Toepassing van trillingsignaal in swaar-toerusting
Vibrasie-signalanalise vir skakelaar (CB) gesondheidsmonitering
Inleiding
Tydens die oop- en toe-proses van 'n skakelaar (CB), word 'n vibrasie-signal gegenereer. Hierdie signal bevat waardevolle inligting oor die gesondheidstoestand van die toerusting, insluitend die oomblik van boogkontak oopmaak, wat slytage, meganiese probleme, of ander potensiële probleme kan aandui. Een kritieke aspek van CB-gesondheidsmonitering is die meting van skakelkastkontak ablasie, wat verwys na die geleidelike verkorting van die boogkontakte as gevolg van materiaalverlies tydens elke operasie.
Skakelkastkontak Ablasie Meting
Die boogkontakte van 'n CB word geleidelik korter terwyl hulle tydens elke operasie ablaat. Hierdie ablasieproses lei tot 'n vertragting in die tydinstaat wanneer die boogkontakte aanraak, wat deur middel van vibrasiesignale gemonitor kan word. Die voorgestelde metode behels die meting van die vibrasie-signal vanaf die omhulsel van die CB deur gebruik te maak van 'n versnellingmeter. Die ingewinde data kan op twee primêre maniere gebruik word:
Vergelyking van Vibrasie-Patrone met 'n Verwysingsrekord:
Kwantifisering van die Verskil: Deur die ingewinde vibrasiepatroon met 'n verwysingsrekord (bekende gesonde toestand van die CB) te vergelyk, is dit moontlik om die verskil tussen die twee te kwantifiseer. Hierdie vergelyking kan help om veranderinge in die CB se gedrag oor tyd te identifiseer, soos verhoogde vertragtings in kontak aanraak as gevolg van ablasie.
Drempelwaardegebaseerde Opmerking: 'n Drempelwaarde kan ingestel word om 'n waarskuwing te aktiveer indien die verskil 'n sekere vlak oorskry, wat aandui dat die kontakte beduidend afgeslyt het en onderhoud of vervanging mag vereis.
Opmerking van die Tydinterval:
Tydinterval Analise: Deur die tydinterval tussen sleutelgebeure in die vibrasiesignal (bv., die oomblik van kontak oopmaak en sluit) te analiseer, is dit moontlik om veranderinge in die meganiese tyding van die CB te bespeur. Byvoorbeeld, as die kontakte afslit, kan die tydinterval tussen die begin van die oopproses en die werklike skeiding van die kontakte verhoog, wat geleidelike ablasie aandui.
Meganiese Probleme Opspoor
Vibrasie-analise kan ook gebruik word om meganiese probleme in die CB op te spoor. Een effektiewe metode hiervoor is die gebruik van Dinamiese Tydwarping (DTW), 'n algoritme wat tydreeksdata lys en vergelyk, selfs as hulle nie perfek gesinkroniseer is nie. DTW is veral nuttig om subtiel veranderinge in die vibrasiepatroon te bespeur wat meganiese anomalië, soos misplasing, los komponente, of slytage in bewegende dele, kan aandui.
Stappe vir die Gebruik van DTW in CB-Vibrasie-Analise:
Data-insameling:
Installeer versnellingmeters op die CB-omhulsel om vibrasiedata tydens die oop- en toe-operasies in te samel.
Versamel basislyn (verwysing) vibrasiedata van 'n gesonde CB vir vergelyking.
Voorbereiding:
Filtreer en normeer die vibrasiesignale om geraas te verwyder en konsekwentie oor verskillende metings te verseker.
Segmenteer die vibrasiedata in relevante tydintervalle wat ooreenstem met spesifieke gebeure (bv., kontak oopmaak, kontak sluit).
Toepassing van DTW-algoritme:
Pas die DTW-algoritme toe om die ingesamelde vibrasiepatrone met die verwysingsdata te vergelyk.
Bereken die afstand (of soortgelykheidstelling) tussen die twee patrone. 'n Groter afstand dui op 'n groter afwyking van die normale bedryfstoestand aan.
Anomalie Opsporing:
Stel drempelwaardes in vir die DTW-afstand om te identifiseer wanneer die vibrasiepatroon beduidend van die verwysing afwyk.
Gebruik hierdie drempelwaardes om potensiële meganiese probleme, soos misplasing, slytage, of ander foute, te merk.
Geduurige Monitering & Periodieke Meting:
Implementeer geduurige monitering deur gereeld vibrasiedata in te samel en dit teen die verwysing te vergelyk deur gebruik te maak van DTW.
Voer periodieke metings uit om die langtermyn gesondheid van die CB te volg en tendense in meganiese degradasie te bespeur.
Voorbeeld: Vibrasie-analise deur DTW vir Hoogspannings (HV) CB's
In die verskafde grafiek word 'n vibrasie-analise deur middel van DTW vir 'n HV-CB getoon. Die grafiek wys waarskynlik die volgende:
X-As: Tyd (of monster-indeks) wat die duur van die CB-operasie (oop of toe) verteenwoordig.
Y-As: Vibrasie-amplitude of 'n afgelei metriek (bv., versnelling) van die versnellingmeter.
Verwysing Kurwe: 'n Gladde kurwe wat die vibrasiepatroon van 'n gesonde CB verteenwoordig.
Toets Kurwe: 'n Potensieel onreëlmatige kurwe wat die vibrasiepatroon van 'n CB met verdachte meganiese probleme verteenwoordig.
DTW-Afstand: 'n Waarde of kurwe wat die soortgelykheid of onsoortgelykheid tussen die verwysing en toetskurwes wys. 'n Hoër DTW-afstand dui op 'n groter afwyking van die normale bedryfstoestand aan.
Deur die DTW-afstand oor tyd te analiseer, is dit moontlik om veranderinge in die CB se meganiese gedrag, soos verhoogde slytage of misplasing, te bespeur, selfs voordat hierdie probleme krities word.
Gevolgtrekking
Vibrasie-signalanalise, veral deur middel van Dinamiese Tydwarping (DTW), bied 'n kragtige diagnostiese instrument vir die monitering van die gesondheid van skakelaars. Deur vibrasiepatrone met verwysingsdata te vergelyk en veranderinge in die tydintervalle van sleutelgebeure te bespeur, is dit moontlik om meganiese probleme op te spoor, kontak ablasie te moniter, en potensiële foute te voorspel. Hierdie metode is geskik vir beide geduurige monitering en periodieke inspeksies, wat verseker dat CB's betroubaar en veilig bly deur hul operasionele lewe.
