Pregled metoda dijagnostike grešaka visokonaponskih AC prekidača

1. Koji su karakteristični parametri talasa struje u cjevima mehanizama za upravljanje visokonaponskim prekidačima? Kako se ovi karakteristični parametri mogu izvući iz originalnog signala struje u cijevi za isključivanje?

Odgovor: Karakteristični parametri talasa struje u cjevima mehanizama za upravljanje visokonaponskim prekidačima mogu uključivati sljedeće:

• Stalna vrhunsko struja: Maksimalna vrijednost stalne struje u valovom obliku cijevi elektromagneta, koja predstavlja položaj gdje se jezgra elektromagneta pomakla i privremeno zadržala na svojoj granici.

• Trajanje: Trajanje valovog oblika struje u cijevi elektromagneta, obično u rasponu od desetak do stotinjak milisekundi.

• Vrijeme uspona prije aktivacije jezgre: Vrijeme potrebno da se valovni oblik struje podigne s nule do prvog vrhunskog strujnog toka.

• Vrijeme padanja: Vrijeme potrebno da se valovni oblik struje spusti s prvog vrhunskog strujnog toka natrag na drugu dolinu. Ovo odgovara vremenu kada se plunger armature počne pokretati, udari mehanizam za isključivanje i pogoni ga do granice armature elektromagneta.

• Oblik valova: Ukupan oblik valova, poput jednog impulsa, višestrukih impulsa ili periodičnog vala.

• Frekvencija: Ako je val periodičan, njegova frekvencija je važan parametar.

Za izvlačenje ovih karakterističnih parametara iz originalnog signala struje u cijevi za isključivanje, obično su potrebni sljedeći koraci:

• Uzorkovanje: Koristite odgovarajuće opreme za uzorkovanje s dovoljnom stopom uzorkovanja kako biste kontinuirano uzorkovali struju u cijevi i pretvorili signal u digitalnu formu.

• Filtriranje: Filtrirajte uzorkovane podatke kako biste uklonili visokofrekventni šum za bolje prepoznavanje značajki valova.

• Detekcija vrhuna: Pronađite maksimalnu vrijednost iz filtriranog signala kako biste odredili vrhunsku struju.

• Mjerenje trajanja: Izračunajte trajanje detektiranjem vremenskih točaka gdje valovni oblik počinje i završava s nul-strujom.

• Mjerenje vremena uspona i padanja: Izračunajte vrijeme uspona i padanja detektiranjem vremenskih točaka od nul-struje do vrhunske struje i od vrhunske struje natrag do nul-struje, redom.

• Analiza oblika: Koristite matematičke metode ili tehnike prilagođavanja valova kako biste analizirali oblik valova.

• Analiza frekvencije: Ako je val periodičan, koristite Fourierovu transformaciju ili funkciju autokorelacije kako biste procijenili frekvenciju.

Ovi koraci obično zahtijevaju alate za obradu signala i analizu podataka (poput MATLAB-a, Pythonove biblioteke NumPy i SciPy itd.). Izbavljanje ovih karakterističnih parametara pomaže u praćenju i analizi performansi mehanizama za upravljanje visokonaponskim prekidačima. Napomena: Pri rukovanju visokonaponskom strujom nužno je poduzeti odgovarajuće sigurnosne mjere kako bi se spriječili slučajni električni udari ili druge opasnosti.

2. Koje algoritme se mogu koristiti za izvlačenje karakterističnih parametara, poput amplituda vrhuna i dolina i njihovih odgovarajućih vremenskih točaka iz valovnih oblika struje u cijevi? Navedite ih specifično.

Odgovor: Za izvlačenje karakterističnih parametara, poput amplituda vrhuna i dolina i njihovih odgovarajućih vremenskih točaka iz valovnih oblika struje u cijevi, mogu se koristiti različiti algoritmi i metode obrade i analize signala. Segmentacija valova i usporedba segment po segment može se koristiti za dobivanje karakterističnih parametara. Eto nekoliko često korištenih algoritama i metoda:

• Algoritmi detekcije vrhuna: Ovi algoritmi mogu detektirati vrhune u valovima, uključujući maksimalne vrhune i minimalne doline. Uobičajeni algoritmi uključuju metod praga, klizni prozorski metod, metode temeljene na gradijentu itd.

