备外部，所述典型频率指的是所在信号中幅值较高的频率；
[0009]4)当振动异响在高压开关设备内部时，根据电压信号的频率特征获取电场力的频率特征，将振动信号的频率特征与电场力频率特征进行对比，若电场力信号的典型频率包括了振动信号的典型频率，则振动异响是因为系统电压造成的，反之，振动异响是因为高压开关设备本身存在缺陷造成的。
[0010]本专利技术首先通过传感器获取高压开关设备的振动信号、噪声信号和电压信号，然后对信号进行频谱分析，得到信号的频率特征，最后通过对比三种信号的频率特征，对振动异响进行定义与识别。本专利技术实现了对高压开关设备的量化分析，对振动异响的量化分析，
对振动噪声信号、电压信号的频域特征提取，结合振动噪声信号，对振动异响的类型进行定义与识别，判断高压开关设备本身是否存在结构故障，不仅能实时监测高压开关设备状态，还能保证电网系统的安全。
[0011]进一步地，所述步骤1)的振动信号是通过在高压开关筒体表面设置振动加速度传感器获得的。
[0012]进一步地，所述步骤1)的噪声信号是通过在高压开关设备所在环境空气中设置声学传感器获得的。
[0013]在高压开关设备筒体表面测量振动加速度信号，在外部环境空气域测量噪声信号，将设备表面振动和环境中的噪声进行联合测量，可以实现振动信号、噪声信号的对比研究。
[0014]进一步地，所述步骤1)的电压信号是通过在高压开关壳体内设置电压传感器获得的。
[0015]本专利技术在高压开关筒体嵌入传感器，监测中心导体相对筒体地电位的电压波形，能够获得振动激励源的真实信号。
[0016]进一步地，所述步骤2)的时频变换采用的是快速傅立叶变换。
[0017]快速傅里叶分析可以在较短的时间内处理大量的数据，能够快速准确的获得信号的频率特征。
[0018]进一步地，所述步骤4)在确定电场力频率特征时，根据电压信号中存在的频率成分个数来分别确定。
[0019]电压信号的频率与电场力的频率具有确定的关系，通过电场力的频率特征可以判断是否是电力系统中的高谐波引起的振动。
[0020]本专利技术还提供了一种高压开关设备振动异响监测系统，包括信号采集模块和信号处理模块，其特征在于，信号采集模块用于获取高压开关设备的振动信号、噪声信号和电压信号，信号处理模块用于对采集到的信号进行分析对比，当振动信号的典型频率与噪声信号的典型频率一致或者噪声信号的典型频率都在振动信号的典型频率范围内时，判断振动异响在高压开关设备内部，反之则判断振动异响在高压开关设备外部；当振动异响在高压开关设备内部时，再对比电场力的频率特征与振动信号的频率特征，若电场力信号的典型频率包括了振动信号的典型频率，则判断振动异响是因为系统电压造成的，反之则判断振动异响是因为高压开关设备本身存在缺陷造成的，典型频率指的是所在信号中幅值较高的频率。
[0021]本专利技术首先通过传感器获取高压开关设备的振动信号、噪声信号和电压信号，然后对信号进行频谱分析，得到信号的频率特征，最后通过对比三种信号的频率特征，对振动异响进行定义与识别。本专利技术实现了对高压开关设备的量化分析，对振动异响的量化分析，对振动噪声信号、电压信号的频域特征提取，结合振动噪声信号，对振动异响的类型进行定义与识别，判断高压开关设备本身是否存在结构故障，不仅能实时监测高压开关设备状态，还能保证电网系统的安全。
[0022]进一步地，所述的时频变换采用的是快速傅立叶变换。
[0023]快速傅里叶分析可以在较短的时间内处理大量的数据，能够快速准确的获得信号的频率特征。
[0024]进一步地，所述的电场力的频率特征是根据电压信号的频率特征通过公式计算获得的。
[0025]电压信号的频率与电场力的频率具有确定的关系，通过电场力的频率特征可以判断是否是电力系统中的高谐波引起的振动。
[0026]进一步地，所述的信号采集模块包括振动加速度传感器、声学传感器和电压传感器，振动加速度传感器用来获取高压开关设备的振动信号，声学传感器用来获取高压开关设备所在环境的噪声信号，电压传感器用来获取高压开关壳体内的电压信号。
[0027]本专利技术在高压开关筒体嵌入传感器，监测中心导体相对筒体地电位的电压波形，能够获得振动激励源的真实信号。
附图说明
[0028]图1是本专利技术高压开关设备振动异响监测系统图；
[0029]图2是本专利技术高压开关设备振动异响采集分析判断逻辑图。
具体实施方式
[0030]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步地说明。
[0031]高压开关设备振动异响监测系统的实施例
[0032]本专利技术由信号采集模块和信号处理模块构成，首先信号采集模块用来获取高压开关设备的振动信号、噪声信号和电压信号，然后信号处理模块对采集到的信号进行频谱分析获得信号的频率特征，最后对信号的频率特征进行对比分析；当振动信号的典型频率与噪声信号的典型频率本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高压开关设备振动异响监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)获取高压开关设备的振动信号、所在环境的噪声信号和高压导体的电压信号；2)对得到的振动信号、噪声信号和电压信号时频变换，获得各信号的频率特征；3)通过各信号的频率特征获得各信号的典型频率，将振动信号的频率特征与噪声信号的频率特征进行对比，若振动信号的典型频率与噪声信号的典型频率一致或者噪声信号的典型频率都在振动信号的频率范围内时，则振动异响在高压开关设备的内部，反之，振动异响在高压开关设备外部，所述典型频率指的是所在信号中幅值较高的频率；4)当振动异响在高压开关设备内部时，根据电压信号的频率特征获取电场力的频率特征，将振动信号的频率特征与电场力频率特征进行对比，若电场力信号的典型频率包括了振动信号的典型频率，则振动异响是因为系统电压造成的，反之，振动异响是因为高压开关设备本身存在缺陷造成的。2.根据权利要求1所述的高压开关设备振动异响监测方法，其特征在于，所述步骤1)的振动信号是通过在高压开关筒体表面设置振动加速度传感器获得的。3.根据权利要求1所述的高压开关设备振动异响监测方法，其特征在于，所述步骤1)的噪声信号是通过在高压开关设备所在环境空气中设置声学传感器获得的。4.根据权利要求1所述的高压开关设备振动异响监测方法，其特征在于，所述步骤1)的电压信号是通过在高压开关壳体内设置电压传感器获得的。5.根据权利要求1
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4中任一项所述的高压开关设备振动异响监测方法，其特征在于，时频...
【专利技术属性】
技术研发人员：冷龙茂，杜迎乾，薛红涛，郭明钦，王之军，姚永其，王晓磊，张志鹏，刘超峰，王海燕，陈婷婷，包伟，赵冰，
申请(专利权)人：平高集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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