उच्च वोल्टेज की अलगाव स्विच में यांत्रिक दोषों का बुद्धिमान विश्लेषण और निदान

आधुनिक विद्युत प्रणालियों में, उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विच का एक महत्वपूर्ण भूमिका होती है। वे रखरखाव के दौरान विद्युत उपकरण या लाइनों की सुरक्षित अलगाव और सामान्य संचालन के दौरान विश्वसनीयता को सुनिश्चित करते हैं। उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों की यांत्रिक विफलताएँ, जैसे खराब संपर्क, एक्चुएटर विफलता, या संरचनात्मक घटकों का थकान, पूरे विद्युत प्रणाली की स्थिरता और सुरक्षा पर गंभीर प्रभाव डाल सकती हैं।पारंपरिक दोष-निर्णय विधियाँ नियमित रखरखाव और मैनुअल जाँच पर निर्भर करती हैं।

ये विधियाँ न केवल समय-ग्राही और श्रम-केंद्रित हैं, बल्कि दोष की शुरुआती अवस्था में आदर्श हस्तक्षेप के समय को छूटने की संभावना भी होती है। प्रौद्योगिकी के निरंतर प्रगति के साथ, बुद्धिमत्ता वाली निदान तकनीकें उभरी हैं, जो दोष निगरानी और निदान के लिए एक अधिक कुशल और सटीक समाधान प्रदान करती हैं।

बुद्धिमत्ता वाली निदान विधियाँ, जैसे सेंसर-आधारित डेटा संग्रह, डेटा प्रक्रिया और विश्लेषण, ड्राइव-मोटर विद्युत संकेत विश्लेषण, और प्रतिरोधी तनाव माप, उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों के विषम व्यवहार की वास्तविक समय में पहचान, संभावित दोषों की भविष्यवाणी, और रखरखाव के निर्णयों का मार्गदर्शन कर सकती हैं। यह विद्युत प्रणाली की विश्वसनीयता और संचालन दक्षता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाता है।

1 उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों में यांत्रिक विफलताओं के सामान्य प्रकार
1.1 खराब संपर्क विफलता

खराब संपर्क आमतौर पर संपर्क-सतह के ऑक्सीकरण, अपर्याप्त संपर्क दबाव, या कम संपर्क क्षेत्र द्वारा प्रारंभिक होता है। इस प्रकार की विफलता आमतौर पर प्रतिरोध में वृद्धि का कारण बनती है, जो उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विच की चालकता पर प्रभाव डालती है। खराब संपर्क के कारण, विद्युत धारा जब संपर्क बिंदुओं से गुजरती है, तो अधिक गर्मी उत्पन्न होती है। यह न केवल संपर्क बिंदुओं के पहनावे को तेज करता है, बल्कि गर्मी-प्रभाव की अधिक गंभीर समस्याओं, जैसे वेल्डिंग विफलता या स्थानीय अतिताप, का कारण भी बनता है।

खराब संपर्क वोल्टेज की अस्थिरता भी उत्पन्न कर सकता है, जो विद्युत प्रणाली की वोल्टेज गुणवत्ता पर प्रभाव डालता है। लगातार खराब-संपर्क समस्याएँ आसानी से उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विच की अवरोधन प्रदर्शन को गिरा सकती हैं, जिससे प्रणाली के संचालन सुरक्षा जोखिम बढ़ जाते हैं। इसलिए, उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों में खराब-संपर्क समस्याओं को तत्काल पहचानना और उचित ढंग से संभालना विद्युत प्रणाली के स्थिर और सुरक्षित संचालन को सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है।

1.2 एक्चुएटर विफलता

एक्चुएटर विफलता उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों के प्रदर्शन पर प्रभाव डालने वाली एक महत्वपूर्ण समस्या है। इस प्रकार की विफलता में यांत्रिक पहनावा, अपर्याप्त लुब्रिकेशन, और घटकों का पुराना होना शामिल है। यांत्रिक पहनावा आमतौर पर लंबी अवधि के दोहरे संचालन के दौरान बियरिंग और गियर जैसे चालक घटकों की क्षति को दर्शाता है। अपर्याप्त लुब्रिकेशन घर्षण बढ़ाता है, जिससे यांत्रिक घटकों का पहनावा तेज होता है और एक्चुएटर की संचालन दक्षता कम हो जाती है।

