万能式断路器防弹跳装置与控制器配合的分析研究

在断路器的各个部件中,机构部件对于多项性能指标具有重要作用。运用ADAMS仿真软件对HTW65万能式断路器出现故障后机构再合闸瞬分的现象进行仿真研究,发现了产生机构合闸瞬分的原因是机构的复位反弹时间小于控制器的磁通信号释放时间,造成二次合闸瞬分的现象。提出了有效的改进方案,并对改进后制作的样机进行了试验验证,结果表明改进方案有效解决了故障后机构再合闸瞬分的问题。

基于振动信号样本熵和相关向量机的万能式断路器分合闸故障诊断

为实现对万能式断路器分合闸故障的非侵入式监测和诊断,以分合闸过程中所产生的包含丰富机械特性信息的振动作为信号来源,提出一种基于振动信号互补总体平均经验模态分解(CEEMD)-样本熵和相关向量机(RVM)相结合的万能式断路器故障诊断方法。该方法首先将振动信号通过改进的小波包阈值去噪算法处理;其次采用CEEMD提取若干个反映断路器状态信息的固有模态函数(IMF)分量,依据各IMF分量的能量分布特点,选择其中前7阶进行处理,计算其样本熵形成有效的特征样本;最后通过计算不同故障类型的样本间欧氏距离来定量评价类间样本平均距离,建立基于RVM的二叉树多分类器,诊断得出万能式断路器故障类型。基于所设计的分合闸典型故障模型进行实验。与其他方法的对比实验表明,所提方法可利用相对较少的故障数据样本实现对万能式断路器故障类型的识别并具有较高的识别率;同时实验表明,辅以同一故障类型的样本间欧氏距离,可实现对分合闸故障中三相不同期故障严重程度的初步评估。

基于分合闸线圈电流的万能式断路器故障诊断

分合闸线圈作为低压万能式断路器操作机构的关键部件,传统的检修方式只能发现其显性故障,而对内部隐性故障不易检测,根据线圈电流能够有效反映断路器的分合闸运动特性,提出一种基于线圈电流的低压万能式断路器故障诊断和程度评估方法,其适用于出厂试验和现场检修。通过对分合闸过程中线圈电流信号特性进行分析,首先将电流信号进行关键时间、电流幅值提取作为局部特征,对电流信号经过集合经验模态分解后,提取各分量的能量矩作为全局特征;其次经主成分分析法降维后构建特征向量;然后采用基于遗传算法优化权值系数的多核学习支持向量机进行模式识别;当诊断出故障需要进行故障程度评估时,通过求取故障电流信号与正常电流信号的集合经验模态分解能量矩相对熵,并参照所求得的故障程度特性曲线,即可完成故障程度的定量评估。试验结果表明,该方法对于断路器分合闸线圈回路故障诊断效果良好,同时能够有效进行故障程度定量评估。

基于振动信号的低压万能式断路器分合闸故障程度评估方法的研究

目前设备的机械故障诊断技术的研究多限于定性诊断,而故障诊断中故障程度的定量评估更能有效的指导设备维护。该文提出了一种低压万能式断路器分合闸故障程度定量评估的方法。首先对断路器工作模式进行识别,即利用局部均值分解(local mean decomposition,LMD)将采集到的分合闸振动信号自适应分解,求取主要乘积函数(product function,PF)的改进多尺度排列熵(multi-scale permutation entropy,MMPE)构成特征向量,再经过降维后,作为改进支持向量机(support vector machine,SVM)的输入量,实现断路器工作模式的识别;当断路器处于故障模式时,对采集的振动信号求取多尺度排列熵偏均值(partial mean of multi-scale permutation entropy,PMMPE),作为故障程度定量评估指标,并参照所求得的不同故障模式的故障程度特性曲线,可实现分合闸故障程度的定量评估。经实测数据验证表明,所提方法可以完成断路器工作模式的有效识别,且PMMPE指标相较于峭度、能量和多尺度排列熵平均值指标,能够更加有效的完成低压万能式断路器分合闸故障程度的定量评估。

基于电机电流分析的万能式断路器机械故障诊断

电机电流信号常用于分析电动机本身的故障问题,但对其应用于与电机相连机构的故障分析的研究较少。提出一种基于储能电机电流分析的万能式断路器操作机构故障诊断方法。首先采用Hilbert幅值解调法和改进的小波包阈值法相结合获取交流电流信号的包络线,以解决随机噪声干扰造成的所提取包络线粗糙的问题;然后通过包络线提取电流信号的时间量、电流量以及峭度作为不同故障状态电流波形的特征参数;最后融合模糊聚类和量子粒子群优化的相关向量机实现对断路器正常状态、传动齿轮卡涩、储能弹簧卡涩以及脱落的4种状态的辨识。构建了基于电流分析的万能式断路器故障诊断系统,在不同工况下进行了验证,结果表明该方法能有效提取操作机构储能相关部件的故障特征,实现了对操作机构储能相关部件的故障诊断。

