Titreşim sinyali uygulaması anahtar kapanında
Kısa Devre Kesicisi (CB) Sağlığı İzleme için Titreşim Sinyal Analizi
Giriş
Bir kısaltma devre kesicisinin (CB) açılma ve kapanma süreçleri sırasında bir titreşim sinyali oluşur. Bu sinyal, ekipmanın sağlık durumu hakkında değerli bilgiler içerir, yunusarcığı temas anını da dahil olmak üzere, bu bilgiler aşınma, mekanik sorunlar veya diğer potansiyel problemleri gösterebilir. CB sağlığı izlemenin kritik bir yönü, her işlemde malzeme kaybından dolayı oluşan yunusarcık temaslardaki graduel kısalma ölçümüdür.
Anahtarlama Temaslarının Ablasyon Ölçümü
Bir CB'nin yunusarcık temaları, her işlem sırasında ablasyona uğrayarak sürekli olarak kısalır. Bu ablasyon süreci, yunusarcık temaların temas ettiği anı geciktirir ve bu, titreşim sinyalleri kullanılarak izlenebilir. Önerilen yöntem, bir ivmeölçer kullanarak CB kabuğundan titreşim sinyalini ölçmeyi içerir. Elde edilen veriler iki ana şekilde kullanılabilir:
Titreşim Desenlerinin Referans Kaydı ile Karşılaştırılması:
Farkın Nicelendirilmesi: Elde edilen titreşim deseninin referans kaydı (CB'nin bilinen sağlıklı hali) ile karşılaştırılması, ikisi arasındaki farkı nicelendirmeyi mümkün kılar. Bu karşılaştırma, zamana göre CB davranışındaki değişiklikleri, örneğin ablasyondan dolayı artan temas gecikmelerini belirlemeye yardımcı olabilir.
Eşik Tabanlı Algılama: Farkın belirli bir seviyeden fazla olması durumunda uyarı tetikleyecek bir eşik ayarlanabilir, bu da temaların önemli ölçüde aşınmış olduğunu ve bakım veya değiştirilmesi gerektiğini gösterir.
Zaman Aralığının Tespiti:
Zaman Aralığı Analizi: Titreşim sinyalindeki ana olaylar (örneğin, temas açılış ve kapanış anları) arasındaki zaman aralığını analiz etmek, CB'nin mekanik zamanlamasındaki değişiklikleri tespit etmeyi mümkün kılar. Örneğin, temalar aşınırken, açılış sürecinin başlangıcından gerçek temaların ayrılması arasındaki zaman aralığı artabilir, bu da progresif ablasyonu gösterir.
Mekanik Sorunların Tespiti
Titreşim analizi, CB'deki mekanik sorunları tespit etmek için de kullanılabilir. Bunun için etkili bir yöntem, zaman serisi verilerini hizalayıp karşılaştıran Dinamik Zaman Çarpıtma (DTW) algoritmasıdır, hatta veriler tam olarak senkronize değilse bile. DTW, mekanik anormallikleri, örneğin yanlış hizalamalar, gevşek parçalar veya hareketli parçalardaki aşınmayı gösteren titreşim desenindeki nüanslı değişiklikleri tespit etmek için özellikle kullanışlıdır.
DTW'nin CB Titreşim Analizinde Kullanımı İçin Adımlar:
Veri Toplama:
Açılış ve kapanış işlemler sırasında titreşim verilerini toplamak için CB kabuğuna ivmeölçerler monte edin.
Karşılaştırma amacıyla sağlıklı bir CB'den temel (referans) titreşim verilerini toplayın.
Ön İşleme:
Titreşim sinyallerini filtreleyip normalleştirerek gürültüyü kaldırın ve farklı ölçüm arasında tutarlılık sağlayın.
Titreşim verilerini, belirli olaylara (örneğin, temas açılış, temas kapanış) karşılık gelen ilgili zaman aralıklarına bölün.
DTW Algoritması Uygulaması:
Toplanan titreşim desenlerini referans verileriyle karşılaştırmak için DTW algoritmasını uygulayın.
İki desen arasındaki mesafeyi (veya benzerlik puanını) hesaplayın. Daha büyük bir mesafe, normal çalışma koşulundan daha büyük sapma olduğunu gösterir.
Anomali Tespiti:
Titreşim deseninin referansla ne kadar sapıldığını belirlemek için DTW mesafesi için eşikler ayarlayın.
Bu eşikleri, yanlış hizalama, aşınma veya diğer hatalar gibi potansiyel mekanik sorunları işaretlemek için kullanın.
Sürekli İzleme & Periyodik Ölçüm:
Titreşim verilerini düzenli olarak toplayarak ve onu DTW kullanarak referansa karşılaştırarak sürekli izlemeyi uygulayın.
Uzun vadede CB'nin sağlığını izlemek ve mekanik degradasyon trendlerini tespit etmek için periyodik ölçümler yapın.
Örnek: Yüksek Gerilimli (HV) CB'ler için DTW ile Titreşim Analizi
Verilen grafikte, bir HV CB için DTW kullanılarak yapılan bir titreşim analizi gösterilmektedir. Grafik muhtemelen aşağıdaki içeriği içerir:
X-Ekseni: CB işleminin (açılış veya kapanış) süresini temsil eden zaman (veya örnek indeksi).
Y-Ekseni: İvmeölçerden alınan titreşim genliği veya türetilmiş bir metrik (örneğin, ivme).
Referans Eğri: Sağlıklı bir CB'nin titreşim desenini temsil eden düzgün bir eğri.
Test Eğri: Muhtemel mekanik sorunlu bir CB'nin titreşim desenini temsil eden potansiyel olarak düzensiz bir eğri.
DTW Mesafesi: Referans ve test eğrileri arasındaki benzerlik veya benzemezliği gösteren bir değer veya eğri. Daha yüksek bir DTW mesafesi, normal çalışma koşulundan daha büyük sapma olduğunu gösterir.
DTW mesafesini zaman içinde analiz ederek, aşınma veya yanlış hizalama gibi CB'nin mekanik davranışındaki değişiklikleri, bu sorunlar kritik hale gelmeden önce tespit etmek mümkündür.
Sonuç
Titreşim sinyal analizi, özellikle Dinamik Zaman Çarpıtma (DTW) kullanımıyla, kısaltma devre kesicilerinin sağlığını izlemek için güçlü bir tanısal araç sağlar. Titreşim desenlerini referans verileriyle karşılaştırarak ve ana olayların zaman aralıklarındaki değişimleri tespit ederek, mekanik sorunları, temas ablasyonunu izlemek ve potansiyel arızaları öngörmek mümkündür. Bu yöntem, sürekli izleme ve periyodik incelemeler için uygun olup, CB'lerin işletimsel hayatları boyunca güvenilir ve güvenli kalmasını sağlar.
