t1:支架上合闸接触器动作所对应的微弱振动(接触器关合时刻);
t2:合闸铁芯带动机构传动连杆开始运动(触头系统开始运动时刻);
t3:动静触头接触时刻(主触头接触时刻);
t4:合闸缓冲器接入时刻;
t5:合闸铁芯运动到头,对应着支架合闸过程中最大的一次冲击;
t6:机构的连杆运动到头与维持合闸掣子接触撞击。
在操作过程中各个冲击子波与断路器的运动状态有一一对应的关系,这为断路器监测提供了重要数据,通过选择适当的部位,就有可能从支架或外壳上的振动信号来判断内部某一特定动作。
图2 分闸过程波形
对于分闸操作过程,几个重要冲击振动如下:
t1:分闸脱扣电磁铁与连杆机构撞击,对应着一个较微弱的振动;
t2:机构连杆解列,分闸弹簧开始驱动传动机构及触头系统运动,对应着分闸过程中最大的冲击振动。
t3:主触头分离时刻;
t4:动触头运动到头,制动缓冲所对应的冲击,也是一个比较强烈的振动信号。
在断路器合闸过程振动波形中,最大值发生的时刻是不同的,可以作出如下的解释:在实际情况中,当基座螺丝松动时,振动传感器得到的振动信号包括操作引起和操动机构与机架撞击引起的振动,这两种振动叠加起来,使振动信号同正常操作的表现不同,故障振动明显延后,小波变换将这种不同比较明显的表现出来。止位垫片对触头有缓冲作用,当断路器合闸时,由于垫片的松动使得动触头较快的运动到头,而产生振动,表现为出现极大值的时间比正常状态超前的状态。在实际工程应用中,可以将振动信号的幅值和振动事件发生的时间段作为特征参量进行故障诊断。
2.2 断路器合、分闸线圈电流的监测
高压断路器一般都以电磁铁作为操作的第一级控制元件,操动机构中使用的绝大部分是直流电磁铁。当线圈中通过电流时,在电磁铁内产生磁通,动铁芯受磁力吸引,使断路器分闸或合闸。从能量角度看,电磁铁的作用是把来自电源的电能转化为磁能,并通过动铁芯的动作,再转换成机械能输出。合、分闸线圈的电流中含有可作为诊断机械故障用的丰富信息,可以选用补偿式电流传感器监测电流信号。对线圈电流的监测主要是提取事件发生的相对时刻,根据时间间隔来判断故障征兆,对于诊断拒动、误动故障有效。