• Algoritmi detekcije nultočaka: Ovi algoritmi mogu detektirati prelaze u valovima od pozitivnog na negativni ili od negativnog na pozitivni, obično se koriste zajedno s detekcijom vrhuna i dolina.

• Fourierova transformacija: Može pretvoriti valovni oblik struje u cijevi u frekventni domen, izvući informacije o vrhunima i dolinama u frekventnom domenu, a zatim ih mapirati natrag u vremenski domen putem inverzne transformacije kako bi se dobile vremenske informacije.

• Integracijski i diferencijalni algoritmi: Integracija se može koristiti za procjenu amplituda valova, dok se diferencijacija može koristiti za procjenu nagiba vrhuna i dolina, time infirirajući njihove vremenske točke.

• Prilagođavanje valova: Prilagođavanjem modela valova, poput Gaussovih modela, S-krivulja itd., može se procijeniti položaji i amplitude vrhuna i dolina. Podešavanjem teorijskih parametara elektromagneta generiraju se valovi struje u cijevi koji se neprestano približavaju stvarnim mjernim podacima, stoga se iz teorijskih parametara dobivaju karakteristični parametri stvarnih valova struje u cijevi.

• Analiza u prozoru: Segmentirajte valove u male prozore i izvucite karakteristične parametre unutar svakog prozora kako biste uhvatili promjene u vrhunima i dolinama.

• Metode temeljene na derivaciji: Izračunajte derivaciju valovnog oblika kako biste pronašli položaje vrhuna i dolina; točke gdje derivacija postane nula su ekstremi.

Ti algoritmi se mogu koristiti pojedinačno ili u kombinaciji, s odabirom specifičnog algoritma koji ovisi o prirodi talasa i zahtjevima specifične aplikacije. U praktičnim primjenama, domensko znanje i alati za analizu podataka obično se kombiniraju kako bi se osiguralo točno izvlačenje karakterističnih parametara iz talasa struje cewka.

3. Koji su karakteristični parametri signala akceleracije vibracije mehanizama operativnih sklopova visokonaponskih prekidača tijekom otvaranja i zatvaranja? Kako izvući te karakteristične parametre iz mjerene mehaničke vibracije visokonaponskih prekidača?

Odgovor: Signal akceleracije vibracije mehanizama operativnih sklopova visokonaponskih prekidača tijekom otvaranja i zatvaranja može sadržavati mnogo karakterističnih parametara koji pružaju važne informacije o performansama i stanju mehanizma. Eto nekih mogućih karakterističnih parametara i metoda njihovog izvlačenja:

• Pik akceleracije: Maksimalna vrijednost akceleracije u signalu vibracije, obično izražena u jedinicama g (gravitacijska akceleracija).

• Trajanje: Trajanje događaja vibracije, obično u milisekundama ili sekundama.

• Komponente frekvencije: Putem Fourierove transformacije ili brze Fourierove transformacije (FFT) i drugih metoda spektralne analize, komponente frekvencije u signalu vibracije mogu se izvući kako bi se identificirale bilo kakve komponente frekvencije.

• Amplituda vibracije: Amplituda signala vibracije, koja se može izraziti kao udaljenost od pika do nule.

• Vrijednost pik-do-pik: Amplituda vibracije u potpunom ciklusu signala vibracije, obično se koristi za identifikaciju periodične vibracije.

• Broj impulsa: Za višestruhu vibraciju, broj impulsa unutar određenog vremenskog perioda može se izračunati.

• Oblik talasa akceleracije: Talas signala vibracije može se koristiti za analizu početka, kraja i trajanja vibracije.

• Visokofrekventne komponente: Identificiranje visokofrekventnih komponenata vibracije, koje mogu upućivati na nestabilnost ili oštećenje mehanizma.

Za izvlačenje ovih karakterističnih parametara, obično su potrebni sljedeći koraci:

• Akvizicija signala vibracije: Koristite odgovarajuće senzore (poput akcelerometara) za prikupljanje signala vibracije s operativnog mehanizma visokonaponskog prekidača.

• Digitalizacija signala: Pretvorite analogne signale vibracije u digitalnu formu za nadaljnju analizu.

