Tinjauan Metode Diagnosa Kerusakan untuk Pemutus Sirkuit AC Tegangan Tinggi

1. Apa parameter karakteristik dari bentuk gelombang arus kumparan dalam mekanisme operasi pemutus sirkuit tegangan tinggi? Bagaimana cara mengekstrak parameter karakteristik ini dari sinyal arus kumparan trip asli?

Jawaban: Parameter karakteristik dari bentuk gelombang arus kumparan dalam mekanisme operasi pemutus sirkuit tegangan tinggi mungkin termasuk yang berikut:

• Arus puncak keadaan tunak: Nilai arus keadaan tunak maksimum dalam bentuk gelombang kumparan elektromagnet, yang mewakili posisi di mana inti elektromagnet bergerak dan singkatnya berhenti pada posisi batasnya.

• Durasi: Durasi bentuk gelombang arus kumparan elektromagnet, biasanya berkisar dari belasan hingga ratusan milidetik.

• Waktu naik sebelum aktivasi inti: Waktu yang diperlukan untuk bentuk gelombang arus naik dari nol hingga puncak arus pertama.

• Waktu turun: Waktu yang diperlukan untuk bentuk gelombang arus turun dari puncak arus pertama kembali ke lembah kedua. Ini sesuai dengan waktu ketika plunger armatur mulai bergerak, menyerang mekanisme trip, dan menggerakkannya ke posisi batas armatur elektromagnet.

• Bentuk gelombang: Bentuk keseluruhan dari gelombang, seperti pulsa tunggal, multi-pulsa, atau gelombang periodik.

• Frekuensi: Jika gelombang bersifat periodik, frekuensinya merupakan parameter penting.

Untuk mengekstrak parameter karakteristik ini dari sinyal arus kumparan trip asli, langkah-langkah berikut biasanya diperlukan:

• Pengambilan sampel: Gunakan peralatan pengambilan sampel yang sesuai dengan laju pengambilan sampel yang cukup untuk mengambil sampel arus kumparan secara terus-menerus dan mengubah sinyal menjadi bentuk digital.

• Pemfilteran: Filter data sampel untuk menghilangkan noise frekuensi tinggi agar lebih mudah mengidentifikasi fitur gelombang.

• Deteksi puncak: Temukan nilai maksimum dari sinyal yang telah difilter untuk menentukan arus puncak.

• Pengukuran durasi: Hitung durasi dengan mendeteksi titik waktu di mana gelombang dimulai dan berakhir dari arus nol.

• Pengukuran waktu naik dan turun: Hitung waktu naik dan turun dengan mendeteksi titik waktu dari arus nol hingga puncak arus dan dari puncak arus kembali ke arus nol, masing-masing.

• Analisis bentuk: Gunakan metode matematika atau teknik fitting gelombang untuk menganalisis bentuk gelombang.

• Analisis frekuensi: Jika gelombang bersifat periodik, gunakan transformasi Fourier atau fungsi autokorelasi untuk memperkirakan frekuensi.

Langkah-langkah ini biasanya memerlukan alat pemrosesan sinyal dan analisis data (seperti MATLAB, library NumPy dan SciPy Python, dll.). Mengekstrak parameter karakteristik ini membantu memantau dan menganalisis kinerja mekanisme operasi pemutus sirkuit tegangan tinggi. Perhatikan bahwa tindakan keselamatan yang tepat harus diambil saat menangani arus tegangan tinggi untuk mencegah syok listrik atau bahaya lainnya.

2. Algoritma apa yang dapat digunakan untuk mengekstrak parameter karakteristik seperti amplitudo puncak dan lembah serta titik waktu yang sesuai dari bentuk gelombang arus kumparan? Silakan sebutkan secara spesifik.

Jawaban: Untuk mengekstrak parameter karakteristik seperti amplitudo puncak dan lembah serta titik waktu yang sesuai dari bentuk gelombang arus kumparan, berbagai algoritma pemrosesan dan analisis sinyal dapat digunakan. Segmentasi gelombang dan perbandingan segmen per segmen dapat digunakan untuk mendapatkan parameter karakteristik. Berikut adalah beberapa algoritma dan metode yang umum digunakan:

• Algoritma deteksi puncak: Algoritma ini dapat mendeteksi puncak dalam gelombang, termasuk puncak maksimum dan lembah minimum. Algoritma umum termasuk metode ambang batas, metode jendela geser, metode berbasis gradien, dll.

