Vîbrasyonê taybetmendî yên serbexeriyê de pêkhatin

Analîzîna Sinyalê ya Lepenandina ji bavê Tirandazkirinê (CB) yên Pêşketinê

Pêşnûs

Di dawerê vekirina û biceranên tirandazkirinê (CB) de, sinyalê ya lepenandina hatine çêkir. Ev sinyal pêwistî malpera piçeyê berdareste tuneke, an jî momenta kêrhatinê ya arka, ku dikare nîşaneyê beşe ji bo derbas û çêtiriyek mekanîkî, an jî pirsgirêzekên din. Yek parçeyê girîng li ser pêşketinê ya CB-ya wekî çavkaniyek e ku xebitina ablasyonê ya kontakên switchgearê, ku tenê demê ku materialê di her karberdanê de hewce bike.

Xebitina Ablasyonê ya Kontakên Switchgear

Kontakên arka ya CB-ya wekî ku her dem hewce bike, di her karberdanê de gêzde bigire. Ev prosesê da rêkarê da qada werdigere, ku wê demê ku kontakên arka yekdin têne, ku hûn dikarin bi karbikirina sinyalê ya lepenandinê bipeyan bikin. Rêbaza propozîkirî ya çendî li ser xebitina sinyalê ya lepenandinê ji shellê CB bi karbikirina accelerometerê ye. Agahdar ên dibast bi du rêzikên sereke:

1. Berkaribîna Musterê ya Lepenandinê bi Têkiliya Referans:

• Qadrkirina Diferansê: Bi berkaribîna musteriya lepenandinê bi têkiliya referans (cîhê salem u şafî CB-ya), ezmûn dikare kibe ku diferansa di navbera dujimêre biguheze. Ev berkaribîn dikare yardekeriye dike ku guheze biguheze di rêzikên CB-ya di dawerê demê, wan jî yekdin qademe zêdetir werdigere di demê ku kontakên têne.

• Deteksiyona Bazê Serok: Serok baz dikare neşankirin ku alarma bidest bike heke diferansa bigihetê veqetên cihê, ku nîşan dide ku kontakên werdigere werdigere u dikare bi karbikirina bax û awerda were.

2. Deteksiyona Intervalê ya Demê:

• Analîzê ya Intervalê ya Demê: Bi analîzê ya intervalê ya demê navbera key events (mesel: momenta kêrhatinê ya kontakên û biceranên) di sinyalê ya lepenandinê de, ezmûn dikare deteksîyon biguheze di rêzikên mekanîkî ya CB-ya. Meselan, wan jî yekdin kontakên werdigere, intervalê ya demê navbera destpêkê operasyonê ya vekirina û separationê ya faktikiya kontakên dikare zêdetir bigire, ku nîşan dide ku ablasyonê digirin.

Deteksiyona Pirsgirêzekên Mekanîkî

Analîzê ya lepenandinê yekem dikare bi karbikirina deteksîyonê ya pirsgirêzekên mekanîkî di CB-ya de. Yek rêbazê efektîf bi bîra Dynamic Time Warping (DTW), algoritma ku data series tiştê bi xebitina û berkaribîna, heta heke niha nebişîn perfect synced. DTW bi tevahî useful ye ji bo deteksîyonê ya guherandina sinyalê ya lepenandinê ku dikare nîşan bide pirsgirêzekên mekanîkî, mesel: misalignment, komponantên loose, an wear di partên moving de.

Rêzikên bi Karbikirina DTW di Analîzê ya Lepenandinê ya CB-ya de:

1. Tevlêba Data:

• Accelerometers îndekirin ji shellê CB bi tevahî collectionê ya data lepenandinê di dawerê vekirina û biceranên de.

• Data baseline (referans) bi tevahî collectionê ji CB-ya salem bi tevahî comparisonê.

2. Preprocessing:

• Filter û normalize krdin sinyalê ya lepenandinê bi tevahî remove noise û ensure consistency navbera measurementên different.

• Segment krdin data lepenandinê bi relevant time intervals corresponding to specific events (mesel: contact opening, contact closing).

3. Apply the DTW Algorithm:

• Apply the DTW algorithm to compare the collected vibration patterns with the reference data.

• Calculate the distance (or similarity score) between the two patterns. A larger distance indicates a greater deviation from the normal operating condition.

4. Anomaly Detection:

• Set thresholds for the DTW distance to identify when the vibration pattern deviates significantly from the reference.

• Use these thresholds to flag potential mechanical issues, such as misalignment, wear, or other faults.

5. Continuous Monitoring & Periodic Measurement:

• Implement continuous monitoring by regularly collecting vibration data and comparing it against the reference using DTW.

• Perform periodic measurements to track the long-term health of the CB and detect trends in mechanical degradation.

Mînak: Analîzê ya Lepenandinê bi DTW ji bo High-Voltage (HV) CBs

Di grafikê berdesta de, analîzê ya lepenandinê bi DTW hatine nîşan kirin ji bo HV CB. Grafikê likely displays the following:

• X-Axis: Time (or sample index) representing the duration of the CB operation (opening or closing).

• Y-Axis: Vibration amplitude or a derived metric (e.g., acceleration) from the accelerometer.

• Reference Curve: A smooth curve representing the vibration pattern of a healthy CB.

• Test Curve: A potentially irregular curve representing the vibration pattern of a CB with suspected mechanical issues.

• DTW Distance: A value or curve showing the similarity or dissimilarity between the reference and test curves. A higher DTW distance indicates a greater deviation from the normal operating condition.

By analyzing the DTW distance over time, it is possible to detect changes in the CB's mechanical behavior, such as increased wear or misalignment, even before these issues become critical.

Conclusion

Vibration signal analysis, particularly using Dynamic Time Warping (DTW), provides a powerful diagnostic tool for monitoring the health of circuit breakers. By comparing vibration patterns with reference data and detecting changes in the time intervals of key events, it is possible to identify mechanical issues, monitor contact ablation, and predict potential failures. This method is suitable for both continuous monitoring and periodic inspections, ensuring that CBs remain reliable and safe throughout their operational life.