Pagsusuri ng mga Paraan ng Pagtukoy sa Defect sa High-Voltage AC Circuit Breakers
1. Ano ang mga karakteristikong parametro ng waveform ng coil current sa mga mekanismo ng pag-operate ng high-voltage circuit breaker? Paano makuha 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 mekanismo ng pag-operate ng high-voltage circuit breaker maaaring kasama ang mga sumusunod:
Steady-state peak current: Ang pinakamataas na steady-state current value sa waveform ng electromagnet coil, na kumakatawan sa posisyon kung saan lumilipad at maikling panahon lamang nananatili ang core ng electromagnet sa limitado nitong posisyon.
Duration: Ang duration ng waveform ng electromagnet coil current, na karaniwang nasa sampu hanggang daan ng milliseconds.
Rise time bago mag-activate ang 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 nagsisimulang gumalaw ang armature plunger, tumatama sa trip mechanism, at nagpapadala nito sa limit position ng electromagnet armature.
Waveform shape: Ang kabuuang hugis ng waveform, tulad ng single pulse, multi-pulse, o periodic waveform.
Frequency: Kung periodic ang waveform, ang frequency nito ay isang mahalagang parameter.
Para makuha ang mga karakteristikong parametro na ito mula sa orihinal na trip coil current signal, ang mga sumusunod na hakbang ang kadalasang kailangan:
Sampling: Gumamit ng angkop na sampling equipment na may sapat na sampling rate upang patuloy na isample ang coil current at i-convert ang signal sa digital form.
Filtering: Ifilter ang sampled data upang alisin ang high-frequency noise para mas mabuting pag-identify ng mga feature ng waveform.
Peak detection: Hanapin ang pinakamataas na value mula sa filtered signal upang matukoy ang peak current.
Duration measurement: I-compute ang duration sa pamamagitan ng pag-detect ng oras kung saan nagsisimula at natatapos ang waveform mula zero current.
Rise time at fall time measurement: I-compute ang rise time at fall time sa pamamagitan ng pag-detect ng oras mula zero current hanggang peak current at mula peak current pabalik sa zero current, ayon sa pagkakasunod-sunod.
Shape analysis: Gamitin ang mathematical methods o waveform fitting techniques upang analisin ang waveform shape.
Frequency analysis: Kung periodic ang waveform, gamitin ang Fourier transform o autocorrelation function upang tantiyahin ang frequency.
Ang mga hakbang na ito kadalasang nangangailangan ng signal processing at data analysis tools (tulad ng MATLAB, Python's NumPy at SciPy libraries, etc.). Ang pagkuha ng mga karakteristikong parameter na ito ay nakakatulong sa pag-monitor at pag-analyze ng performance ng high-voltage circuit breaker operating mechanisms. Tandaan na kailangan ng angkop na safety measures kapag ina-handle ang high-voltage currents upang maiwasan ang accidental electric shock o iba pang mga panganib.
2. Ano ang mga algorithm na maaaring gamitin upang makuha ang mga karakteristikong parameter tulad ng peak at trough amplitudes at ang kanilang mga corresponding time points mula sa coil current waveforms? Paki-lista nang espesipiko.
Sagot: Upang makuha ang mga karakteristikong parameter tulad ng peak at trough amplitudes at ang kanilang mga corresponding time points mula sa coil current waveforms, maaaring gamitin ang iba't ibang signal processing at analysis algorithms. Ang waveform segmentation at segment-by-segment comparison ay maaaring gamitin upang makuha ang mga karakteristikong parameter. Ang mga sumusunod ay 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, kabilang ang maximum peaks at minimum troughs. Ang mga common na algorithm ay kinabibilangan ng 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 to negative o mula negative to positive, na karaniwang ginagamit kasabay ng peak at trough detection.
Fourier transform: Maaari itong convert ang coil current waveform sa frequency domain, i-extract ang peak at trough information sa frequency domain, at pagkatapos ay i-map back sa time domain sa pamamagitan ng inverse transformation upang makuha ang time information.
Integration at differentiation algorithms: Ang integration ay maaaring gamitin upang i-estimate ang waveform amplitude, samantalang ang differentiation ay maaaring gamitin upang i-estimate ang slope ng mga peak at trough, kaya't maaaring iminumungkahing ang kanilang mga time points.
Waveform fitting: Sa pamamagitan ng pag-fit ng mga waveform models tulad ng Gaussian models, S-curves, etc., upang i-estimate ang mga posisyon at amplitudes ng mga peak at trough. Ang pag-aadjust ng theoretical parameters ng electromagnets upang lumikha ng coil current waveforms na patuloy na lumapit sa actual measurement data, kaya't maaaring makuha ang mga waveform characteristic parameters ng actual coil currents mula sa theoretical parameters.