सेवा समय बढ़ने के साथ, एक्चुएटर के विभिन्न घटक सामग्री के पुराने होने के कारण अपनी मूल गुणवत्ता खो देते हैं या विकृत हो जाते हैं, जिससे पूरे उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विच के संचालन की विश्वसनीयता और सुरक्षा पर प्रभाव पड़ता है। यदि इन विफलताओं को समय पर पहचाना और संभाला नहीं जाता, तो यह उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विच के गलत संचालन का कारण बन सकता है, और गंभीर मामलों में, पूरी विद्युत प्रणाली के स्थिर संचालन को भी खतरे में डाल सकता है।

1.3 संरचनात्मक घटकों का थकान और क्षति विफलता

संरचनात्मक घटकों की थकान और क्षति विफलताएँ लंबी अवधि के यांत्रिक तनाव और पर्यावरणीय कारकों के प्रभाव के तहत आमतौर पर होती हैं। स्तंभ, कनेक्टिंग रॉड, और बियरिंग जैसे संरचनात्मक घटक लंबी अवधि के यांत्रिक तनाव के प्रभाव में, विशेष रूप से अक्सर खुलने और बंद होने के संचालन के दौरान, सामग्री की थकान का अनुभव करते हैं। समय के साथ, ये तनाव सामग्री के भीतर जमा होते हैं, जिससे माइक्रो-क्रैक्स की उत्पत्ति और फैलाव होता है, जो अंततः महत्वपूर्ण यांत्रिक क्षति में विकसित होता है।

इसके अलावा, तापमान परिवर्तन, आर्द्रता, और अपघटन वाले पर्यावरण जैसे पर्यावरणीय कारक संरचनात्मक घटकों की थकान की दर को बढ़ा सकते हैं, जो उनकी यांत्रिक गुणवत्ता और सेवा जीवन पर प्रभाव डालते हैं। संरचनात्मक घटकों की थकान और क्षति विफलताएँ न केवल उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों के सामान्य कार्य को प्रभावित करती हैं, बल्कि पूरी विद्युत प्रणाली की स्थिरता के लिए भी खतरा उत्पन्न करती हैं।

2 उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों की यांत्रिक विफलताओं के लिए बुद्धिमत्ता वाली निदान विधियाँ
2.1 सेंसर और डेटा संग्रह

सेंसर उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों के यांत्रिक दोष निदान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे मुख्य रूप से उपकरण के संचालन के दौरान गुणात्मक भौतिक पैरामीटरों, जैसे दोलन, ध्वनि, तापमान, और धारा को पकड़ने के लिए जिम्मेदार होते हैं। उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विचों के लिए, प्रमुख सेंसरों में दोलन सेंसर, एकाउस्टिक ईमिशन सेंसर, और धारा और वोल्टेज सेंसर शामिल हैं।

दोलन सेंसर उपकरण के घटकों के संचालन के दौरान उत्पन्न दोलन आवृत्ति और आयाम को निर्धारित करने के लिए उपयोग किए जाते हैं। दोलन डेटा के विश्लेषण से उपकरण के पहनावे और मौजूदा दोषों की भविष्यवाणी की जा सकती है। आमतौर पर, सामान्य संचालन वाले उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विच की दोलन आवृत्ति मानक सीमा (आमतौर पर, थ्रेशहोल्ड 10 गुना से अधिक संचालन आवृत्ति) के भीतर होनी चाहिए। यदि यह सीमा से ऊपर हो, तो यह एक असामान्यता का संकेत दे सकता है। दोलन सेंसर का एक आरेख चित्र 1 में दिखाया गया है।

एकाउस्टिक ईमिशन सेंसर सामग्री या संरचनात्मक दोषों द्वारा उत्पन्न उच्च-आवृत्ति ध्वनि तरंगों के आधार पर ध्वनि को पकड़ते हैं। उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विच के संचालन के दौरान, यदि क्रैक्स या ढीलापन हो, तो एकाउस्टिक ईमिशन सेंसर इन लघु विकृतियों या टूटनों से उत्पन्न ध्वनि उतार-चढ़ाव को तत्काल पकड़ सकते हैं। एकाउस्टिक ईमिशन सेंसर का सिद्धांत चित्र 2 में दिखाया गया है।

