[发明专利]一种高压断路器紧固螺栓松动检测装置及检测方法

权利要求书

1.一种高压断路器紧固螺栓松动检测装置，其特征在于，包括布设在高压断路器(1)上待监测的紧固螺栓上的振动加速度传感器(2)，还包括与所述振动加速度传感器(2)的输出端相连的信号采集模块(3)，信号采集模块(3)的输出端连接至信号处理模块(4)。

2.根据权利要求1所述的高压断路器紧固螺栓松动检测装置，其特征在于，振动加速度传感器(2)采用压电式振动加速度传感器。

3.根据权利要求1所述的高压断路器紧固螺栓松动检测装置，其特征在于，振动加速度传感器(2)根据待监测的紧固螺栓附近的振源数目设计，若目标紧固螺栓附近仅存在一个振源，则在靠近目标紧固螺栓布置一个振动加速度传感器；若目标紧固螺栓附近存在多个振源，则在靠近目标紧固螺栓布置多个传感器，且要求振动加速度传感器的数目不少于振源数目。

4.根据权利要求3所述的高压断路器紧固螺栓松动检测装置，其特征在于，当布置多个振动加速度传感器(2)时，数目至少为3个。

5.根据权利要求1所述的高压断路器紧固螺栓松动检测装置，其特征在于，信号采集模块(3)包括信号调理模块(5)和AD采集卡(6)，信号调理模块(5)的输入端与振动加速度传感器(2)的输出端相连，信号调理模块(5)的输出端与AD采集卡(6)的输入端相连，AD采集卡(6)的输出端连接至信号处理模块(4)。

6.根据权利要求5所述的高压断路器紧固螺栓松动检测装置，其特征在于，AD采集卡(6)为多通道数据采集卡，采用ISA总线插槽形式，各通道并行采样。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的高压断路器紧固螺栓松动检测装置，其特征在于，振动加速度传感器(2)、信号采集模块(3)及信号处理模块(4)通过屏蔽传输线(7)依次相连。

8.基于权利要求1～7中任意一项所述的高压断路器紧固螺栓松动检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)将振动加速度传感器(2)布置在高压断路器(1)待监测的目标紧固螺栓附近；

2)通过信号采集模块(3)采集在断路器分合闸过程中各个振动加速度传感器(2)的振动信号；

3)将振动信号输送到信号处理模块(4)分析处理，经处理后对比螺栓松动检测数据库，进行螺栓松紧状态诊断；

4)显示高压断路器(1)紧固螺栓状态诊断结果。

9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，步骤3)中，具体操作包括以下步骤：

步骤1：根据振动加速度传感器(2)所处位置，提取振动信号中的敏感振动事件信号，即振动加速度传感器(2)附近的振源所激励的振动波形；

步骤2：对敏感振动事件信号进行小波软阈值降噪处理；

步骤3：判断目标紧固螺栓附近是否为单振源，若是，直接跳至步骤4处理；若不是，则目标紧固螺栓对应的振动加速度传感器(2)提取到的敏感振动事件信号是由多个振源共同激励产生，采用独立分量分析对多元信号进行盲源分离，提取出相互独立的单个振源信号；

步骤4：针对不同位置的振动加速度传感器(2)，采用小波包能量熵法对提取到的敏感振动事件信号进行处理，得到敏感频段总能量；

步骤5：对照螺栓松动检测数据库，判断该振动加速度传感器(2)采集到的信号的敏感频段总能量是否超过相应的阈值，从而确定螺栓松紧状态。

10.根据权利要求8或9所述的检测方法，其特征在于，所述螺栓松动检测数据库按照以下步骤建立：

Step1：分别对目标紧固螺栓施加额定力矩、3/4额定力矩、1/2额定力矩、0力矩；

Step2：在高压断路器(1)分合闸过程中，采集上述四种状态下目标紧固螺栓附近的振动加速度传感器(2)得到的振动信号；

Step3：采用信号处理模块(4)对得到的振动信号进行处理，确定该目标紧固螺栓振动信号的敏感频段，并记录四种不同状态下分别对应的总能量阈值；

Step4：针对同一型号的高压断路器，采集各个目标紧固螺栓振动信号的敏感频段和能量阈值，建立得到该型号高压断路器的螺栓松动检测数据库。