Windowed analysis: Ihahati ang waveform sa maliliit na windows at i-extract ang mga karakteristikong parameter sa loob ng bawat window upang makuha ang mga pagbabago sa mga peak at trough.
Derivative-based methods: I-compute ang derivative ng waveform upang makahanap ng mga 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 partikular na aplikasyon. Sa praktikal na aplikasyon, karaniwang pinagsasama ang domain knowledge at mga tool para sa data analysis upang tiyakin ang wastong pagkuha ng mga parameter na may karakter sa coil current waveforms.
3. Ano ang mga parameter na may karakter ang vibration acceleration signal ng high-voltage circuit breaker operating mechanisms sa panahon ng pagbubukas at pagsasara? Paano mailalabas ang mga parameter na may karakter na ito mula sa naimumitong mechanical vibration signals ng high-voltage circuit breakers?
Sagot: Ang vibration acceleration signal ng high-voltage circuit breaker operating mechanisms sa panahon ng pagbubukas at pagsasara ay maaaring maglaman ng maraming parameter na may karakter na nagbibigay ng mahalagang impormasyon tungkol sa performance at kondisyon ng mekanismo. Ang mga sumusunod ay ilan sa mga posible na parameter na may karakter at mga pamamaraan kung paano ilalabas ang mga ito:
Pakikipaglaban sa pagtaas: Ang pinakamataas na halaga ng pagtaas sa vibration signal, karaniwang inilalarawan sa yunit ng g (gravity acceleration).
Tagal: Ang tagal ng pangyayari ng vibration, karaniwang sa milisegundo o segundo.
Mga komponente ng frequency: Sa pamamagitan ng Fourier transform o fast Fourier transform (FFT) at iba pang mga pamamaraan sa spectral analysis, maaaring ilabas ang mga komponente ng frequency sa vibration signal upang matukoy ang pagkakaroon ng anumang mga komponente ng frequency.
Lakas ng vibration: Ang lakas ng vibration signal, na maaaring ipahayag bilang ang layo mula sa peak hanggang zero.
Peak-to-peak value: Ang amplitude ng vibration sa isang buong siklo sa vibration signal, karaniwang ginagamit para matukoy ang mga periodic vibrations.
Bilang ng mga pulso: Para sa multi-pulse vibrations, maaaring makalkula ang bilang ng mga pulso sa loob ng isang partikular na panahon.
Hugis ng waveform ng pagtaas: Ang waveform ng vibration signal ay maaaring gamitin upang analisin ang simula, wakas, at tagal ng vibration.
Mga komponente ng mataas na frequency: Tuklasin ang mga komponente ng mataas na frequency ng vibration, na maaaring ipahiwatig ang hindi pagkakasundo o pinsala sa mekanismo.
Upang ilabas ang mga parameter na may karakter na ito, karaniwang kinakailangan ang mga sumusunod na hakbang:
Pagkuha ng vibration signal: Gamitin ang angkop na sensor (tulad ng accelerometers) upang kumolekta ng mga vibration signal mula sa operating mechanism ng high-voltage circuit breaker.
Digitization ng signal: I-convert ang analog vibration signal sa digital form para sa susunod na analisis.
Pagsisilbi at pagsisira: Isilbi at isira ang vibration signal upang alisin ang noise at mapabuti ang kalidad ng signal.
Pagkuha ng feature: Gumamit ng mga tool para sa signal processing (tulad ng FFT) at mga pamamaraan sa vibration analysis upang ilabas ang mga nabanggit na parameter na may karakter. Ang mga vibration signal ay inu-transform gamit ang Fourier transform; ang mga signal ng iba't ibang frequency ay idinadagdag sa iba't ibang oras upang lumikha ng mga acceleration vibration waveforms na malapit sa aktwal na vibration curve, nakukuha ang mga parameter na may karakter ng aktwal na data mula sa teoretikal na data.
Analisis ng data: Analisin ang nakuha na mga parameter na may karakter upang matukoy ang mga isyu sa performance o abnormalidad sa mekanismo.
Ang analisis ng mga parameter na may karakter na ito ay maaaring gamitin upang bantayan ang kalagayan ng health ng high-voltage circuit breakers, matukoy ang potensyal na mga pagkasira, at gumawa ng mga hakbang sa maintenance upang tiyakin ang maayos na pag-operate nito. Ang vibration monitoring ay karaniwang isang mahalagang gawain sa engineering na maaaring mapabuti ang reliabilidad at haba ng buhay ng mga equipment.
