趙洋

(東莞理工學院 電子工程學院, 廣東 東莞 523808)

綜述

高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀與展望

趙洋

(東莞理工學院 電子工程學院, 廣東 東莞 523808)

介紹了高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測技術的基本內(nèi)容，闡述了現(xiàn)有各種在線監(jiān)測的具體方法，詳細分析了各種振動信號分析方法及其適用范圍，展望了高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測技術的發(fā)展趨勢。

高壓真空斷路器； 機械特性； 在線監(jiān)測； 信號分析

0 引言

高壓斷路器是指應用于電力系統(tǒng)中3 kV及以上的斷路器，是電力線路中重要的控制和保護電器。在系統(tǒng)正常運行時，可開斷、關合及承載運行線路的正常電流；當設備或線路發(fā)生故障時，能在規(guī)定時間內(nèi)快速切除過載或短路電流，保證無故障部分正常運行[1]。高壓斷路器運行的可靠性直接關系到整個電力系統(tǒng)的安全運行[2-3]。

高壓斷路器按照滅弧原理進行分類，有油斷路器、壓縮空氣斷路器、SF6斷路器、真空斷路器、磁吹斷路器等。目前應用最多的為真空斷路器和SF6斷路器[1]。

高壓真空斷路器的硬件主要包括真空滅弧室、操動機構、支架等。其中操動機構是保證高壓真空斷路器長期動作可靠性的重要部件。據(jù)CIGRE(國際大電網(wǎng)會議)先后多次對高壓斷路器故障類型的調(diào)查顯示，80%故障屬機械故障[3-4]。因而，對高壓真空斷路器機械特性進行在線監(jiān)測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行深入分析并對可能發(fā)生的故障進行預判，進而為實現(xiàn)高壓真空斷路器的狀態(tài)檢修提供數(shù)據(jù)支撐，具有重要的研究意義和應用價值。

高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測是指實時動態(tài)地監(jiān)測斷路器在實際帶電運行過程中的機械性能參數(shù)的變化信息，并對信息進行記錄的一種技術手段。為實現(xiàn)對斷路器的狀態(tài)檢修，還需要采取合理的方法對實時監(jiān)測的數(shù)據(jù)進行分析，從而對斷路器當前工作狀態(tài)做出準確判斷[5]?；诖吮尘?，本文對高壓真空斷路器在線監(jiān)測技術的實現(xiàn)進行了綜述，特別對基于振動信號的信號分析方法進行了詳細討論，最后對相關技術的發(fā)展方向進行了展望。

1 高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測的基本內(nèi)容

高壓真空斷路器是依靠其機械部件的正確動作來完成控制和保護功能的，因而保障每個機械組成部件的可靠性是保證斷路器整體工作可靠性的關鍵。為實現(xiàn)這一目的，一方面可以從系統(tǒng)構成的角度選擇可靠性高、機械壽命長的組件；另一方面可以采用先進的在線監(jiān)測和故障診斷技術實現(xiàn)對系統(tǒng)可靠性的準確判斷，并基于判斷結果對系統(tǒng)進行合理的狀態(tài)檢修[6]。從實際應用的角度而言，后者具有更重要的工程價值。

高壓真空斷路器在線監(jiān)測技術是實現(xiàn)設備狀態(tài)檢修的基礎。在線監(jiān)測的功能主要包括原始信號采集和信號特征提取。在此基礎上可以采用故障分類和估計算法進行故障診斷。因此，在線監(jiān)測是故障診斷的基礎，故障診斷是在線監(jiān)測的目的。

在原始信號采集方面，目前國內(nèi)外研究人員主要注意力集中于以下幾種類型的信號采集[7]：

(1) 采集監(jiān)測高壓真空斷路器分、合閘線圈電流的波形。

(2) 采集監(jiān)測高壓真空斷路器分、合閘操作時動觸頭的行程-時間特性曲線。

(3) 采集監(jiān)測高壓真空斷路器分、合閘操作時產(chǎn)生的振動信號。

在信號特征提取方面，由于所采集的斷路器原始信號本質(zhì)上都是時域內(nèi)的時間序列，因此，針對時間信號的處理方法大多可以應用到斷路器信號特征提取方面。比如，對原始時間信號進行時域、頻域分析，可以提取出具有明確物理意義的時間信息、頻率信息及時間與頻率的綜合信息等特征參量。實際應用中還通常將不同的數(shù)據(jù)分析方法相結合做出綜合分析結果[8]。

