Pangkalahatang Paglalarawan ng mga Paraan ng Pagtukoy sa Defect para sa High-Voltage AC Circuit Breakers
1. Ano ang mga karakteristikong parametro ng waveform ng coil current sa mga operating mechanism ng high-voltage circuit breaker? Paano mailalabas ang mga karakteristikong parametro na ito mula sa orihinal na trip coil current signal?
Sagot: Ang mga karakteristikong parametro ng waveform ng coil current sa mga operating mechanism ng high-voltage circuit breaker maaaring kasama ang mga sumusunod:
Pikong peak current sa steady-state: Ang pinakamataas na halaga ng steady-state current sa waveform ng electromagnet coil, na kumakatawan sa posisyon kung saan umuukit at pansamantalang nananatili ang core ng electromagnet sa limitadong posisyon nito.
Duration: Ang duration ng waveform ng electromagnet coil current, na karaniwang nasa loob ng maraming porsyento hanggang sa higit sa isang daang milisegundo.
Rise time bago ang aktibasyon ng core: Ang oras na kinakailangan para tumaas ang waveform ng current mula zero hanggang sa unang peak current.
Fall time: Ang oras na kinakailangan para bumaba ang waveform ng current mula sa unang peak current pabalik sa ikalawang trough. Ito ay tumutugon sa oras kung saan nagsisimula ang paggalaw ng armature plunger, tumatalo sa trip mechanism, at nagpapadala nito sa limitadong posisyon ng armature ng electromagnet.
Hugis ng waveform: Ang pangkalahatang hugis ng waveform, tulad ng single pulse, multi-pulse, o periodic waveform.
Frequency: Kung ang waveform ay periodic, ang frequency nito ay isang mahalagang parameter.
Para mailabas ang mga karakteristikong parametro na ito mula sa orihinal na trip coil current signal, ang mga sumusunod na hakbang ang kadalasang kinakailangan:
Sampling: Gumamit ng angkop na sampling equipment na may sapat na sampling rate upang patuloy na samplahin ang coil current at i-convert ang signal sa digital form.
Filtering: I-filter ang nasampled na data upang alisin ang high-frequency noise para mas maayos na makilala ang mga feature ng waveform.
Peak detection: Hanapin ang pinakamataas na halaga mula sa filtered signal upang matukoy ang peak current.
Duration measurement: I-calculate ang duration sa pamamagitan ng pag-detect ng oras kung saan nagsisimula at natatapos ang waveform mula sa zero current.
Rise time at fall time measurement: I-calculate ang rise time at fall time sa pamamagitan ng pag-detect ng oras mula zero current hanggang sa peak current at mula peak current pabalik sa zero current, ayon sa pagkakabanggit.
Shape analysis: Gamitin ang mathematical methods o waveform fitting techniques upang analisin ang hugis ng waveform.
Frequency analysis: Kung ang waveform ay periodic, gamitin ang Fourier transform o autocorrelation function upang tantiyahin ang frequency.
Ang mga hakbang na ito kadalasang nangangailangan ng mga tool para sa signal processing at data analysis (tulad ng MATLAB, Python's NumPy at SciPy libraries, etc.). Ang paglalabas ng mga karakteristikong parameter na ito ay nakakatulong sa pag-monitor at pag-analisa ng performance ng mga operating mechanism ng high-voltage circuit breaker. Tandaan na ang angkop na safety measures ay dapat gawin kapag nakikipag-ugnayan sa high-voltage currents upang maiwasan ang accidental electric shock o iba pang panganib.
2. Ano ang mga algorithm na maaaring gamitin upang mailabas ang mga karakteristikong parameter tulad ng peak at trough amplitudes at ang kanilang kaukulang oras mula sa coil current waveforms? Paki-lista sila nang espesipiko.