• Algoritma deteksi penyeberangan nol: Algoritma ini dapat mendeteksi transisi dalam gelombang dari positif ke negatif atau dari negatif ke positif, biasanya digunakan bersama dengan deteksi puncak dan lembah.

• Transformasi Fourier: Dapat mengubah bentuk gelombang arus kumparan ke domain frekuensi, mengekstrak informasi puncak dan lembah di domain frekuensi, dan kemudian memetapkannya kembali ke domain waktu melalui transformasi invers untuk mendapatkan informasi waktu.

• Algoritma integrasi dan diferensiasi: Integrasi dapat digunakan untuk memperkirakan amplitudo gelombang, sementara diferensiasi dapat digunakan untuk memperkirakan kemiringan puncak dan lembah, sehingga dapat menyimpulkan titik waktunya.

• Fitting gelombang: Dengan memfitting model gelombang seperti model Gaussian, kurva S, dll., untuk memperkirakan posisi dan amplitudo puncak dan lembah. Menyesuaikan parameter teoretis elektromagnet untuk menghasilkan bentuk gelombang arus kumparan yang terus mendekati data pengukuran aktual, sehingga mendapatkan parameter karakteristik gelombang arus kumparan aktual dari parameter teoretis.

• Analisis berbasis jendela: Memsegmentasi gelombang menjadi jendela-jendela kecil dan mengekstrak parameter karakteristik dalam setiap jendela untuk menangkap perubahan puncak dan lembah.

• Metode berbasis turunan: Menghitung turunan gelombang untuk menemukan posisi puncak dan lembah; titik di mana turunan menjadi nol adalah titik ekstrem.

Algoritma ini dapat digunakan secara individual atau dalam kombinasi, dengan pilihan spesifik tergantung pada sifat gelombang dan persyaratan aplikasi khusus. Dalam aplikasi praktis, pengetahuan domain dan alat analisis data biasanya dikombinasikan untuk memastikan ekstraksi parameter karakteristik yang akurat dari gelombang arus kumparan.

3. Parameter karakteristik apa yang dimiliki sinyal percepatan getaran mekanisme operasi pemutus sirkuit tegangan tinggi selama operasi buka dan tutup? Bagaimana cara mengekstrak parameter karakteristik ini dari sinyal getaran mekanik yang diukur dari pemutus sirkuit tegangan tinggi?

Jawaban: Sinyal percepatan getaran mekanisme operasi pemutus sirkuit tegangan tinggi selama operasi buka dan tutup mungkin mengandung banyak parameter karakteristik yang memberikan informasi penting tentang kinerja dan kondisi mekanisme. Berikut adalah beberapa parameter karakteristik yang mungkin dan metode untuk mengekstraknya:

• Percepatan puncak: Nilai percepatan maksimum dalam sinyal getaran, biasanya dinyatakan dalam unit g (percepatan gravitasi).

• Durasi: Durasi peristiwa getaran, biasanya dalam milidetik atau detik.

• Komponen frekuensi: Melalui transformasi Fourier atau transformasi Fourier cepat (FFT) dan metode analisis spektral lainnya, komponen frekuensi dalam sinyal getaran dapat diekstrak untuk mengidentifikasi terjadinya komponen frekuensi tertentu.

• Amplitudo getaran: Amplitudo sinyal getaran, yang dapat dinyatakan sebagai jarak dari puncak ke nol.

• Nilai puncak-ke-puncak: Amplitudo getaran dari satu siklus lengkap dalam sinyal getaran, biasanya digunakan untuk mengidentifikasi getaran periodik.

• Jumlah pulsa: Untuk getaran multipulsa, jumlah pulsa dalam periode waktu tertentu dapat dihitung.

• Bentuk gelombang percepatan: Gelombang sinyal getaran dapat digunakan untuk menganalisis awal, akhir, dan durasi getaran.

• Komponen frekuensi tinggi: Mengidentifikasi komponen getaran frekuensi tinggi, yang mungkin menunjukkan ketidakstabilan atau kerusakan mekanisme.

Untuk mengekstrak parameter karakteristik ini, biasanya diperlukan langkah-langkah berikut:

• Pengambilan sinyal getaran: Gunakan sensor yang sesuai (seperti akselerometer) untuk mengumpulkan sinyal getaran dari mekanisme operasi pemutus sirkuit tegangan tinggi.

• Digitalisasi sinyal: Konversi sinyal getaran analog menjadi bentuk digital untuk analisis selanjutnya.