2 高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測的具體方法

2.1 分、合閘線圈電流監(jiān)測

高壓真空斷路器一般都以電磁鐵作為操作的第1級控制元件，操動機構中使用的絕大部分是直流電磁鐵。當線圈中通過電流時，動鐵芯受磁力吸引，使斷路器分閘或合閘。分、合閘線圈的電流波形可以描述斷路器的分、合閘時間、鐵芯行程和鐵芯卡滯等狀態(tài)信息，并作為診斷機械故障的依據(jù)之一[9]。電流信號監(jiān)測通常選用霍爾電流傳感器?；魻栯娏鱾鞲衅骶雀撸€性度好，動態(tài)性能和電氣性能也較好，而且體積小，易于現(xiàn)場安裝，不會對斷路器主系統(tǒng)的正常運行造成影響。

2.2 動觸頭行程-時間特性曲線監(jiān)測

高壓真空斷路器分、合閘動作時動觸頭的行程-時間特性是計算分、合閘速度的依據(jù)，也是表征其機械特性和分斷電路能力的重要參數(shù)。

為保證計算結果的準確性，對動觸頭行程-時間特性的測量，最重要的是動觸頭在各個時刻運動位置的檢測。其測量的基本要求是在不改動斷路器主體結構及帶電運行的條件下，既不能影響操動機構原有的機械特性和絕緣特性，又要真實地反映動觸頭行程隨時間的變化趨勢。此外，傳感器還要便于安裝，能適用于多種操動機構，即適應性要強。這就對檢測裝置的體積和質(zhì)量均提出了要求，并且傳感器還要求具備較高的靈敏度和線性度。

目前，監(jiān)測高壓真空斷路器行程-時間特性所采用的傳感器主要有以下幾種：

(1) 光電傳感器。常用的光電傳感器主要有增量式和絕對式光電編碼器、直線光柵尺等，并通過與測量電路相配合來實現(xiàn)測量。其原理主要是通過光電轉換將輸出軸上的機械位移量轉換成脈沖或數(shù)字量。其中，旋轉光電編碼器是由光柵盤和光電檢測裝置組成，適合監(jiān)測旋轉角度；光柵尺與光電編碼器檢測原理相似，主要應用于直線位移測量。

光電傳感器具有體積小、精度高、可靠性強等優(yōu)點，但是與之相配的測量電路較為復雜，該方案整體的成本也較高。

(2) 差動變壓器式位移傳感器。差動變壓器式位移傳感器是一種應用廣泛的感應式位移傳感器，其原邊有一個繞組，副邊由2個按差動方式聯(lián)接的繞組構成一個開口變壓器。變壓器開口處有一個可以在軸向自由移動的活動鐵芯，該鐵芯產(chǎn)生位移時改變了空間的磁場分布，從而改變了變壓器原邊和副邊之間的互感量，當供給原邊繞組一定頻率的交變電壓時，副邊繞組就產(chǎn)生相應的感應電動勢，隨著鐵芯運動位置的不同，副邊繞組產(chǎn)生的感應電動勢也不同，即將鐵芯的位移量轉化成電壓信號輸出。其電壓值與鐵芯位移量在一定范圍內(nèi)呈線性關系。

實際使用時，把差動變壓器的殼體與斷路器的靜止部件固定在一起，把和動鐵芯連接的測量桿與集斷路器的動觸頭為一體的絕緣拉桿相連接。當斷路器進行分、合閘操作時，通過絕緣拉桿的運動帶動傳感器的鐵芯相對于線圈進行運動，這樣就可以測得動觸頭的相對位移量。

差動變壓器式位移傳感器具有線性度好、測量精度高、抗干擾能力強等優(yōu)點，但是其體積相對較大，對于內(nèi)部空間結構比較緊湊的斷路器而言，此種類型的傳感器的安裝會有一定困難。

