Aplicación da sinal de vibración no chavador
Análise do Sinal de Vibración para o Monitorización da Salud do Interruptor (CB)
Introdución
Durante os procesos de apertura e peche dun interruptor (CB), xénese un sinal de vibración. Este sinal contén información valiosa sobre o estado de saúde do equipo, incluíndo o momento de apertura do contacto de arco, que pode indicar desgaste, problemas mecánicos ou outras posibles dificultades. Un aspecto crítico na monitorización da saúde do CB é a medida da ablación dos contactos do conmutador, que se refire ao acortamento gradual dos contactos de arco debido á perda de material durante cada operación.
Medida da Ablación dos Contactos do Conmutador
Os contactos de arco dun CB van facéndose progressivamente máis curtos á medida que son ablatados durante cada operación. Este proceso de ablación leva a un retraso no instante temporal en que os contactos de arco tocan, o cal pode ser monitorizado usando sinais de vibración. O método proposto implica medir o sinal de vibración desde a carcasa do CB utilizando un acelerómetro. Os datos adquiridos poden utilizarse de dúas maneiras principais:
Comparando Patróns de Vibración con un Rexistro de Referencia:
Cuantificación da Diferenza: Comparando o patrón de vibración adquirido con un rexistro de referencia (un estado coñecido de saúde do CB), é posible cuantificar a diferenza entre ambos. Esta comparación pode axudar a identificar cambios no comportamento do CB ao longo do tempo, como aumentos nos retardos de toque de contactos debido á ablación.
Detección Basada en Umbral: Pode establecerse un umbral para activar unha alerta se a diferenza excede un certo nivel, indicando que os contactos están desgastados significativamente e poden requireir manutención ou substitución.
Detectando o Intervalo de Tempo:
Análise do Intervalo de Tempo: Analizando o intervalo de tempo entre eventos clave no sinal de vibración (por exemplo, o momento de apertura e peche do contacto), é posible detectar cambios no timing mecánico do CB. Por exemplo, á medida que os contactos se desgastan, o intervalo de tempo entre o inicio do proceso de apertura e a separación real dos contactos pode aumentar, indicando ablación progresiva.
Detección de Problemas Mecánicos
A análise de vibración tamén pode utilizarse para detectar problemas mecánicos no CB. Un método eficaz para isto é o uso de Dynamic Time Warping (DTW), un algoritmo que alinea e compara datos de series temporais, incluso se non están perfectamente sincronizados. DTW é particularmente útil para detectar cambios sutís no patrón de vibración que poidan indicar anomalias mecánicas, como desalineación, componentes sueltos ou desgaste en partes móbeis.
Pasos para Utilizar DTW na Análise de Vibración do CB:
Recollida de Datos:
Instalar acelerómetros na carcasa do CB para recoller datos de vibración durante as operacións de apertura e peche.
Recoller datos de vibración de base (referencia) dun CB saudable para comparación.
Preprocesado:
Filtrar e normalizar os sinais de vibración para eliminar ruido e asegurar consistencia entre diferentes medidas.
Segmentar os datos de vibración en intervalos de tempo relevantes correspondentes a eventos específicos (por exemplo, apertura de contacto, peche de contacto).
Aplicación do Algoritmo DTW:
Aplicar o algoritmo DTW para comparar os patróns de vibración recolectados con os datos de referencia.
Calcular a distancia (ou puntuación de similitude) entre os dous patróns. Unha maior distancia indica unha maior desviación da condición de funcionamento normal.
Detección de Anomalias:
Estabelecer umbrais para a distancia DTW para identificar cando o patrón de vibración se desvia significativamente da referencia.
Utilizar estes umbrais para marcar posibles problemas mecánicos, como desalineación, desgaste ou outras faltas.
Monitorización Continua & Medición Periódica:
Implementar a monitorización continua recollendo regularmente datos de vibración e comparándoa cos datos de referencia utilizando DTW.
Realizar mediciones periódicas para seguir a saúde a longo prazo do CB e detectar tendencias no desgaste mecánico.
Exemplo: Análise de Vibración por DTW para CBs de Alta Tensión (HV)
No gráfico proporcionado, amósase unha análise de vibración utilizando DTW para un CB de alta tensión. O gráfico probablemente muestre o seguinte:
Eixo X: Tempo (ou índice de mostra) que representa a duración da operación do CB (apertura ou peche).
Eixo Y: Amplitude de vibración ou unha métrica derivada (por exemplo, aceleración) do acelerómetro.
Curva de Referencia: Unha curva lisa que representa o patrón de vibración dun CB saudable.
Curva de Proba: Unha curva potencialmente irregular que representa o patrón de vibración dun CB con problemas mecánicos sospechados.
Distancia DTW: Un valor ou curva que mostra a similitude ou dissimilitude entre as curvas de referencia e proba. Unha maior distancia DTW indica unha maior desviación da condición de funcionamento normal.
Analizando a distancia DTW ao longo do tempo, é posible detectar cambios no comportamento mecánico do CB, como aumento do desgaste ou desalineación, mesmo antes de que estos problemas sexan críticos.
Conclusión
A análise do sinal de vibración, especialmente utilizando Dynamic Time Warping (DTW), proporciona unha ferramenta diagnóstica poderosa para monitorizar a saúde dos interruptores. Comparando os patróns de vibración con datos de referencia e detectando cambios nos intervalos de tempo de eventos clave, é posible identificar problemas mecánicos, monitorizar a ablación de contactos e prever fallos potenciais. Este método é adecuado tanto para a monitorización continua como para inspeccións periódicas, asegurando que os CBs permanezan fiábeis e seguros ao longo da súa vida operativa.
