[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

说明书

本发明公开的一种高压断路器紧固螺栓松动检测装置及检测方法，属于电力系统故障检测领域。包括布设在高压断路器上待监测的紧固螺栓上的振动加速度传感器，还包括与所述振动加速度传感器的输出端相连的信号采集模块，信号采集模块的输出端连接至信号处理模块。由于传感器体积小、重量轻，相较于其他智能检测手段，可以不受断路器内部空间狭小缺陷的限制，保证设备的安全可靠运行。该方法利用断路器分合闸过程中剧烈振动激励，使用振动加速度传感器采集目标螺栓附近的振动信号，通过对振动信号进行敏感振动波形提取、小波降噪处理、盲源分离及小波包能量熵分析，对照建立的螺栓松动检测数据库，从而判断出高压断路器紧固螺栓是否发生松动缺陷。

技术领域

本发明属于电力系统故障检测领域，具体涉及一种高压断路器紧固螺栓松动检测装置及检测方法。

背景技术

高压断路器是电力系统中重要的组成部分，具有控制和保护的作用。当电力系统发生故障时，要求高压断路器能够迅速而准确地切断故障电流，防止事故进一步扩大，从而保证系统的安全运行。因此，目前对高压断路器运行的可靠性要求越来越高，而相关统计表明，机械故障是高压断路器的主要故障形式。

螺栓连接由于具有结构简单、装配方便等优点，在工程实践中被广泛应用于各个领域。在振动的条件下，螺栓连接的自松动现象时有发生，轻则影响连接结构的稳定，重则会引发严重的安全事故。高压断路器中广泛使用螺栓紧固件，而断路器在分合闸过程中会产生剧烈的振动。因此，在安全检修中经常发现断路器紧固螺栓松动的缺陷，甚至对高压断路器的正常操作产生影响。

从高压断路器分合闸过程产生的振动加速度波形可以看出，分合闸过程包括多个振源。对于某一确定型号的高压断路器而言，其各个振动事件发生的先后顺序基本不变，因此基于振动信号的紧固螺栓状态检测方法对同一类型的高压断路器具有通用性。然而，加速度传感器采集到的振动信号可能是多个振源的振动波的叠加，这时采集到的振动波形为多个振源的共同作用，不利于对振动信号的分析与处理。

目前，人工巡检是紧固件检测的常规方法。然而，在高压断路器中螺栓使用众多，并且很多螺栓连接所处位置不便于手工检测，因此，人工巡检费时费力。高压断路器内部结构紧凑，空间狭小，使得一些智能检测手段(如图像分析技术)无法使用。因此，亟需发展一种新的方法来实现对高压断路器紧固螺栓松动缺陷的检测。

发明内容

为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高压断路器紧固螺栓松动检测装置及检测方法，该装置结构设计合理，使用简单，能够有效检测出螺栓松动缺陷，保证设备可靠运行；该方法能够实现高压断路器紧固螺栓状态的在线监测，省时省力，节约人工。

本发明是通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种高压断路器紧固螺栓松动检测装置，包括布设在高压断路器上待监测的紧固螺栓上的振动加速度传感器，还包括与所述振动加速度传感器的输出端相连的信号采集模块，信号采集模块的输出端连接至信号处理模块。

优选地，振动加速度传感器采用压电式振动加速度传感器。

优选地，振动加速度传感器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。

进一步优选地，当布置多个振动加速度传感器时，数目至少为3个。

优选地，信号采集模块包括信号调理模块和AD采集卡，信号调理模块的输入端与振动加速度传感器的输出端相连，输出端与AD采集卡的输入端相连，AD采集卡的输出端连接至信号处理模块。

进一步优选地，AD采集卡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。