(3) 電阻式位移傳感器。電阻式位移傳感器的基本測量原理是通過測量流過電阻的電流或電阻兩端電壓的變化來判斷斷路器動觸頭的運動過程。電阻傳感器又有直線位移傳感器和角位移傳感器2種。其中，直線型位移傳感器屬直接測量，但其體積相對較大，有時會受到安裝空間和安裝位置的限制。角位移傳感器體積較小，安裝使用都較為方便。但是其測量屬于間接方式，需要測量主軸的角位移曲線，然后利用動觸頭的行程與主軸轉動角度之間的對應關系來間接獲得動觸頭的直線位移曲線[10]。

有文獻針對同時使用直線位移傳感器和角位移傳感器的測量結果進行對比發(fā)現(xiàn)，主軸角位移和動觸頭直線位移具有很好的對應關系，因此利用角位移傳感器也能獲得較高的測量精度[10]。電阻式位移傳感器具有精度高、壽命長和線性度好等優(yōu)點。特別對于角位移型傳感器，其體積較小，可有效克服安裝空間的限制。此外，與此種傳感器相配合的測量電路也較為簡單，方案綜合實現(xiàn)成本也較低。因此該測量方式具有更好的實用性。

2.3 振動信號的監(jiān)測

高壓真空斷路器的振動信號是一個信息非常豐富的載體，它蘊含大量的設備狀態(tài)信息。對振動信號時域和頻域的響應曲線進行分析，可揭示振動過程中的每個振動事件與斷路器主要機械構成部件間運動沖擊的對應關系。斷路器在正常分、合閘操作過程中，其各個振動事件出現(xiàn)的順序是不變的。因此，可以通過對振動信號進行特征提取，識別振動事件，從而為故障診斷提供數(shù)據(jù)支持。

振動信號一般通過加速度傳感器進行采集。常用的加速度傳感器主要有壓電式加速度傳感器和磁阻式加速度傳感器。

壓電式加速度傳感器的基本工作原理是利用壓電晶體的正壓電效應，即某些晶體(如人工極化陶瓷、壓電石英晶體等)在一定方向的外力作用下或承受變形時，它的晶體面或極化面上將有電荷產(chǎn)生。這種加速度傳感器在實際應用中受環(huán)境溫度和安裝場合的影響較大，故在斷路器振動信號檢測的應用中受到限制。

與壓電式加速度傳感器相比，磁阻式加速度傳感器的分辨率和靈敏度更高，頻率響應更寬，并且對環(huán)境的要求更低。磁阻式加速度傳感器的基本工作原理是當振動體在傳感器敏感的測量方向上振動時，傳感器的敏感元件產(chǎn)生相應的強制振動。振動產(chǎn)生的振動信號使磁敏元件產(chǎn)生電阻變化，導致輸出電壓產(chǎn)生相應的變化。經(jīng)采樣電路進行測量放大處理后，輸出與振動運動相似的(頻率和幅度大小)電壓變化信號。

3 振動信號的分析方法

由于斷路器在分、合閘操作過程中，其內(nèi)部激勵源的多樣性，振動信號的表現(xiàn)形式也相當復雜。因此，采用合理有效的技術手段對振動信號進行深入分析是一項重要的研究內(nèi)容。

有文獻指出，斷路器的振動信號主要具有以下特點[11]：

(1) 斷路器的分、合閘操作屬非周期性的一次動作，相應產(chǎn)生的振動過程持續(xù)時間很短，即振動加速度幅值很大，比較容易檢測到振動信號。

(2) 振動信號是一種非平穩(wěn)瞬變信號，采用何種方法并獲得可行的分析結果具有較大難度。

(3) 斷路器的振動是由其構件之間的碰撞沖擊或運動狀態(tài)突變引起的，在斷路器一次正常的分、合閘操作過程中，有一系列保持固定時序的運動構件的啟動、制動和撞擊來形成一個個沖擊。因此，正常狀態(tài)下斷路器的振動響應曲線是相似的。