Sagot: Upang mailabas ang mga karakteristikong parameter tulad ng peak at trough amplitudes at ang kanilang kaukulang oras mula sa coil current waveforms, maaaring gamitin ang iba't ibang mga algorithm para sa signal processing at analysis. Ang waveform segmentation at segment-by-segment comparison ay maaaring gamitin upang makakuha ng mga karakteristikong parameter. Ang mga sumusunod ang ilan sa mga karaniwang ginagamit na algorithms at methods:
Peak detection algorithms: Ang mga algorithm na ito ay maaaring detekta ang mga peak sa waveforms, kasama ang maximum peaks at minimum troughs. Ang mga karaniwang algorithm ay kasama ang threshold method, sliding window method, gradient-based methods, etc.
Zero crossing detection algorithms: Ang mga algorithm na ito ay maaaring detekta ang mga transition sa waveforms mula positive hanggang negative o mula negative hanggang positive, na karaniwang ginagamit kasama ang peak at trough detection.
Fourier transform: Maaari itong iconvert ang waveform ng coil current sa frequency domain, i-extract ang impormasyon ng peak at trough sa frequency domain, at pagkatapos ay imap back sa time domain sa pamamagitan ng inverse transformation upang makakuha ng oras na impormasyon.
Integration at differentiation algorithms: Ang integration ay maaaring gamitin upang tantiyahin ang amplitude ng waveform, habang ang differentiation ay maaaring gamitin upang tantiyahin ang slope ng mga peak at trough, at sa pamamagitan nito ay maaaring infer ang kanilang oras na puntos.
Waveform fitting: Sa pamamagitan ng pag-fit ng mga waveform models tulad ng Gaussian models, S-curves, etc., upang tantiyahin ang posisyon at amplitudes ng mga peak at trough. Ang pag-aadjust ng mga teoretikal na parameters ng mga electromagnets upang lumikha ng mga coil current waveforms na patuloy na lumapit sa aktwal na measurement data, at sa pamamagitan nito ay maaaring makakuha ng mga karakteristikong parameter ng aktwal na coil current mula sa mga teoretikal na parameters.
Windowed analysis: Hatiin ang waveform sa maliliit na windows at i-extract ang mga karakteristikong parameter sa loob ng bawat window upang makuhang ang mga pagbabago sa mga peak at trough.
Derivative-based methods: I-calculate ang derivative ng waveform upang makahanap ng posisyon ng mga peak at trough; ang mga puntos kung saan ang derivative ay naging zero ay ang mga extreme points.
Ang mga algoritmo na ito ay maaaring gamitin nang hiwalay o sa kombinasyon, depende sa natura ng waveform at ang mga pangangailangan ng tiyak na aplikasyon. Sa praktikal na aplikasyon, karaniwang pinagsasama ang kaalaman sa sakop at mga kasangkapan para sa pag-analisa ng data upang matiyak ang tumpak na pagkuha ng mga parameter na may kahulugan mula sa mga waveform ng coil current.
3. Anong mga parameter na may kahulugan ang mayroon ang signal ng pagtaas ng pagbibigwas sa mekanismo ng high-voltage circuit breaker sa panahon ng pagbubukas at pagsasara? Paano maililikha ang mga parameter na may kahulugan na ito mula sa iminumungkahing mga signal ng mekanikal na pagbibigwas ng high-voltage circuit breaker?
Sagot: Ang signal ng pagtaas ng pagbibigwas ng mekanismo ng high-voltage circuit breaker sa panahon ng pagbubukas at pagsasara ay maaaring maglaman ng maraming mga parameter na may kahulugan na nagbibigay ng mahalagang impormasyon tungkol sa performance at kondisyon ng mekanismo. Ang mga sumusunod ay ilan sa mga posible na parameter na may kahulugan at mga pamamaraan upang maililikha sila:
Tukas na pagtaas: Ang pinakamataas na halaga ng pagtaas sa signal ng pagbibigwas, karaniwang inilalarawan sa yunit ng g (gravity acceleration).
Tagal: Ang haba ng pangyayari ng pagbibigwas, karaniwan sa milisekundo o segundo.
Mga komponenteng peryedyo: Sa pamamagitan ng Fourier transform o fast Fourier transform (FFT) at iba pang mga pamamaraan ng analisis ng peryedyo, maaaring maililikha ang mga komponenteng peryedyo sa signal ng pagbibigwas upang makilala ang pagkakaroon ng anumang mga komponenteng peryedyo.