धारा और वोल्टेज सेंसर मुख्य रूप से उच्च-वोल्टेज डिस्कनेक्ट स्विच से गुजरने वाले धारा और वोल्टेज स्तरों के परिवर्तनों की निगरानी करते हैं। इन सेंसरों से असामान्य धारा या वोल्टेज पाठ्यांक आमतौर पर विद्युत संयोजन या कार्यक्षमता की समस्याओं का संकेत देते हैं।

1 - बोल्ट होल; 2 - फाउंडेशन; 3 - पायरोइलेक्ट्रिक क्रिस्टल; 4 - इलेक्ट्रोनिक एम्प्लिफायर; 5 - टर्मिनल कनेक्टर

डेटा संग्रह के संदर्भ में, मुख्य कार्य सेंसरों द्वारा संग्रहित डेटा को उपयोगी जानकारी में परिवर्तित करना है। एक डेटा संग्रह प्रणाली आमतौर पर निम्नलिखित तीन पहलुओं से गठित होती है:

• डेटा अधिग्रहण इकाई (DAU)। DAU मुख्य रूप से विभिन्न सेंसरों से एनालॉग सिग्नलों को प्राप्त करने और इन एनालॉग सिग्नलों को डिजिटल सिग्नलों में परिवर्तित करने के लिए जिम्मेदार होती है। DAU सुनिश्चित करती है कि डेटा उचित दर (आमतौर पर मिलीसेकेंड सीमा में प्रतिक्रिया समय) और निश्चित परिशुद्धता (आमतौर पर 16 बिट या उच्च) से संग्रहीत हो, जिससे बाद के प्रक्रिया की आवश्यकताएँ पूरी होती हैं।

• डेटा प्रसारण। संग्रहित डेटा को एक स्थिर संचार नेटवर्क के माध्यम से केंद्रीय प्रोसेसिंग सर्वर पर प्रसारित किया जाता है। यह चरण आमतौर पर वाई-फाई या 4G/5G नेटवर्क जैसी वायरलेस संचार प्रौद्योगिकियों पर निर्भर करता है, जो डेटा प्रसारण की गति और दक्षता को बढ़ाता है और तार संबंधी जटिलता और लागत को कम करता है।

• डेटा संग्रह और प्रबंधन। सफल डेटा प्रसारण के बाद, एक सर्वर या क्लाउड पर डेटा के प्रभावी संग्रह और प्रबंधन की आवश्यकता होती है, जिससे एक अधिक पूर्ण डेटाबेस बनाया जा सके। डेटा संग्रह तेज ऐक्सेस और बड़े पैमाने पर डेटा विश्लेषण का समर्थन करना चाहिए, इसलिए उच्च-प्रदर्शन वाले डेटाबेस की आवश्यकता होती है डेटा की खोज और पुनर्प्राप्ति को लागू करने के लिए। डेटाबेस स्थापना का एक आरेख चित्र 3 में दिखाया गया है।

सेंसर और डेटा संग्रह के माध्यम से, उपकरण की संचालन स्थिति और प्रदर्शन संकेतकों की वास्तविक समय में निगरानी असंभव समस्याओं को तत्काल पहचानने में मदद कर सकती है, जो यांत्रिक दोषों के लिए बुद्धिमत्ता वाले निदान के लिए आवश्यक आधार प्रदान करती है, दोषों की घटना को रोकती है, और विद्युत प्रणाली के स्थिर संचालन को सुनिश्चित करती है।

2.2 डेटा प्रक्रिया और विश्लेषण
2.2.1 समय-आवृत्ति विश्लेषण

समय-आवृत्ति विश्लेषण एक कुशल डेटा-प्रक्रिया विधि है जो सिग्नलों को समय क्षेत्र से आवृत्ति क्षेत्र में बदल सकती है, जिससे सिग्नलों की आंतरिक विशेषताओं और परिवर्तन रेखाओं को खुलासा किया जा सकता है। सामान्य रूप से उपयोग किए जाने वाले समय-आवृत्ति विश्लेषण विधियाँ शामिल हैं: शॉर्ट-टाइम फूरियर ट्रांसफॉर्म (STFT), वेवलेट ट्रांसफॉर्म, और विग्नर-विल वितरण।

STFT एक निश्चित आक