Intelligent Diagnosis and Analysis of Mechanical Failures in High-Voltage Isolating Switches Aitzindarren ekintzaile mekanikoak dituzten eragin handiko isuldatzeko zailtasunen azterketa eta analisi inteligentea

Eguneroko sistema elektrikoetan, erabilgarriak diren albo-katilu altu-indarrak eragin handia dut. Hauek seguraski isolatzen dute instalazio elektriko edo lerroak mantentzea egiten dutenean eta operazio normalen onartasuna. Albo-katilu altu-indarraren mekanismoak hondatzeko, kontaktu txarra, aktuatzailearen hondamena edo osagai estrukturalen fatiga, oso erdigarriak izan daitezke sistema elektrikorako estabilitatea eta segurtasuna.Tradizionalki, akats-detektio metodoak mantentze erregularraren eta inspektio eskuzkoen mendean jarraitzen dira.

Metodo horiek ez dira bakarrik denbora asko behar dituzten eta lan-gehi, baina ere arriskutsuak dira, aurkitze ordu optimala galdu dezakeen hasierako akats gertatzen denean. Zientzia teknologiaren aurrerapenarekin, diagnostiko intelektual teknikak iritsi dira, proposatuz soluzioa efizientzitsuagoa eta zehatzagoa akatsen monitorizatzeko eta diagnosezko.

Diagnostiko intelektual metodoak, adibidez, datu kolektu-sensorrak, datu-prozesamendua eta analisi, motorra karraskatu elektrikoa signalen analisi, eta gorroto erresistentziaren neurketa, albo-katilu altu-indarrak errealitatean identifikatzen dituzte, akats potentzialak aurreikusten dituzte, eta mantentze erabakitzen laguntzen dute. Honek sistemaren onartasuna eta funtzionamendua gehitu du.

1 Mekanismoak honen hondamen mota arruntenak albo-katilu altu-indarrak
1.1 Kontaktu txarrak

Kontaktu txarrak kontaktu-egoitza oxidaketa, presio kontaktu gutxi, edo kontaktu-area gutxiengatik gertatzen dira. Hondamen mota honek erresistentzia handiagoa sortzen du, albo-katilu altu-indarrak konduzibilitatea eragiten du. Kontaktu txarrak, korrontea igotzen doan puntuetan, kalore gehiago sortzen du. Honek kontaktu-puntuen erosioa azeleratzen du, baina ere egoera termiko serioagoak, adibidez, soldadura-hondamen edo lokalki ohitzea.

Kontaktu txarrak tensio-instabilitatea ere eragin dezake, sistema elektrikoko tensio ezaugarria eragiten du. Kontaktu txarrak betirako problemak eragin dezakete albo-katilu altu-indarraren isolazioa jaistea, sistema elektrikoaren segurtasun-riskoak handituz. Hortaz, kontaktu txarrak detektatzea eta adeitasunez ebaztea beharrezkoa da sistema elektrikorako estabilitatea eta segurtasuna.

1.2 Aktuatzailearen hondamena

Aktuatzailearen hondamena eragin handia du albo-katilu altu-indarrak performantzia. Hondamen mota horrek barne du mekanismoak hondatzeko, lubrikazio gutxi, eta osagaien zaharregabetasuna. Mekanismoak hondatzeko, ereduak hondatzen dira, erraza bihotza eta rodatsek luze itzalean errepikatutako lanak. Lubrikazio gutxi froga handiagoa ematen du, mekanismo-osagaien erosio-ritmoa azeleratuz eta aktuatzailearen funtzionamendua gutxituz.

Zerbait gehiago, aktuatzailearen osagai guztiak materialen zaharregabetasuna eta deformazioak eragiten dituzte. Horrek albo-katilu altu-indarraren funtzionamenduan onartasuna eta segurtasuna eragiten ditu. Eskuzko hondamenak ez badira detektatzen eta konpontzen, albo-katilu altu-indarrak funtzionamendu okerra izan dezake, eta kasu serioetan, sistema elektrikoko estabilitatea arriskutzeko.

1.3 Osagai estrukturalen fatiga eta hondamenak

Osagai estrukturalen fatiga eta hondamenak, luze itzalean mekanismo-froga eta ingurumen-faktoreen pean gertatzen dira. Osagai estrukturalak, adibidez, pilarreok, konektore-ok, eta errazkiak, materialen fatigarako ibiltzeko luze itzalean, bereziki ireki eta itxi operazio anitzetan. Denbora pasatzen joan, froga hauek materialen barruan batzen dira, mikro-galdeak sortzen eta hedatzen, amaitura mekanismo-hondamen serioetara heldu.