Lakas ng pagbibigwas: Ang lakas ng signal ng pagbibigwas, na maaaring inilalarawan bilang ang layo mula sa tukas hanggang sa zero.
Halaga mula tukas hanggang tukas: Ang lakas ng pagbibigwas ng isang buong siklo sa signal ng pagbibigwas, karaniwang ginagamit upang kilalanin ang mga periodiko na pagbibigwas.
Bilang ng mga pulso: Para sa multi-pulse na pagbibigwas, maaaring makalkula ang bilang ng mga pulso sa loob ng tiyak na panahon.
Anyo ng waveform ng pagtaas: Ang waveform ng signal ng pagbibigwas ay maaaring gamitin upang analisin ang simula, wakas, at tagal ng pagbibigwas.
Mga mataas na komponenteng peryedyo: Kilalanin ang mga mataas na komponenteng peryedyo ng pagbibigwas, na maaaring isulong ang hindi pagkakasundo o pinsala sa mekanismo.
Upang maililikha ang mga parameter na may kahulugan na ito, karaniwang kinakailangan ang mga sumusunod na hakbang:
Pagkuha ng signal ng pagbibigwas: Gumamit ng angkop na sensor (tulad ng accelerometer) upang makolekta ang mga signal ng pagbibigwas mula sa mekanismo ng high-voltage circuit breaker.
Paggawa ng digital na signal: I-convert ang analog na signal ng pagbibigwas sa digital na anyo para sa susunod na analisis.
Pag-filter at pag-alis ng ingay: I-filter at i-alis ang ingay sa signal ng pagbibigwas upang alisin ang ingay at mapabuti ang kalidad ng signal.
Pagkuha ng mga tampok: Gamitin ang mga kasangkapan para sa pagproseso ng signal (tulad ng FFT) at mga pamamaraan ng analisis ng pagbibigwas upang maililikha ang mga nabanggit na parameter na may kahulugan. Ang mga signal ng pagbibigwas ay inuuri sa pamamagitan ng Fourier transform; ang mga signal ng iba't ibang peryedyo ay inuuri sa iba't ibang oras upang lumikha ng mga waveform ng pagtaas ng pagbibigwas na malapit sa aktwal na kurba ng pagbibigwas, nakukuha ang mga parameter na may kahulugan ng aktwal na data mula sa teoretikal na data.
Analisis ng data: Analisin ang naililikhang mga parameter na may kahulugan upang kilalanin ang mga isyu sa performance o anomaliya sa mekanismo.
Ang analisis ng mga parameter na may kahulugan na ito ay maaaring gamitin upang monitorehin ang kalagayan ng high-voltage circuit breakers, kilalanin ang potensyal na pagkasira, at gumawa ng mga hakbang sa pagpapanatili upang matiyak ang maayos na operasyon nito. Ang pagmonitor ng pagbibigwas ay karaniwang isang mahalagang gawain sa inhenyeriya na maaaring mapabuti ang reliabilidad at haba ng buhay ng mga kagamitan.
4. Anong mga algoritmo ang maaaring gamitin upang maililikha ang mga parameter na may kahulugan mula sa mga signal ng pagtaas ng pagbibigwas ng mekanikal na operasyon ng high-voltage circuit breaker?
Sagot: Kapag maililikha ang mga parameter na may kahulugan mula sa mga signal ng pagtaas ng pagbibigwas ng mekanikal na operasyon ng high-voltage circuit breaker, maaaring gamitin ang iba't ibang mga algoritmo at pamamaraan ng pagproseso at analisis ng signal. Ang mga sumusunod ay ilan sa mga karaniwang ginagamit na algoritmo at pamamaraan:
Mga algoritmo ng pagkilala ng tukas: Ang mga algoritmo na ito ay maaaring kilalanin ang mga tukas sa mga signal ng pagbibigwas, kasama ang pinakamataas na tukas ng pagtaas ng pagbibigwas. Ang mga karaniwang algoritmo ay kinabibilangan ng pamamaraan ng threshold, sliding window method, gradient-based methods, atbp.