基于斷路器振動信號的上述特點，目前對斷路器振動信號的分析主要是從時域和頻域2個方面來提取特征量。

3.1 振動信號的時域分析

振動信號時域分析是指在時間域內(nèi)提取振動信號的特征量。時域分析主要是對振動信號的時域波形特征進行提取，主要包括基本數(shù)字特征和概率分布特征兩方面。具體特征值主要有峰值、峰峰值、均值、均方值和方差等。

在實際應用中，由于時域信號特征量的分散度較大，且重復性也較差，故時域指標僅作為一種輔助的分析指標。

3.2 振動信號的頻域分析

振動信號的頻域分析主要是基于傅里葉變換將原始信號分解為有限或無限個頻譜分量來對振動信號的頻譜特性進行分析。但是傅里葉變化屬于一種全局的變換方法，它雖然能將信號的時域和頻域的特征聯(lián)系起來，但只能分別從時域和頻域進行觀察，而不能將兩者有機結合起來，這使得傅里葉分析方法主要適用于平穩(wěn)信號的分析，而對于非平穩(wěn)信號則不能充分描述。由于斷路器的機械振動信號屬典型帶有噪聲的非平穩(wěn)信號，所以，傅里葉分析的缺陷也限制了它在斷路器振動信號分析中的應用。

3.3 振動信號的時頻分析

由以上分析可知，單純使用時域或頻域分析方法都不能很好地提取振動信號的特征，故目前普遍采用時頻分析的方法來對振動信號進行分析。

3.3.1 短時傅里葉變換

短時傅里葉變換是一種用于分析非平穩(wěn)信號的時頻分析方法,也被稱為加窗傅里葉分析，其基本原理是把信號劃分成許多小的時間間隔，并假定在短的時間窗內(nèi)的非平穩(wěn)信號是平穩(wěn)(偽平穩(wěn))的，然后再對窗內(nèi)信號進行傅里葉變換。通過分析每一個時間窗內(nèi)存在的頻率，并將所有時間窗的分析結果進行匯總，即可獲知頻率在總體時間上的變化情況。因此，該分析方法同時提供了振動信號在時域和頻域的局部信息。

雖然短時傅里葉變換相對于傅里葉變換而言具有一定的局部分析能力，但是短時傅里葉變換使用的是一個固定的短時窗函數(shù)，而實際中振動信號的高頻信號一般持續(xù)時間很短，低頻信號持續(xù)時間較長。因此，采用短時傅里葉變換分析高壓真空斷路器振動信號的結果準確性較差。

3.3.2 小波分析

小波分析以不同的分辨率來觀察信號，將信號分解到不同的頻帶中，既可以看到信號的全貌，又可以分析信號的細節(jié)。它具有多分辨分析能力，即在低頻部分具有較高的頻率分辨率和較低的時間分辨率，而在高頻部分具有較高的時間分辨率和較低的頻率分辨率[8]，這使得它能有效地區(qū)分振動信號中的突變部分和噪聲。

以上優(yōu)點使得小波分析(包括由小波分析延伸出來的小波包分析[12])成為現(xiàn)今在斷路器振動信號分析領域中最常被采用的分析方法。但是小波分析的難點在于如何選擇母小波。采用不同的母小波分析出來的結果會有差異。如果母小波選擇不當，分析效果也會受到影響。實際應用中，需要綜合比較不同母小波對斷路器振動信號的分析結果來選定母小波的形式。

除以上幾種振動信號的分析方法外，還有學者提出功率譜分析方法[13]、信號能量包絡分析[12]、希爾伯特-黃變換等[14-15]方法，但目前多為理論研究，實際應用仍需進一步的深入研究和實踐檢驗。

4 高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)

除前述傳感器選型和信號分析技術之外，高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)的具體實現(xiàn)還需要其他硬件和軟件技術的支持。

4.1 基于嵌入式的下位機系統(tǒng)

如何實時準確地獲取斷路器在分、合閘操作過程中的電流、行程和振動信號是保證特征提取和故障分析結果準確性的前提和關鍵。目前，多采用基于嵌入式系統(tǒng)的解決方案實現(xiàn)原始數(shù)據(jù)的采集，主要包括DSP(數(shù)字信號處理器)和ARM等[7, 16-17]。其中，DSP除可完成數(shù)據(jù)采集功能外，還具備強大的信號分析處理能力，因此，可以將特征提取和故障診斷算法移植到下位機實現(xiàn)，這是目前比較受歡迎的一種解決方案。

