Aplikasyon ng signal ng paglindol sa switchgear

Analisis Signal Bergetar untuk Pemantauan Kesehatan Penutup Sirkuit (CB)

Pendahuluan

Selama proses membuka dan menutup penutup sirkuit (CB), sebuah sinyal bergetar dihasilkan. Sinyal ini mengandung informasi berharga tentang status kesehatan peralatan, termasuk saat kontak busur terbuka, yang dapat menunjukkan keausan, masalah mekanis, atau potensi masalah lainnya. Salah satu aspek penting dari pemantauan kesehatan CB adalah pengukuran abrasi kontak switchgear, yang merujuk pada pendekatan bertahap dari kontak busur karena hilangnya material selama setiap operasi.

Pengukuran Abrasi Kontak Switchgear

Kontak busur dari CB menjadi semakin pendek seiring dengan abrasinya selama setiap operasi. Proses abrasi ini menyebabkan penundaan dalam waktu instan ketika kontak busur bersentuhan, yang dapat dipantau menggunakan sinyal bergetar. Metode yang diusulkan melibatkan pengukuran sinyal bergetar dari cangkang CB menggunakan akselerometer. Data yang diperoleh dapat digunakan dalam dua cara utama:

1. Membandingkan Pola Bergetar dengan Rekaman Referensi:

• Mengkuantifikasi Perbedaan: Dengan membandingkan pola bergetar yang diperoleh dengan rekaman referensi (keadaan sehat yang diketahui dari CB), dimungkinkan untuk mengkuantifikasi perbedaan antara keduanya. Perbandingan ini dapat membantu mengidentifikasi perubahan dalam perilaku CB seiring waktu, seperti penundaan yang meningkat dalam sentuhan kontak karena abrasi.

• Deteksi Berbasis Ambang Batas: Ambang batas dapat ditetapkan untuk memicu peringatan jika perbedaan melebihi tingkat tertentu, menunjukkan bahwa kontak telah aus secara signifikan dan mungkin memerlukan perawatan atau penggantian.

2. Mendeteksi Interval Waktu:

• Analisis Interval Waktu: Dengan menganalisis interval waktu antara peristiwa kunci dalam sinyal bergetar (misalnya, saat pembukaan kontak dan penutupan), dimungkinkan untuk mendeteksi perubahan dalam timing mekanis CB. Misalnya, seiring dengan ausnya kontak, interval waktu antara awal proses pembukaan dan pemisahan aktual kontak mungkin bertambah, menunjukkan abrasi bertahap.

Mendeteksi Masalah Mekanis

Analisis bergetar juga dapat digunakan untuk mendeteksi masalah mekanis pada CB. Salah satu metode efektif untuk ini adalah penggunaan Dynamic Time Warping (DTW), algoritma yang menyelaraskan dan membandingkan data deret waktu, bahkan jika mereka tidak sepenuhnya sinkron. DTW sangat berguna untuk mendeteksi perubahan halus dalam pola bergetar yang mungkin menunjukkan anomali mekanis, seperti kesalahan penyelarasan, komponen longgar, atau keausan pada bagian yang bergerak.

Langkah-langkah untuk Menggunakan DTW dalam Analisis Bergetar CB:

1. Pengumpulan Data:

• Pasang akselerometer pada cangkang CB untuk mengumpulkan data bergetar selama operasi membuka dan menutup.

• Kumpulkan data bergetar dasar (referensi) dari CB yang sehat untuk perbandingan.

2. Praproses:

• Filter dan normalisasi sinyal bergetar untuk menghilangkan noise dan memastikan konsistensi di antara pengukuran yang berbeda.

• Bagi data bergetar menjadi interval waktu relevan yang sesuai dengan peristiwa spesifik (misalnya, pembukaan kontak, penutupan kontak).

3. Penerapan Algoritma DTW:

• Terapkan algoritma DTW untuk membandingkan pola bergetar yang dikumpulkan dengan data referensi.

• Hitung jarak (atau skor kemiripan) antara kedua pola. Jarak yang lebih besar menunjukkan penyimpangan yang lebih besar dari kondisi operasional normal.

4. Deteksi Anomali:

• Tetapkan ambang batas untuk jarak DTW untuk mengidentifikasi kapan pola bergetar menyimpang secara signifikan dari referensi.

• Gunakan ambang batas ini untuk menandai potensi masalah mekanis, seperti kesalahan penyelarasan, keausan, atau kerusakan lainnya.

5. Pemantauan Kontinu & Pengukuran Berkala:

• Laksanakan pemantauan kontinu dengan mengumpulkan data bergetar secara teratur dan membandingkannya dengan referensi menggunakan DTW.

• Lakukan pengukuran berkala untuk melacak kesehatan jangka panjang CB dan mendeteksi tren dalam degradasi mekanis.

Contoh: Analisis Bergetar oleh DTW untuk Penutup Sirkuit Tegangan Tinggi (HV)

Dalam grafik yang disediakan, analisis bergetar menggunakan DTW ditampilkan untuk CB HV. Grafik mungkin menampilkan hal berikut:

• Sumbu X: Waktu (atau indeks sampel) yang mewakili durasi operasi CB (membuka atau menutup).

• Sumbu Y: Amplitudo bergetar atau metrik yang diturunkan (misalnya, percepatan) dari akselerometer.

• Kurva Referensi: Kurva mulus yang mewakili pola bergetar CB yang sehat.

• Kurva Uji: Kurva yang mungkin tidak beraturan yang mewakili pola bergetar CB dengan masalah mekanis yang dicurigai.

• Jarak DTW: Nilai atau kurva yang menunjukkan kemiripan atau perbedaan antara kurva referensi dan uji. Jarak DTW yang lebih tinggi menunjukkan penyimpangan yang lebih besar dari kondisi operasional normal.

Dengan menganalisis jarak DTW seiring waktu, dimungkinkan untuk mendeteksi perubahan dalam perilaku mekanis CB, seperti keausan yang meningkat atau kesalahan penyelarasan, bahkan sebelum masalah-masalah tersebut menjadi kritis.

Kesimpulan

Analisis sinyal bergetar, terutama menggunakan Dynamic Time Warping (DTW), memberikan alat diagnostik yang kuat untuk memantau kesehatan penutup sirkuit. Dengan membandingkan pola bergetar dengan data referensi dan mendeteksi perubahan dalam interval waktu peristiwa kunci, dimungkinkan untuk mengidentifikasi masalah mekanis, memantau abrasi kontak, dan memprediksi potensi kegagalan. Metode ini cocok untuk pemantauan kontinu dan inspeksi berkala, memastikan bahwa CB tetap handal dan aman sepanjang masa operasionalnya.