Vibratsioonisigni ali aplikatsioon varustusskaapides
Vibratsioonisignaali analüüs lüliti (CB) tervislikkuse jälgimiseks
Sissejuhatus
Lüliti (CB) avamise ja sulgemise protsesside käigus tekib vibratsioonisignaal. See signaal sisaldab väärtuslikku teavet seadme tervislikkuse kohta, sealhulgas kaarekontaktide avamise hetke, mis võib viidata nöörimisele, mehaanilistele probleemidele või muudele potentsiaalsetele vigadele. Üks kriitilisi aspekte CB tervislikkuse jälgimisel on lülitiuuri kontaktide eroodumise mõõtmine, mis tähendab kaarekontaktide materjalikaotuse tõttu toimumist igal operatsioonil.
Lülitiuuri kontaktide eroodumise mõõtmine
CB kaarekontaktid muutuvad järk-järgult lühemaks, kuna neid eroodub igal operatsioonil. See eroodumisprotsess viib kaasa kaarekontaktide puutumise ajahetke viivituse, mida saab jälgida vibratsioonisignaalide abil. Eelnõu hõlmab CB kujuvälja vibratsioonisignaali mõõtmist akseleomeetri abil. Saadud andmed saavad kasutusele kahel peamisel viisil:
Vibratsioonimustrite võrdlemine referentsirekordiga:
Erinevuse kvantifitseerimine: Võrreldes saadud vibratsioonimuustrit referentsirekoriga (teadaoleva tervisliku CB olekuga), on võimalik kvantifitseerida nende vahelist erinevust. See võrdlus aitab tuvastada CB käitumises toimunud muutusi, näiteks kaarekontaktide puutumise ajahetke pikendust eroodumise tõttu.
Piiriarvuline tuvastamine: Saab määrata piiriarvu, mis tekitab hoiatuse, kui erinevus ületab teatud taseme, näidates, et kontaktid on nöörinud oluliselt ja võivad vajada hooldust või asendamist.
Ajaintervalli tuvastamine:
Ajaintervalli analüüs: Analüüsimälli põhjal võimalik tuvastada vibratsioonisignaali (nt kontaktide avamise ja sulgemise hetked) olulistest sündmustest saadud ajaintervallide muutusi, mis aitab tuvastada CB mehaanilise ajastuse muutusi. Näiteks, kui kontaktid nöörinevad, võib suureneda ajaintervall, mis kulub avamise alustamisest tegeliku kontaktide eraldamiseni, näidates järk-järgulist eroodumist.
Mehaaniliste probleemide tuvastamine
Vibratsioonianalüüs võib kasutada ka CB mehaaniliste probleemide tuvastamiseks. Üks tõhus meetod selleks on Dinamilise Aja Venitus (DTW) algoritm, mis joondab ja võrdleb ajariadasid andmeid, isegi kui need pole täpselt sünkroniseeritud. DTW on eriti kasulik subtiielsete vibratsioonimustrite muutuste tuvastamiseks, mis võivad viidata mehaanilistele anomaliatele, nagu valejoondus, lasvet komponendid või liiguvate osade nöörimine.
DTW kasutamise sammud CB vibratsioonianalüüsis:
Andmete kogumine:
Paigalda CB kujuväljale akseleomeetrid, et koguda vibratsioonandmeid avamise ja sulgemise käigus.
Kogu põhiline (referentsi) vibratsioonandmed tervislikust CB-l võrreldamiseks.
Eeltöötlus:
Filtreeri ja normeerige vibratsioonisignaalid, et eemaldada müra ja tagada erinevate mõõtmiste konsistents.
Segmenteerige vibratsioonandmed vastavalt konkreetsetele sündmustele (nt kontaktide avamine, kontaktide sulgemine).
DTW algoritmi rakendamine:
Rakenda DTW algoritmi, et võrelda kogutud vibratsioonimustritega referentsiandmeid.
Arvuta kahe musterite vaheline kaugus (või sarnasuskogus). Suurem kaugus näitab suuremat erinevust tavalisest töötingimusest.
Anomaaliasetekande tuvastamine:
Määra piiriarvud DTW kauguseks, et tuvastada, kui vibratsioonimuster erineb oluliselt referentsist.
Kasuta neid piiriarve, et märgista potentsiaalsed mehaanilised probleemid, nagu valejoondus, nöörimine või muud vigad.
Pidev jälgimine & perioodiline mõõtmine:
Rakenda pidevat jälgimist, kogudes regulaarselt vibratsioonandmeid ja võrdeskides neid referentsiga DTW abil.
Tee perioodilisi mõõtmisi, et jälgida CB pikaajalist tervislikkust ja tuvastada mehaanilise degradatsiooni trende.
Näide: Vibratsioonianalüüs DTW abil kõrgepinge (HV) CB-de korral
Praegusel graafikul on näidatud HV CB korral tehtud vibratsioonianalüüs DTW abil. Graafik näitab tõenäoliselt järgmist:
X-telg: Aeg (või valimi indeks), mis tähistab CB operatsiooni (avamise või sulgemise) kestust.
Y-telg: Vibratsiooniamplituud või tuletatud metrik (nt kiirendus) akseleomeetrilt.
Referentsikõver: Lihtsustatud kõver, mis tähistab tervisliku CB vibratsioonimustrit.
Testikõver: Võimalikult ebaregulaarne kõver, mis tähistab CB vibratsioonimustrit, millel on kahtlane mehaaniline probleem.
DTW kaugus: Väärtus või kõver, mis näitab sarnasust või erinevust referentsi ja testikõverite vahel. Suurem DTW kaugus näitab suuremat erinevust tavalisest töötingimusest.
Analüüsides DTW kaugust ajas, on võimalik tuvastada CB mehaanilise käitumise muutusi, nagu nöörimine või valejoondus, isegi enne, kui need probleemid muutuvad kriitilisteks.
Järeldus
Vibratsioonisignaalianalüüs, eriti Dynamic Time Warping (DTW) abil, pakub tugevat diagnostikavahendit lüliti (CB) tervislikkuse jälgimiseks. Võrreldes vibratsioonimustritega referentsiandmetega ja tuvastades olulistel sündmustel toimunud ajaintervallide muutusi, on võimalik tuvastada mehaanilisi probleeme, jälgida kontaktide eroodumist ja ennustada potentsiaalseid katkestusi. See meetod sobib nii pidevale jälgimisele kui ka perioodilistele inspeksioonidele, tagades, et CB-d jääksid usaldusväärseks ja ohutuks nende tööperioodi jooksul.