4.2 虛擬儀器技術

虛擬儀器技術是現(xiàn)代測量技術、電子儀器技術及計算機技術相結合而產(chǎn)生的一種新的儀器形式，它通過應用程序?qū)⒂嬎銠C與儀器硬件結合起來。與傳統(tǒng)儀器相比，虛擬儀器在智能化程度、分析處理能力、性價比及更新速度等方面都具有不可比擬的優(yōu)勢?；谔摂M儀器技術實現(xiàn)斷路器機械特性的在線監(jiān)測也是一種比較流行的解決方案。

虛擬儀器由硬件和軟件2個部分組成。硬件部分主要實現(xiàn)信號采集功能，軟件部分是虛擬儀器的核心，用戶根據(jù)自己的需求來開發(fā)相應的軟件，主要完成數(shù)據(jù)分析和在線顯示等功能。目前，最常見的解決方案是利用嵌入式解決方案開發(fā)下位機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后通過虛擬儀器軟件開發(fā)上位機信號分析系統(tǒng)。其中，最常用的上位機開發(fā)軟件是LabVIEW。LabVIEW是一種圖形化編程語言，具有強大的數(shù)據(jù)分析和處理功能，且人機交互能力強，界面友好。此外，也可基于VB、VC等其他高級語言來進行開發(fā)。

4.3 網(wǎng)絡通信技術

隨著網(wǎng)絡通信技術在電氣控制領域中的不斷滲透及工業(yè)控制網(wǎng)絡的不斷發(fā)展，斷路器機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)也需要具有網(wǎng)絡通信功能。其中，基于現(xiàn)場總線技術、工業(yè)以太網(wǎng)技術[16]和無線通信技術的斷路器機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)的通信技術是當前研究的熱點。

現(xiàn)場總線是將現(xiàn)場控制單元和現(xiàn)場底層的數(shù)據(jù)采集單元互聯(lián)的實時控制通信網(wǎng)絡。現(xiàn)場總線標準較多，其中CAN總線因其具有成本低、總線利用率極高、數(shù)據(jù)傳輸距離長、實時性高和可靠性強的特點應用較多。一種應用于高壓真空斷路器在線監(jiān)測的典型解決方案是下位機由嵌入式系統(tǒng)開發(fā)，完成數(shù)據(jù)采集功能，然后通過CAN總線和上位機進行通信，實時向上位機傳輸數(shù)據(jù)，上位機對原始數(shù)據(jù)進行分析處理，并通過人機界面將分析結果顯示出來。隨著工業(yè)以太網(wǎng)技術的發(fā)展，其傳輸可靠性和傳輸速率高的特點也受到研究人員的重視，并已將其應用到斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)的設計中[16]。此外，無線通信技術也為斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)與其他設備的通信提供了一種解決方案。

4.4 電磁兼容技術

高壓真空斷路器在實際運行時，其附近的配電線會耦合進電力系統(tǒng)的電磁干擾。因此，高壓真空斷路器在線監(jiān)測下位機系統(tǒng)工作的電磁環(huán)境較為惡劣，為了其工作的可靠性和穩(wěn)定性，必須采用一些抗干擾措施，以具備較好的電磁兼容能力。目前，最常用的抗干擾措施主要有以下幾種。

(1) 電源濾波。利用電感、電容等儲能器件組成濾波器來對電源進行濾波，以抑制來自電源線的干擾。

(2) 接地。接地既是一種保護設備和人身安全的重要措施，即安全接地；也是一種抑制電磁干擾、提高設備工作可靠性的技術手段，即信號接地和屏蔽接地。其中，信號接地主要通過采用低阻抗的導線與基準導體相連，從而為各種電路提供具有共同參考電位的信號返回電路，使流經(jīng)該地線的各電路信號電流互不影響；屏蔽接地主要是為電纜、變壓器等屏蔽層提供接地，從而抑制電場和磁場的干擾。