• Filtering dan pengurangan noise: Filter dan kurangi noise pada sinyal getaran untuk menghilangkan noise dan meningkatkan kualitas sinyal.

• Ekstraksi fitur: Gunakan alat pemrosesan sinyal (seperti FFT) dan metode analisis getaran untuk mengekstrak parameter karakteristik di atas. Sinyal getaran ditransformasikan menggunakan transformasi Fourier; sinyal dengan frekuensi berbeda tumpang tindih pada waktu yang berbeda untuk menghasilkan gelombang getaran percepatan yang mendekati kurva getaran sebenarnya, mendapatkan parameter karakteristik data aktual dari data teoretis.

• Analisis data: Analisis parameter karakteristik yang diekstrak untuk mengidentifikasi masalah kinerja atau anomali pada mekanisme.

Analisis parameter karakteristik ini dapat digunakan untuk memonitor status kesehatan pemutus sirkuit tegangan tinggi, mengidentifikasi potensi kegagalan, dan mengambil tindakan perawatan untuk memastikan operasinya yang tepat. Pemantauan getaran biasanya merupakan tugas penting dalam teknik yang dapat meningkatkan keandalan dan umur peralatan.

4. Algoritma apa yang dapat digunakan untuk mengekstrak parameter karakteristik dari sinyal percepatan getaran mekanik selama operasi pemutus sirkuit tegangan tinggi?

Jawaban: Ketika mengekstrak parameter karakteristik dari sinyal percepatan getaran mekanik selama operasi pemutus sirkuit tegangan tinggi, berbagai algoritma pemrosesan dan analisis sinyal dapat digunakan. Berikut adalah beberapa algoritma dan metode yang umum digunakan:

• Algoritma deteksi puncak: Algoritma ini dapat mendeteksi puncak dalam sinyal getaran, termasuk puncak percepatan getaran maksimum. Algoritma umum termasuk metode ambang batas, metode jendela geser, metode berbasis gradien, dll.

• Analisis spektral: Transformasi Fourier atau transformasi Fourier cepat (FFT) dapat digunakan untuk mengonversi sinyal getaran ke domain frekuensi dan mengekstrak komponen frekuensi dan informasi amplitudo getaran.

• Energi getaran: Perkirakan energi getaran dengan mengintegrasikan kuadrat sinyal getaran, sehingga mendapatkan informasi tentang energi total getaran.

• Frekuensi getaran: Perkirakan komponen frekuensi utama getaran menggunakan analisis spektral atau fungsi autokorelasi untuk mengidentifikasi karakteristik frekuensi getaran.

• Amplitudo getaran: Kuantifikasi ukuran getaran dengan menghitung amplitudo sinyal getaran.

• Nilai puncak-ke-puncak: Amplitudo getaran dari satu siklus getaran lengkap dalam sinyal getaran, biasanya digunakan untuk mengidentifikasi getaran periodik.

• Jumlah pulsa: Untuk getaran multipulsa, jumlah pulsa dalam periode waktu tertentu dapat dihitung.

• Bentuk gelombang getaran: Gelombang sinyal getaran dapat digunakan untuk menganalisis awal, akhir, dan durasi getaran.

Waktu puncak: Perkirakan titik waktu ketika puncak getaran terjadi untuk mengidentifikasi kapan peristiwa getaran terjadi.

Algoritma-algoritma ini dapat digunakan secara individual atau dalam kombinasi, dengan pilihan spesifik tergantung pada sifat sinyal getaran dan persyaratan aplikasi tertentu. Dalam aplikasi praktis, pengetahuan domain dan alat analisis data biasanya dikombinasikan untuk memastikan ekstraksi akurat parameter karakteristik dari sinyal akselerasi getaran mekanik pemutus sirkuit tegangan tinggi, untuk memonitor kinerja dan status kesehatan peralatan.

5. Bagaimana cara mengekstrak puncak dan waktu puncak sinyal energi getaran?

Jawaban: Untuk mengekstrak puncak dan waktu puncak sinyal energi getaran, Anda dapat menggunakan metode pemrosesan dan analisis sinyal. Berikut adalah metode umum:

• Ekstraksi puncak sinyal energi getaran:

• a. Haluskan sinyal energi getaran: Terapkan penyaringan rata-rata atau metode penghalusan lainnya untuk mengurangi noise dalam sinyal, sehingga lebih mudah mendeteksi puncak.

• b. Temukan titik puncak: Lakukan deteksi puncak pada sinyal yang telah dihaluskan, biasanya melalui langkah-langkah berikut:

• c. Rekam amplitudo puncak: Tentukan amplitudo sinyal energi getaran pada setiap titik puncak.