4. Ano ang mga algoritmo na maaaring gamitin upang ilabas ang mga parameter na may karakter mula sa mechanical vibration acceleration signals sa panahon ng operasyon ng high-voltage circuit breaker?
Sagot: Kapag ilalabas ang mga parameter na may karakter mula sa mechanical vibration acceleration signals sa panahon ng operasyon ng high-voltage circuit breaker, maaaring gamitin ang iba't ibang mga algoritmo at pamamaraan para sa signal processing at analisis. Ang mga sumusunod ay ilan sa mga karaniwang ginagamit na algoritmo at mga pamamaraan:
Mga algoritmo para sa pag-detect ng peak: Ang mga algoritmo na ito ay maaaring detekto ang mga peak sa mga vibration signal, kasama ang pinakamataas na peak ng vibration acceleration. Ang mga karaniwang algoritmo ay kinabibilangan ng threshold method, sliding window method, gradient-based methods, atbp.
Spectral analysis: Ang Fourier transform o fast Fourier transform (FFT) ay maaaring gamitin upang i-convert ang vibration signal sa frequency domain at ilabas ang mga komponente ng frequency at impormasyon tungkol sa amplitude ng vibration.
Vibration energy: Estimahan ang vibration energy sa pamamagitan ng pag-integrate ng square ng vibration signal, kaya't nakukuha ang impormasyon tungkol sa kabuuang energy ng vibration.
Frequency ng vibration: Estimahan ang pangunahing mga komponente ng frequency ng vibration gamit ang spectral analysis o autocorrelation functions upang matukoy ang mga katangian ng frequency ng vibration.
Amplitude ng vibration: Quantify ang laki ng vibration sa pamamagitan ng pag-compute ng amplitude ng vibration signal.
Peak-to-peak value: Ang amplitude ng vibration sa isang buong siklo ng vibration signal, karaniwang ginagamit para matukoy ang mga periodic vibrations.
Bilang ng mga pulso: Para sa multi-pulse vibrations, maaaring makalkula ang bilang ng mga pulso sa loob ng isang partikular na panahon.
Hugis ng waveform ng vibration: Ang waveform ng vibration signal ay maaaring gamitin upang analisin ang simula, wakas, at tagal ng vibration.
Oras ng tuktok: Tanggingin ang punto ng oras kung saan nangyayari ang tuktok ng pag-alon upang matukoy ang petsa ng mga pangyayaring pag-alon.
Ang mga algoritmong ito ay maaaring gamitin nang hiwalay o sa kombinasyon, depende sa natura ng signal ng pag-alon at sa mga pangangailangan ng partikular na aplikasyon. Sa praktikal na aplikasyon, karaniwang pinagsasama ang kaalaman sa larangan at mga kasangkapan para sa analisis ng data upang masiguro ang wastong pagkuha ng mga parameter na may katangian mula sa mga signal ng pabilis ng pag-alon ng mekanikal na mataas na bolteheng circuit breaker, upang bantayan ang kakayahan at kalusugan ng mga kagamitan.
5. Paano kukunin ang tuktok at oras ng tuktok ng mga signal ng enerhiya ng pag-alon?
Sagot: Upang makuhang ang tuktok at oras ng tuktok ng mga signal ng enerhiya ng pag-alon, maaaring gamitin ang mga pamamaraan sa pagproseso at analisis ng signal. Ang sumusunod ay isang pangkalahatang pamamaraan:
Pagkuha ng tuktok ng mga signal ng enerhiya ng pag-alon:
a. Pagpapahina ng signal ng enerhiya ng pag-alon: Ipaglabas ang average filtering o iba pang mga pamamaraan sa pagpapahina upang bawasan ang ingay sa signal, nagpapadali ito sa pagtukoy ng mga tuktok.
b. Hanapin ang mga tuktok: Gumanap ng pagtukoy ng tuktok sa napapahinang signal, karaniwang sa pamamagitan ng mga sumusunod na hakbang:
c. I-record ang mga amplitude ng tuktok: Tukuyin ang lakas ng signal ng enerhiya ng pag-alon sa bawat punto ng tuktok.
Kalkulahin ang unang derivative o difference ng signal upang makahanap ng mga extreme points sa signal (mga puntos kung saan ang gradient ay naging zero).
Gumamit ng mga threshold o iba pang kondisyon upang ilista ang mga tuktok, hindi kasama ang maliliit na pagbabago.