• Filtriranje i uklanjanje šuma: Filtrirajte i uklonite šum iz signala vibracije kako biste poboljšali kvalitetu signala.

• Izvlačenje značajki: Koristite alate za obradu signala (poput FFT) i metode analize vibracije kako biste izvukli gore navedene karakteristične parametre. Signali vibracije se pretvaraju putem Fourierove transformacije; signali različitih frekvencija se preklapaju u različitim vremenima kako bi generirali talase akceleracije vibracije koji aproksimiraju stvarni talas vibracije, dobivajući karakteristične parametre stvarnih podataka iz teorijskih podataka.

• Analiza podataka: Analizirajte izvučene karakteristične parametre kako biste identificirali probleme s performansama ili nepravilnosti u mehanizmu.

Analiza ovih karakterističnih parametara može se koristiti za praćenje zdravstvenog stanja visokonaponskih prekidača, identifikaciju potencijalnih propusta i poduzimanje održavnih mjera kako bi se osiguralo njihovo ispravno funkcioniranje. Praćenje vibracije obično je važna zadaća u inženjerstvu koja može poboljšati pouzdanost i životni vijek opreme.

4. Koji algoritmi se mogu koristiti za izvlačenje karakterističnih parametara iz signala akceleracije mehaničke vibracije tijekom rada visokonaponskih prekidača?

Odgovor: Pri izvlačenju karakterističnih parametara iz signala akceleracije mehaničke vibracije tijekom rada visokonaponskih prekidača, mogu se koristiti razni algoritmi i metode obrade i analize signala. Eto nekih često korištenih algoritama i metoda:

• Algoritmi za detekciju pikova: Ovi algoritmi mogu detektirati pike u signalima vibracije, uključujući maksimalne pike akceleracije vibracije. Zajednički algoritmi uključuju metodu pragova, metodu kliznog prozora, metode temeljene na gradijentu itd.

• Spektralna analiza: Fourierova transformacija ili brza Fourierova transformacija (FFT) mogu se koristiti za pretvaranje signala vibracije u domenu frekvencije i izvlačenje komponenata frekvencije i informacija o amplitudi vibracije.

• Energija vibracije: Procijenite energiju vibracije integriranjem kvadrata signala vibracije, time dobivate informacije o ukupnoj energiji vibracije.

• Frekvencija vibracije: Procijenite glavne komponente frekvencije vibracije koristeći spektralnu analizu ili funkcije autokorelacije kako biste identificirali karakteristike frekvencije vibracije.

• Amplituda vibracije: Kvantificirajte veličinu vibracije izračunavanjem amplitude signala vibracije.

• Vrijednost pik-do-pik: Amplituda vibracije u potpunom ciklusu vibracije u signalu vibracije, obično se koristi za identifikaciju periodične vibracije.

• Broj impulsa: Za višestruhu vibraciju, broj impulsa unutar određenog vremenskog perioda može se izračunati.

• Oblik talasa vibracije: Talas signala vibracije može se koristiti za analizu početka, kraja i trajanja vibracije.

Vršni vremenski trenutak: Procijenite točku u vremenu kada se događa vrh vibracije kako biste identificirali vrijeme događaja vibracije.

Ovi algoritmi mogu se koristiti pojedinačno ili u kombinaciji, a specifičan izbor ovisi o prirodi signala vibracije i zahtjevima specifične aplikacije. U praktičnim primjenama, znanje domene i alati za analizu podataka obično se kombiniraju kako bi se osiguralo točno izdvajanje karakterističnih parametara iz signala ubrzanja mehaničke vibracije visokonaponskih prekidača, radi nadzora performansi i stanja zdravlja opreme.

5. Kako izdvojiti vrh i vršni vremenski trenutak signala energije vibracije?

Odgovor: Za izdvajanje vrha i vršnog vremenskog trenutka signala energije vibracije, možete koristiti metode obrade i analize signala. Evo općeg pristupa:

• Izdvojite vrh signala energije vibracije:

• a. Izgladite signal energije vibracije: Primijenite filtriranje srednjim ili druge metode izglađivanja kako biste smanjili šum u signalu, čime će biti lakše otkriti vrhove.

• b. Pronađite točke vrha: Izvršite detekciju vrha na izgladenom signalu, obično putem sljedećih koraka:

• c. Zapamtite amplitudu vrha: Odredite amplitudu signala energije vibracije na svakoj točki vrha.