• Hitung turunan pertama atau perbedaan sinyal untuk menemukan titik ekstrem dalam sinyal (titik di mana gradien menjadi nol).

• Gunakan ambang batas atau kondisi lainnya untuk menyaring titik puncak, mengesampingkan fluktuasi kecil.

• Ekstraksi waktu puncak:

• • Rekam momen puncak: Untuk setiap titik puncak yang terdeteksi, rekam posisinya pada sumbu waktu, yaitu momen waktu puncak tersebut.

  • Gunakan informasi waktu: Informasi waktu momen puncak dapat digunakan untuk mewakili waktu terjadinya setiap puncak, biasanya dalam milidetik atau detik.

Perlu dicatat bahwa metode spesifik untuk mengekstrak puncak dan waktu puncak mungkin bervariasi tergantung pada karakteristik sinyal. Selain itu, derajat penghalusan sinyal dan tingkat noise juga akan mempengaruhi deteksi puncak. Anda dapat menggunakan alat pemrosesan sinyal seperti library NumPy dan SciPy dalam Python, serta algoritma deteksi puncak seperti metode ambang batas, metode gradien, atau metode jendela geser untuk melakukan langkah-langkah ini. Dalam aplikasi praktis, Anda mungkin perlu menyesuaikan parameter algoritma untuk menyesuaikan dengan persyaratan sinyal getaran tertentu.

6. Apa parameter karakteristik sinyal suara selama operasi pembukaan dan penutupan pemutus sirkuit tegangan tinggi? Bagaimana cara mengekstrak parameter ini untuk menganalisis dan mendiagnosis cacat laten dalam pemutus sirkuit tegangan tinggi?

Jawaban: Sinyal suara selama operasi pembukaan dan penutupan pemutus sirkuit tegangan tinggi mungkin mengandung beberapa parameter karakteristik yang digunakan untuk menganalisis dan mendiagnosis kinerja dan status kesehatan peralatan. Berikut adalah beberapa parameter karakteristik sinyal suara yang mungkin dan metode untuk mengekstraknya:

• Amplitudo suara: Amplitudo atau volume sinyal suara, biasanya dinyatakan dalam desibel (dB).

• Frekuensi suara: Komponen frekuensi sinyal suara, digunakan untuk mengidentifikasi nada atau rentang frekuensi suara.

• Durasi suara: Durasi peristiwa suara, biasanya dalam milidetik atau detik.

• Bentuk gelombang suara: Bentuk gelombang sinyal suara, digunakan untuk menganalisis awal, akhir, dan durasi suara.

• Spektrogram suara: Grafik analisis spektral sinyal suara, digunakan untuk mengidentifikasi terjadinya dan perubahan komponen frekuensi.

• Jumlah pulsa: Untuk beberapa pulsa suara, jumlah pulsa dalam periode waktu tertentu dapat dihitung.

• Fitur suara: Gunakan alat analisis suara untuk mengekstrak fitur suara, seperti energi, rata-rata spektral, puncak, dll., dari sinyal audio.

Untuk mengekstrak parameter karakteristik ini, langkah-langkah berikut dapat dilakukan:

• Pengambilan sinyal suara: Gunakan mikrofon atau sensor yang sesuai untuk mengumpulkan sinyal suara selama operasi pembukaan dan penutupan pemutus sirkuit tegangan tinggi.

• Digitalisasi sinyal: Konversikan sinyal suara analog menjadi bentuk digital untuk analisis.

• Pemrosesan sinyal suara: Filter dan denoise sinyal suara untuk menghilangkan noise dan meningkatkan kualitas sinyal.

• Ekstraksi fitur: Gunakan alat dan algoritma pemrosesan sinyal audio untuk mengekstrak parameter karakteristik di atas, seperti analisis spektral, analisis bentuk gelombang, dll.

• Analisis data: Analisis parameter karakteristik yang diekstrak untuk mengidentifikasi anomali atau masalah kinerja dalam sinyal suara.

Dengan memantau dan menganalisis sinyal suara, cacat laten dalam pemutus sirkuit tegangan tinggi dapat diidentifikasi, seperti suara abnormal, masalah mekanis, atau operasi abnormal lainnya. Ini membantu mencegah kegagalan peralatan dan mengambil tindakan perawatan untuk memastikan keandalan dan keselamatan pemutus sirkuit tegangan tinggi.