Pagkuha ng oras ng tuktok:
-
I-record ang mga oras ng tuktok: Para sa bawat natuklasang punto ng tuktok, i-record ang posisyon nito sa timeline, i.e., ang oras ng tuktok.
Gumamit ng impormasyon tungkol sa oras: Ang impormasyon tungkol sa oras ng mga tuktok ay maaaring gamitin upang ipakita ang oras ng bawat tuktok, karaniwang sa milliseconds o seconds.
Tandaan na ang mga partikular na pamamaraan sa pagkuha ng mga tuktok at oras ng tuktok maaaring magbago depende sa mga katangian ng signal. Bukod dito, ang antas ng pagpapahina ng signal at antas ng ingay ay maaari ring makaapekto sa pagtukoy ng tuktok. Maaaring gamitin ang mga kasangkapan para sa pagproseso ng signal tulad ng NumPy at SciPy libraries sa Python, pati na rin ang mga algoritmo para sa pagtukoy ng tuktok tulad ng threshold method, gradient method, o sliding window method upang gawin ang mga susunod na hakbang. Sa praktikal na aplikasyon, maaaring kailanganing i-adjust ang mga parameter ng algoritmo upang mapagkasya sa partikular na mga pangangailangan ng signal ng pag-alon.
6. Ano ang mga parameter na may katangian ng signal ng tunog sa panahon ng pagbubukas at pagsasara ng mataas na bolteheng circuit breaker? Paano kukunin ang mga parameter na ito upang mai-analisa at ma-diagnose ang mga latente na kapansanan sa mataas na bolteheng circuit breaker?
Sagot: Ang signal ng tunog sa panahon ng pagbubukas at pagsasara ng mataas na bolteheng circuit breaker maaaring maglaman ng ilang mga parameter na may katangian na ginagamit upang mailarawan at ma-diagnose ang kakayahan at kalusugan ng mga kagamitan. Ang sumusunod ay ang ilang posible na mga parameter ng signal ng tunog at mga pamamaraan upang makuhang ang mga ito:
Lakas ng tunog: Ang lakas o volume ng signal ng tunog, karaniwang inilalarawan sa decibels (dB).
Frequency ng tunog: Ang mga komponenteng frequency ng signal ng tunog, ginagamit upang mailarawan ang tono o range ng frequency ng tunog.
Tagal ng tunog: Ang tagal ng pangyayaring tunog, karaniwang sa milliseconds o seconds.
Waveform ng tunog: Ang waveform ng signal ng tunog, ginagamit upang mailarawan ang simula, wakas, at tagal ng tunog.
Spectrogram ng tunog: Isang graph ng spectral analysis ng signal ng tunog, ginagamit upang mailarawan ang pag-occur at pagbabago ng mga komponenteng frequency.
Bilang ng mga pulso: Para sa maramihang mga pulso ng tunog, maaaring kalkulahin ang bilang ng mga pulso sa loob ng partikular na petsa.
Mga katangian ng tunog: Gumamit ng mga kasangkapan para sa analisis ng tunog upang makuhang ang mga katangian ng audio signal, tulad ng enerhiya, spectral average, tuktok, atbp.
Upang makuhang ang mga parameter na may katangian, maaaring gawin ang mga sumusunod na hakbang:
Paggamit ng signal ng tunog: Gumamit ng angkop na mga mikropono o sensors upang makolekta ang mga signal ng tunog sa panahon ng pagbubukas at pagsasara ng mataas na bolteheng circuit breaker.
Digitization ng signal: I-convert ang analog signal ng tunog sa digital form para sa analisis.
Proseso ng signal ng tunog: I-filter at i-denoise ang signal ng tunog upang alisin ang ingay at mapabuti ang kalidad ng signal.
Pagkuha ng mga katangian: Gumamit ng mga kasangkapan at algoritmo para sa pagproseso ng audio signal upang makuhang ang mga nabanggit na parameter na may katangian, tulad ng spectral analysis, waveform analysis, atbp.
Analisis ng data: Analisunin ang mga nakuhang parameter na may katangian upang mailarawan ang mga abnormalidad o mga isyu sa kakayahan sa signal ng tunog.
Sa pamamagitan ng pagbantay at pag-analisa ng mga signal ng tunog, maaaring mailarawan ang mga latente na kapansanan sa mataas na bolteheng circuit breaker, tulad ng mga abnormal na tunog, mga problema sa mekanikal, o iba pang mga abnormal na operasyon. Tumatulong ito upang maiwasan ang mga pagkasira ng kagamitan at gumawa ng mga hakbang para sa pag-maintain upang matiyak ang reliabilidad at seguridad ng mataas na bolteheng circuit breaker.