Gainera, ingurumen-faktoreak, adibidez, tenperatura aldaketak, humedaderak, eta korrosio-ingurumenak, osagai estrukturaleen fatiga-ritmoa azeleratzen dute, mekanismo-ezaugarriak eta zeharkako funtzionamendua eragiten duten. Osagai estrukturalen fatiga eta hondamenak, albo-katilu altu-indarrak funtzionamendu normala eragiten dute, baina ere sistema elektrikoaren estabilitatea arriskutzeko.

2 Mekanismo-hondamenen diagnostiko intelektual metodoak albo-katilu altu-indarrak
2.1 Sensorrak eta datu kolektu

Sensorrak funtzio nagusi du albo-katilu altu-indarrak mekanismo-hondamenen diagnostikotan. Hauek erabili dira parametro fisikoa garrantzitsuak hartzea, adibidez, biribilintza, soinu, tenperatura, eta korrontea. Albo-katilu altu-indarrak, sensorrak adibidez, biribilintza-sensorrak, soinu-emisio-sensorrak, eta korrontea eta tensio-sensorrak.

Biribilintza-sensorrak erabili dira biribilintza-maiztasuna eta amplitudua detektatzeko osagaiak funtzionatzen dutenean. Biribilintza-datuak analizatuta, osagaiak hondatzen ari diren edo akatsen existitzen diren aurretik ikus ditzakegu. Normalean, albo-katilu altu-indarrak funtzionatzen duten biribilintza-maiztasuna (ohikoa, beraria maiztasunaren 10 aldiz baino gehiago). Honairekin, anormala izan daiteke. Biribilintza-sensorraren diagrama eskeletua Figura 1an agertzen da.

Soinu-emisio-sensorrak soinua hartzen du material edo egoitza-defektuak sortzen duten soinu-maila altuak. Albo-katilu altu-indarrak funtzionatzen dutenean, zatikak edo looserak badira, soinu-emisio-sensorrak soinu-alterakioak gertatzen dituzte. Soinu-emisio-sensorraren printzipioa Figura 2an agertzen da.

Korrontea eta tensio-sensorrak korrontea eta tensio-niveleko aldaketa albo-katilu altu-indarrak igotzen duten. Korrontea edo tensio-sensorren balio anormalak elektro-zuhaitzaren edo funtzioaren arazoak adieraz ditzake.

1 - Boltsiloak; 2 - Oinarria;3 - Piezoelektriko kristalak;4 - Elektronikoki amplifikatzailea;5 - Terminala konektorea

Datu kolektuaren arabera, lan nagusia da sensorrak hartutako datuak informazio erabilgarri bi aldatzea. Datu kolektu sistema osoak hurrengo hiru aspektutan datza:

• Datu Kollektu Unitatea (DAU). DAU erabili da analogo-signalak jasotzeko sensorrak eta analogo-signalak digital-signal bi aldatzeko. DAU datuak kollektutako tamaina egokia (ohikoa, milisegundu-tartean) eta prezision handia (ohikoa, 16 bit edo gehiago) eskuratzen du, prozesamendu ondoren beharrezkoa.

• Datu transmitaketa. Datuak kollektutako transmititzen dira zentroko prozesamendu serverra estabilizatutako komunikazio sarbidea baten bidez. Urrats hau osoan, Wi-Fi edo 4G/5G sare teknologietan oinarritzen da, datu transmitaketa abiadura eta efizientzia gehitu eta kabeltzea konplexutasuna eta kostua murriztuz.

• Datu gorde eta kudeatu. Datu transmitaketa ondo burutu ondoren, datu gorde eta kudeatu beharrezkoa da serverra edo cloud-en datu-base osoa sortzeko. Datu gorde eskuragarri eta datu-analisi handiak sustatzen ditu, datu-base ondo funtzionatzeko beharrezkoa. Datu-base sortzeko diagrama eskeletua Figura 3an agertzen da.

Sensorrak eta datu kolektu bidez, funtzionamendu eta indikadoreen egoera eta prestakuntza errealitatean monitorizatu dezake, potentsialak detektatzen dituzte, diagnostiko intelektual mekanismo-hondamenen oinarria ematen diote, akatsen gertatzea saihesteko, eta sistema elektrikoko estabilitatea.

2.2 Datu prozesamendua eta analisi
2.2.1 Tentsio-ordu analisi

Tentsio-ordu analisi modu efiziente datu-prozesamendua da, tentsio-orduan aldatu tentsio-orduan, tentsio-orduaren barruko ezaugarriak eta aldaketen tendentziak deskubritzeko. Tentsio-ordu analisi metodorik erabiliak Short-Time Fourier Transform (STFT), wavelet transform, eta Wigner-Ville banaketa.

STFT tentsio-ordu Fourier transform local bat egiten du tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tentsio-orduan tents......