基于多特征融合与改进QPSO-RVM的万能式断路器故障振声诊断方法

为可靠地进行万能式断路器机械故障诊断,在基于振动信号故障诊断的基础上,提出了一种多特征融合与改进量子粒子群(QPSO)优化的相关向量机(RVM)相结合的万能式断路器分合闸故障振声诊断方法。首先,对振声信号进行小波包软硬阈值结合去噪预处理,并利用互补总体经验模态分解算法对处理后的振声信号进行分解,提取固有模态函数能量系数、样本熵、功率谱熵,并组成多特征参数;然后,通过组合核函数核主元分析对多特征参数降维,并将其特征融合组成特征向量作为RVM的输入,解决单一特征识别断路器分合闸故障的低准确率和低稳定性;最后,利用改进QPSO优化分类模型参数,建立基于RVM的次序二叉树模型对断路器故障进行辨识。实验结果表明,该方法能有效提升不同故障状态下诊断结果的可靠性。

智能型万能式断路器控制器全自动检测系统研制

设计了一套以工业控制计算机为核心,配置高精度数据采集卡和信号调理电路等硬件,采用先进的虚拟仪器技术———LabVIEW 7 Express软件开发平台自行开发数据采集、分析、处理软件,通过PCI标准总线组成的高度集成的智能型万能式断路器控制器全自动检测系统,可满足智能型万能式断路器控制器产品的出厂检验要求。详细分析了系统总体方案设计,具体阐述了系统软件模块设计。经实际应用表明,该系统具有测试精度高、抗干扰能力强、检测效率高、操作简单等优点。

基于LabVIEW的万能式断路器故障在线诊断系统

为实现对万能式断路器分合闸故障的非侵入式检测,设计了一种基于LabVIEW的万能式断路器故障在线诊断系统。采用加速度传感器和拾音器对断路器分合闸过程中的振动与声音信号进行监测,并通过LabVIEW对振声数据进行读取、处理、显示、存储。研究了断路器振声数据的特征参数与分合闸动作状态之间的对应关系,利用支持向量机对分合闸动作过程中的故障进行辨识。在DW15-1600万能式断路器上进行故障模拟试验,结果表明该系统可以有效地对断路器分合闸故障进行诊断,具有良好的可靠性与实用性。

考虑空间形位偏差的万能式断路器 关键零件断裂失效研究

在万能式断路器合闸时,弹簧所储存的能量以撞击的形式经打击杆传递给连杆机构。由工艺因素引起的打击杆形位偏差对打击杆的断裂过程产生影响,使操作机构的使用寿命远低于设计指标。该文根据多体动力学理论,建立操作机构的虚拟样机模型。通过试验采集储能杠杆和联动轴的运动状态,对虚拟样机的准确性进行验证。然后使用实际产品的测量数据,获得打击杆端点相对滚子的空间形位偏差范围。再使用虚拟样机参数建模表现偏差情况,分析打击杆载荷峰值和裂纹萌生周期的变化。最后假设打击杆上已存在椭圆形裂纹,研究偏差对裂纹尖端应力强度因子的影响。该文给出打击杆空间形位偏差对其断裂过程的影响,可以为设计及工艺改进提供理论指导。

万能式断路器操作机构运动特性仿真分析

利用仿真计算软件Adams和Ansys,建立了短路条件下的动力学仿真模型,实现万能式断路器从储能、合闸、再分闸、触头反弹全过程的仿真。根据UG中的万能式断路器模型,在多体动力学仿真软件Adams中建立了断路器的仿真模型,对比空载条件下的仿真与试验结果,同时考虑短路条件下动触头的电动力,采用二维表格的形式,实现短路条件下操作机构运动特性仿真。仿真试验证明了仿真模型是正确的,可作为研究、分析断路器的参考。

万能式断路器综合性能检测系统研制

介绍了一套基于虚拟仪器技术的万能式断路器综合性能检测系统设计方案。系统以工控机为控制核心,配置数据采集卡、信号调理电路和三相大电流发生器、气动夹具等组成系统硬件平台,利用LabVIEW软件开发相关测试及数据处理软件,实现数据采集和处理,满足了万能式断路器综合性能检测的需要。实际运行表明,该系统具有稳定可靠、操作方便、维护简单的特点。