(3) 屏蔽。屏蔽是利用屏蔽體(具有特定性能的各種導電、導磁材料)，以切斷通過空間的靜電耦合、感應耦合或交變電磁場耦合形成的電磁噪聲傳播途徑，阻止或衰減電磁干擾能量的傳輸。

在實際應用中，一般要結合使用以上幾種抗干擾技術，才能達到較好的效果。

5 結語

高壓真空斷路器作為一種控制和保護電器在電力系統(tǒng)中應用十分廣泛。其機械特性是影響工作可靠性的關鍵因素，因此，采用在線監(jiān)測技術對斷路器的機械特性進行實時監(jiān)測，并及時對潛在故障進行預判，對于實現(xiàn)斷路器的狀態(tài)檢修和提高其安全可靠性具有重要的意義。通過對現(xiàn)有高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測研究現(xiàn)狀的分析可知，雖然在系統(tǒng)實現(xiàn)和信號分析領域已經(jīng)存在一些積極有益的成果可借鑒，但仍有一些尚需深入研究的重點問題。

(1) 在線監(jiān)測系統(tǒng)通用性和集成性的提高。當前高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)的開發(fā)均需與高壓真空斷路器具體的類型相匹配，而實際應用中，高壓真空斷路器的電壓等級和工作原理差異較大，因而在系統(tǒng)實現(xiàn)時，如何使系統(tǒng)具有更好的通用性以適應不同類型斷路器的需要是一個需重點解決的問題。此外，在線監(jiān)測系統(tǒng)還需具備一定的可擴展能力和更高的集成性，以提升整個系統(tǒng)的性價比和技術優(yōu)勢。

(2) 故障診斷方法的深入研究。高壓真空斷路器是一個結構復雜的電氣設備，其分、合閘過程中產(chǎn)生的振動信號包含著斷路器內(nèi)部豐富的狀態(tài)信息，任何一個機械構件的狀態(tài)變化都會改變振動信號的信息內(nèi)容。當前國內(nèi)外相關研究人員針對振動信號的特征提取研究多處于實驗和仿真階段，尚需大量的數(shù)據(jù)和實踐進行驗證。因此，基于振動信號的高壓真空斷路器故障診斷仍是未來研究的重點問題。此外，借助智能優(yōu)化算法[18]、神經(jīng)網(wǎng)絡[19- 20]、支持向量機[21]、數(shù)據(jù)融合[22]等技術實現(xiàn)高壓真空斷路器故障診斷的智能化也將是未來發(fā)展的重要方向。

(3) 在線監(jiān)測系統(tǒng)產(chǎn)品化進程的加快。目前，高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)的下位機和上位機組合構成的綜合管理系統(tǒng)的解決方案、上位機和下位機的功能分割和實現(xiàn)技術已基本成熟，但是相關研究的產(chǎn)品化進程相對滯后。因此，在進一步完善系統(tǒng)功能的同時，制定相關產(chǎn)品標準和加快技術成果轉化對推廣和促進高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測與故障診斷技術的發(fā)展具有重要的現(xiàn)實意義。

[1] 徐國政.高壓斷路器原理和應用[M].北京:清華大學出版社,2000.

[2] 張衛(wèi)正,李永麗,姚創(chuàng).基于最小二乘支持向量機的高壓斷路器故障診斷[J].高壓電器,2015,51(12):79-83.

[3] 徐建源,張彬,林莘,等.能譜熵向量法及粒子群優(yōu)化的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡在高壓斷路器機械故障診斷中的應用[J].高電壓技術,2012,38(6):1299-1306.

[4] 楊景剛,劉媛,高山,等.高壓斷路器機械故障診斷技術[J].江蘇電機工程,2016,35(2):1-6.

[5] SU S,LI K K,CHAN W L,et al.A practical circuit breaker monitoring system[C]//2005 IEEE Industry Applications Conference,Hong Kong,2005:867-872.

[6] 苑舜.高壓開關設備狀態(tài)監(jiān)測與診斷技術[M].北京:機械工業(yè)出版社,2001.

[7] 趙洋,劉漢宇,曾慶軍.高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測系統(tǒng)研制[J].高壓電器,2009,45(6):91-95.

