高压断路器机构动力学特性及关键状态参数在线检测方法的研究

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为了解决高压断路器状态检测领域中的诸多理论问题,该文首次将基于多体动力学原理的计算机仿真技术应用于高压断路器机构动力学特性的研究,并创新地将动力学特性研究跟状态检测方法的研究结合在一起.为状态在线检测提供了一条新的研究路线.鉴于高压真空断路器使用量大面广,该文采用多体动力学软件包建立了VS1型真空断路器的机构动力学模型.并采用试验的方法对该模型进行了验证,验证结果表明:所建立模型的基本输出特性跟断路器样机有较好的吻合度,所建立的模型是正确有效的.利用所建立的机构动力学模型,进行了两方面的工作:1)选取不同的开断/关合条件,对断路器的运动过程进行了仿真分析,研究了电动力对断路器机械特性的影响.2)针对断路器常见的机械故障进行了仿真,分析了可检测参数(主轴转角)的变化,井对主轴转角进行了参数化描述,为断路器的机械状态识别奠定了基础.为了实现对高压断路器机械状态的检测,该文针对高压断路器操作过程中产生的非平稳振动信号,从工程实用的角度出发,基于数学中向量间的距离和信号熵的概念以及积分的思想,构造出欧氏距离法、信号熵法和积分参数法,并将它们应用于振动信号特征量的提取,之后基于这三种方法提出了一种综合应用方案,从而为断路器的状态识别奠定了基础.将人工神经网络引入高压断路器的状态识别领域.对不同的网络模型应用于状态识别的效果进行了比较研究;对基于RBF网络的状态识别算法进行了归纳和总结,并针对该算法的缺陷,引入可信度的概念,提出一种改进算法,将该算法分别应用于从仿真和试验得到的状态特征量的识别.为了对导电连接处附近载流部件温度进行在线检测,开发了非接触式红外传感器.对该传感器的工作可靠性和精度进行了深入研究,得到了探测距离、外界热源、被测物体表面状况等因素对温度传感器输出特性的影响规律.
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