Analisis ng peryedyo: Ang Fourier transform o fast Fourier transform (FFT) ay maaaring gamitin upang i-convert ang signal ng pagbibigwas sa domain ng peryedyo at maililikha ang mga komponenteng peryedyo at impormasyon tungkol sa lakas ng pagbibigwas.
Enerhiya ng pagbibigwas: Tangkin ang enerhiya ng pagbibigwas sa pamamagitan ng integrasyon ng kuwadrado ng signal ng pagbibigwas, kaya't nakukuha ang impormasyon tungkol sa kabuuang enerhiya ng pagbibigwas.
Peryedyo ng pagbibigwas: Tangkin ang pangunahing komponenteng peryedyo ng pagbibigwas sa pamamagitan ng analisis ng peryedyo o autocorrelation functions upang kilalanin ang mga katangian ng peryedyo ng pagbibigwas.
Lakas ng pagbibigwas: Quantify ang laki ng pagbibigwas sa pamamagitan ng pagkalkula ng lakas ng signal ng pagbibigwas.
Halaga mula tukas hanggang tukas: Ang lakas ng pagbibigwas ng isang buong siklo ng pagbibigwas sa signal ng pagbibigwas, karaniwang ginagamit upang kilalanin ang mga periodiko na pagbibigwas.
Bilang ng mga pulso: Para sa multi-pulse na pagbibigwas, maaaring makalkula ang bilang ng mga pulso sa loob ng tiyak na panahon.
Anyo ng waveform ng pagbibigwas: Ang waveform ng signal ng pagbibigwas ay maaaring gamitin upang analisin ang simula, wakas, at tagal ng pagbibigwas.
Peak time: Tinataya ang oras kung kailan nangyayari ang peak ng vibration upang mailagay ang eksaktong timing ng mga pangyayaring vibration.
Ang mga algorithm na ito ay maaaring gamitin nang paisa-isa o sa kombinasyon, depende sa uri ng senyas ng vibration at sa pangangailangan ng partikular na aplikasyon. Sa praktikal na aplikasyon, karaniwang pinagsasama ang kaalaman sa larangan at mga kasangkapan sa pagsusuri ng datos upang matiyak ang tumpak na pagkuha ng mga katangian ng parameter mula sa mga senyas ng mekanikal na acceleration ng vibration ng high-voltage circuit breaker, upang bantayan ang performance at kalusugan ng kagamitan.
5. Paano i-extract ang peak at peak time ng mga senyas ng vibration energy?
Sagot: Upang i-extract ang peak at peak time ng mga senyas ng vibration energy, maaaring gamitin ang mga pamamaraan sa signal processing at pagsusuri. Ang sumusunod ay isang pangkalahatang pamamaraan:
Pagkuha ng peak ng senyas ng vibration energy:
a. Pagpapakinis ng senyas ng vibration energy: Ilapat ang average filtering o iba pang pamamaraan sa pagpapakinis upang mabawasan ang ingay sa senyas, na nagiging daan para mas madaling matukoy ang mga peak.
b. Hanapin ang mga peak point: Isagawa ang pagtuklas ng peak sa napakinis na senyas, karaniwan sa pamamagitan ng mga sumusunod na hakbang:
c. I-record ang amplitude ng peak: Tukuyin ang amplitude ng senyas ng vibration energy sa bawat peak point.
Kalkulahin ang unang derivative o difference ng senyas upang makahanap ng mga extreme point sa senyas (mga punto kung saan zero ang gradient).
Gamitin ang mga threshold o iba pang kondisyon upang mag-filter ng mga peak point, na nag-e-exclude sa maliliit na pagbabago.
Pagkuha ng peak time:
-
I-record ang mga oras ng peak: Para sa bawat natuklasang peak point, i-record ang posisyon nito sa time axis, i.e., ang eksaktong oras ng peak.
Gamitin ang impormasyon ng oras: Ang impormasyon ng oras ng mga peak moment ay maaaring gamitin upang kumatawan sa oras ng pag-occur ng bawat peak, karaniwan sa millisecond o segundo.