万能式断路器短路试验选相合闸分析

短路短延时、短路瞬时保护特性试验是万能式断路器综合性能测试的主要项目之一,测试要求试验电流中不含有非周期直流分量。本文通过对自耦调压器、变压器等值模型的分析,对含有自耦调压器、变压器元件的万能式断路器短路试验电路中非周期直流分量与合闸相角的关系进行了研究,并提出了一种万能式断路器短路保护特性试验方法。仿真结果验证了该方法的可行性与正确性。

万能式断路器用智能控制器软、硬件设计

智能控制器是供电主线路万能式断路器的中枢控制部件。本文主要介绍智能控制器的硬件、软件设计，将控制器分成电源、信号采样电路、环境温度检测电路、显示和键盘扫描电路、控制驱动电路和软件等几部分进行详细论述，并附以详细的插图，最后对控制器试验结果作全面介绍。

万能式断路器多类别多规格测试的几个关键问题

提出了万能式断路器综合性能检测系统设计中的几个关键技术问题并给出解决方案;为了兼容测试不同类别、不同电流规格的万能式断路器产品,系统将虚拟仪器技术与计算机控制技术相结合,采用三级变换结构和闭环控制方式提高三相大电流发生器的输出精度,设计水平轴向滑动式气动夹具解决不同外形尺寸断路器的不同接线方式问题,软件设计采用分层结构和基于配置文件的设计方法;实际应用表明,这套方案可以满足万能式断路器综合性能检测系统对多类别多规格产品的测试要求。

万能式断路器操作可靠性试验方法初探

提出并探讨了万能式断路器操作可靠性试验方法，给出了万能式断路器可靠性试验内容和检测点，确定了断路器可靠性指标和失效判据，明确了其操作系统和分励、失压脱扣器的可靠性统计方法。

万能式断路器电参量测量功能校验系统设计

针对CW2万能式断路器(ACB)检测的需要,设计了ACB电参量测量功能校验系统。该系统由工业控制机算机、数据采集卡、信号调理电路、通信电路、三相大电流及电压源发生器组成。给出了软硬件设计,并介绍了三相大电流及电压源发生器工作原理。该校验系统操作简单、成本低,有利于改进产品设计及性能,具有较好的应用前景。

万能式断路器防弹跳装置失效的仿真分析及改进

运用Adams和Ansys仿真软件,对某型号万能式断路器的防弹跳装置失效问题进行了仿真研究。通过仿真分析,发现了失效的原因,阐述了改进的思路,提出了最终的改进方案,并对改进后制作的样机进行了试验验证。试验结果表明,该改进方案能有效地解决防弹跳装置的失效问题。

多体动力学仿真软件ADAMS在DW45万能式断路器中的应用

以DW45型万能式断路器为研究对象 ,利用多体动力学仿真软件ADAMS提供的Exchange(图形接口 )模块将UG中的DW45模型导入 ,应用ADAMS对其进行运动仿真 ,并将仿真结果与实验结果作了比较。结果表明 ,随着对多体动力学仿真技术的深入了解和全面掌握 。

万能式断路器短时耐受性能研究综述

万能式断路器广泛应用于配电系统中,作为B类低压断路器,短时耐受电流是其重要的性能指标。首先介绍了描述触头间电流收缩的建模方法;然后综述短时耐受过程中的电动稳定性和热稳定性的研究状况;最后基于1 600 A万能式断路器进行了仿真研究,对影响短时耐受电流的因素进行了分析。有助于进一步理解短路电流作用下多并联触头系统动热稳定性的物理机制,丰富大电流电接触理论,并为高性能低压万能式断路器的研发与优化设计提供一定的理论借鉴和技术手段。

基于虚拟仪器技术的万能式断路器检测系统设计

智能型万能式断路器性能参数检测是产品研制、调试、生产、出厂检验的重要环节.本文设计了一套以工业控制计算机为核心,配置高精度数据采集卡和信号调理电路等硬件,采用先进的虚拟仪器技术——LabVIEW 7 Express软件开发平台自行开发数据采集、分析、处理软件,通过PCI标准总线组成的高度集成的自动检测系统,可满足CW2(P型)系列智能型万能式断路器产品的出厂检验要求.介绍了系统总体方案设计和软件的实现.经实际应用表明,该系统具有测试精度高、抗干扰能力强、检测效率高、操作简单等优点.