[8] 常廣,張振乾,王毅.高壓斷路器機械故障振動診斷綜述[J].高壓電器,2011,47(8):85-90.

[9] 孟永鵬,賈申利,榮命哲.真空斷路器機械特性的在線監(jiān)測方法[J].高壓電器,2006,42(1):31-34.

[10] 陳建平,胡占強,蘇曉東.智能化斷路器機械特性在線監(jiān)測關鍵技術設計[J].高壓電器,2014,50(4):108-112.

[11] RUNDE M,OTTESEN G E, SKYBERG B, et al. Vibration analysis for diagnostic testing of circuit breakers[J].IEEE Power Engineering Review,1996,17(13):53-53.

[12] 陳偉根,鄧幫飛.小波包能譜熵與神經(jīng)網(wǎng)絡在斷路器故障診斷中的應用[J].重慶大學學報(自然科學版),2008,31(7):744-748.

[13] 趙洋,曾慶軍,嚴金城.采用功率譜估計法的真空斷路器振動分析[J].電氣應用,2009,28(9):62-65.

[14] 趙洋,劉漢宇,曾慶軍.基于機械振動信號的高壓真空斷路器故障診斷研究[J].高壓電器,2010,46(2):46-51.

[15] 李建鵬,趙書濤,夏燕青.基于雙譜和希爾伯特-黃變換的斷路器故障診斷方法[J].電力自動化設備,2013,33(2):115-119.

[16] 張思宇,梅軍,鄭建勇,等.基于FPGA與ARM的高壓斷路器在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].電測與儀表,2013,50(7):85-89.

[17] 羅勇強,郎寶華.斷路器性能參數(shù)在線監(jiān)測裝置的設計[J].科學技術與工程,2013,13(2):480-486.

[18] 賈嶸,洪剛,薛建輝,等.粒子群優(yōu)化-最小二乘支持向量機算法在高壓斷路器機械故障診斷中的應用[J].電網(wǎng)技術,2010,34(3):197-200.

[19] 孫來軍,胡曉光,紀延超.改進的小波包-特征熵在高壓斷路器故障診斷中的應用[J].中國電機工程學報,2007,27(12):103-108.

[20] 何瀾,劉星,王丹丹.10 kV開關柜的真空斷路器神經(jīng)網(wǎng)絡健康診斷策略的研究[J].工礦自動化,2011,37(12):43-47.

[21] 黃新波,陶晨,劉斌.智能斷路器機械特性在線監(jiān)測技術和狀態(tài)評估[J].高壓電器,2015,51(3):129-134.

[22] 苗紅霞,王宏華.基于數(shù)據(jù)融合的高壓斷路器故障診斷方法研究[J].工礦自動化,2010,36(10):45-48.

Research status and expectation of on-line monitoring technologies of mechanical characteristics of high-voltage vacuum circuit breaker

ZHAO Yang

(College of Electronic Engineering, Dongguan University of Technology, Dongguan 523808, China)

Basic contents of on-line monitoring technologies of mechanical characteristics of high-voltage vacuum circuit breaker were introduced, and various kinds of methods of on-line monitoring were reviewed. Various analysis methods and application ranges of vibration signal were analyzed in details. The development tendency of on-line monitoring technologies of mechanical characteristics of high-voltage vacuum circuit breaker was expected.

high-voltage vacuum circuit breaker; mechanical characteristics; on-line monitoring; signal analysis

2016-06-27；

2016-09-12；責任編輯：張強。

趙洋(1981-)，男，山西太原人，副教授，博士，研究方向為儲能系統(tǒng)建模與仿真、新能源發(fā)電技術及應用等,E-mail：simonzhaoyang@163.com。

1671-251X(2016)12-0019-06

10.13272/j.issn.1671-251x.2016.12.005

TD611

A

時間：2016-12-01 09:57

http://www.cnki.net/kcms/detail/32.1627.TP.20161201.0957.004.html

趙洋.高壓真空斷路器機械特性在線監(jiān)測技術研究現(xiàn)狀與展望[J].工礦自動化，2016,42(12)：19-24.