• Izračunajte prvu derivaciju ili razliku signala kako biste pronašli ekstremne točke u signalu (točke gdje se gradijent postavlja na nulu).

• Koristite pragove ili druge uvjete za filtriranje točaka vrha, isključujući male fluktuacije.

• Izdvojite vršni vremenski trenutak:

• • Zapamtite trenutke vrha: Za svaku otkrivenu točku vrha, zapamtite njenu poziciju na vremenskoj osi, tj. vremenski trenutak vrha.

  • Koristite vremenske informacije: Vremenske informacije o trenutcima vrha mogu se koristiti za predstavljanje vremena pojavljivanja svakog vrha, obično u milisekundama ili sekundama.

Imajte na umu da specifične metode za izdvajanje vrha i vršnog vremenskog trenutka mogu varirati ovisno o karakteristikama signala. Također, stupanj izglađivanja signala i razine šuma također utječu na detekciju vrha. Možete koristiti alate za obradu signala kao što su NumPy i SciPy biblioteke u Pythonu, kao i algoritme za detekciju vrha poput metode praga, metode gradijenta ili metode kliznog prozora kako biste izvršili ove korake. U praktičnim primjenama, možda ćete morati prilagoditi parametre algoritma kako biste se prilagodili specifičnim zahtjevima signala vibracije.

6. Koje karakteristične parametre ima zvučni signal tijekom otvaranja i zatvaranja visokonaponskih prekidača? Kako izdvojiti ove parametre kako bi se analizirale i dijagnosticirale skrivene defekte u visokonaponskim prekidačima?

Odgovor: Zvučni signal tijekom otvaranja i zatvaranja visokonaponskih prekidača može sadržavati neke karakteristične parametre koji se koriste za analizu i dijagnozu performansi i stanja zdravlja opreme. Evo nekih mogućih karakterističnih parametara zvučnog signala i metoda za njihovo izdvajanje:

• Amplituda zvuka: Amplituda ili glasnoća zvučnog signala, obično izražena u decibelima (dB).

• Frekvencija zvuka: Frekvencijski komponenti zvučnog signala, koriste se za identifikaciju tona ili frekvencijskog raspona zvuka.

• Trajanje zvuka: Trajanje zvučnog događaja, obično u milisekundama ili sekundama.

• Valna forma zvuka: Valna forma zvučnog signala, koristi se za analizu početka, kraja i trajanja zvuka.

• Spektrogram zvuka: Spektralna analiza grafa zvučnog signala, koristi se za identifikaciju pojavljivanja i promjena frekvencijskih komponenti.

• Broj impulsa: Za više zvučnih impulsa, može se izračunati broj impulsa unutar određenog vremenskog perioda.

• Zvučni značajki: Koristite alate za analizu zvuka kako biste izdvojili zvučne značajke, poput energije, spektralnog prosjeka, vrha itd., zvučnih signala.

Za izdvajanje ovih karakterističnih parametara, može se izvršiti sljedeće:

• Prikupljanje zvučnog signala: Koristite odgovarajuće mikrofone ili senzore za prikupljanje zvučnih signala tijekom otvaranja i zatvaranja visokonaponskih prekidača.

• Digitalizacija signala: Pretvorite analogni zvučni signal u digitalnu formu za analizu.

• Obrada zvučnog signala: Filtrirajte i smanjite šum zvučnog signala kako biste eliminirali šum i poboljšali kvalitetu signala.

• Izdvojite značajke: Koristite alate i algoritme za obradu zvučnih signala kako biste izdvojili gore navedene karakteristične parametre, poput spektralne analize, analize valne forme itd.

• Analiza podataka: Analizirajte izdvojene karakteristične parametre kako biste identificirali nepravilnosti ili probleme s performansama u zvučnom signalu.

Nadzorom i analizom zvučnih signala mogu se identificirati skrivene defekte u visokonaponskim prekidačima, poput neobičnih zvukova, mehaničkih problema ili drugih neobičnih operacija. To pomaže u sprečavanju propusta opreme i poduzimanju održavnih mjera kako bi se osigurala pouzdanost i sigurnost visokonaponskih prekidača.