Tandaan na ang tiyak na pamamaraan sa pagkuha ng peak at peak time ay maaaring magkaiba depende sa katangian ng senyas. Bukod dito, ang antas ng pagpapakinis ng senyas at antas ng ingay ay nakakaapekto rin sa pagtuklas ng peak. Maaaring gamitin ang mga kasangkapan sa signal processing tulad ng NumPy at SciPy libraries sa Python, pati na ang mga algorithm sa pagtuklas ng peak tulad ng threshold method, gradient method, o sliding window method upang maisagawa ang mga hakbang na ito. Sa praktikal na aplikasyon, maaaring kailanganin ang pag-adjust ng mga parameter ng algorithm upang umangkop sa partikular na pangangailangan ng senyas ng vibration.
6. Anu-anong katangian ng parameter ang mayroon ang senyas ng tunog habang isinasagawa ang operasyon ng pagbubukas at pagsasara ng high-voltage circuit breaker? Paano i-extract ang mga parameter na ito upang suriin at mag-diagnose ng nakatagong depekto sa high-voltage circuit breaker?
Sagot: Ang senyas ng tunog habang isinasagawa ang pagbubukas at pagsasara ng high-voltage circuit breaker ay maaaring maglaman ng ilang katangian ng parameter na ginagamit upang suriin at mag-diagnose ng performance at kalusugan ng kagamitan. Ang sumusunod ay ilang posibleng katangian ng tunog at pamamaraan upang i-extract ang mga ito:
Amplitude ng tunog: Ang amplitude o lakas ng senyas ng tunog, karaniwang ipinapahayag sa decibels (dB).
Dalas ng tunog: Ang mga bahagi ng frequency ng senyas ng tunog, na ginagamit upang kilalanin ang tono o saklaw ng frequency ng tunog.
Tagal ng tunog: Ang tagal ng event ng tunog, karaniwan sa millisecond o segundo.
Waveform ng tunog: Ang waveform ng senyas ng tunog, na ginagamit upang suriin ang simula, wakas, at tagal ng tunog.
Spectrogram ng tunog: Isang graph ng spectral analysis ng senyas ng tunog, na ginagamit upang kilalanin ang pag-occur at pagbabago ng mga bahagi ng frequency.
Bilang ng mga pulse: Para sa maramihang tunog na pulse, maaaring kalkulahin ang bilang ng mga pulse sa loob ng isang nakatakdang panahon.
Mga katangian ng tunog: Gamitin ang mga kasangkapan sa pagsusuri ng tunog upang i-extract ang mga katangian ng tunog, tulad ng enerhiya, average ng spectrum, mga peak, atbp., ng audio signal.
Upang i-extract ang mga katangiang parameter na ito, maaaring isagawa ang mga sumusunod na hakbang:
Pagkuha ng senyas ng tunog: Gamitin ang angkop na microphone o sensor upang mangolekta ng senyas ng tunog habang isinasagawa ang pagbubukas at pagsasara ng high-voltage circuit breaker.
Digitalisasyon ng senyas: I-convert ang analog na senyas ng tunog sa digital form para sa pagsusuri.
Pagsusuri ng senyas ng tunog: I-filter at alisin ang ingay sa senyas ng tunog upang mapabuti ang kalidad ng senyas.
Pagkuha ng katangian: Gamitin ang mga kasangkapan at algorithm sa audio signal processing upang i-extract ang mga nabanggit na katangian ng parameter, tulad ng spectral analysis, waveform analysis, atbp.
Pagsusuri ng datos: Suriin ang mga nakuha na katangian ng parameter upang matukoy ang anomaliya o problema sa performance ng senyas ng tunog.
Sa pamamagitan ng pagbabantay at pagsusuri sa mga senyas ng tunog, matutukoy ang mga nakatagong depekto sa high-voltage circuit breaker, tulad ng abnormal na tunog, mga mekanikal na problema, o iba pang hindi normal na operasyon. Nakakatulong ito upang maiwasan ang pagkabigo ng kagamitan at agaran ang mga hakbang sa maintenance upang matiyak ang reliability at kaligtasan ng high-voltage circuit breaker.
