GW4隔離開關(guān)機(jī)械故障仿真與診斷技術(shù)

GW4隔離開關(guān)機(jī)械故障仿真與診斷技術(shù)馬宏明;周濤濤;彭詩(shī)怡;邱志斌;朱琳【期刊名稱】《《電工技術(shù)學(xué)報(bào)》》【年(卷)，期】2019(034)0z2【總頁(yè)數(shù)】8頁(yè)(P501-508)【關(guān)鍵詞】隔離開關(guān);機(jī)械故障;故障仿真;故障診斷;操作力矩【作者】馬宏明;周濤濤;彭詩(shī)怡;邱志斌;朱琳【作者單位】云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司電力科學(xué)研究院昆明650217;武漢大學(xué)電氣與自動(dòng)化學(xué)院武漢430072;國(guó)網(wǎng)湖北省電力公司技術(shù)培訓(xùn)中心武漢430079【正文語(yǔ)種】中文【中圖分類】TM564.1高壓隔離開關(guān)是一種起著隔離作用的開關(guān)設(shè)備，在變電站中使用較多，主要安裝于斷路器兩側(cè)，與斷路器配合使用。由于高壓隔離開關(guān)主要工作于戶夕卜環(huán)境，飽受風(fēng)霜雨雪的侵蝕，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后金屬傳動(dòng)機(jī)構(gòu)容易氧化腐蝕，軸承軸銷處的潤(rùn)滑脂變質(zhì)、流失，同時(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)處易積累灰塵與氧化物，加之運(yùn)行維護(hù)不及時(shí)，容易出現(xiàn)如絕緣子斷裂、導(dǎo)電回路過(guò)熱、機(jī)械故障、二次回路失效等各種故障缺陷［1-6］。根據(jù)云南電科院的統(tǒng)計(jì)，在2008年1月~2016年12月，云南電網(wǎng)110kV及以上電壓等級(jí)的隔離開關(guān)一共發(fā)生357起缺陷故障，其中機(jī)械故障缺陷發(fā)生195起，主要有分合閘不到位、操作卡澀、彈簧失效、夾緊力不足、三相不同期、傳動(dòng)部件損壞變形與松動(dòng)等，占總故障量的54.62%。目前已有部分學(xué)者針對(duì)隔離開關(guān)這些機(jī)械故障隱患的影響與診斷做了部分研究。文獻(xiàn)［7］通過(guò)簡(jiǎn)化的GW4隔離開關(guān)數(shù)學(xué)模型定性分析了觸頭觸指接觸壓力、接觸輪廓和傳動(dòng)連桿的位置對(duì)操作力矩的影響。文獻(xiàn)［8-9］基于Adams對(duì)折臂式隔離開關(guān)分合閘過(guò)程進(jìn)行了動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，分析了理想情況下分合閘過(guò)程操作力矩的變化情況，并對(duì)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的關(guān)鍵部件進(jìn)行強(qiáng)度校核。文獻(xiàn)［10］指出，對(duì)于帶手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)的隔離開關(guān)，可根據(jù)操作時(shí)的手感輕重來(lái)判斷有無(wú)機(jī)械卡澀，該方法與操作人員的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)，容易引起誤判。文獻(xiàn)［11-12］提出一種基于隔離開關(guān)電動(dòng)操動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)電流的機(jī)械故障診斷方法，指出在不考慮電機(jī)勵(lì)磁電流情況下，電機(jī)電流包絡(luò)線與操作桿力矩存在二次函數(shù)關(guān)系，可根據(jù)電機(jī)電流包絡(luò)線的變化來(lái)判斷隔離開關(guān)操作過(guò)程中是否存在缺陷，該方法在電機(jī)工作電壓恒定時(shí)可行，但在變電站現(xiàn)場(chǎng)隔離開關(guān)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的供電電壓存在波動(dòng)，無(wú)法利用該方法進(jìn)行有效判斷。文獻(xiàn)［13］通過(guò)測(cè)量隔離開關(guān)動(dòng)作過(guò)程中操作桿的應(yīng)變來(lái)判斷隔離開關(guān)是否存在機(jī)械故障缺陷，該方法雖能對(duì)隔離開關(guān)的機(jī)械狀態(tài)進(jìn)行判斷，但對(duì)應(yīng)變片貼片技術(shù)要求較高，貼片位置不恰當(dāng)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)，影響分析判斷。文獻(xiàn)［14］提出了通過(guò)測(cè)量隔離開關(guān)操作力矩來(lái)判斷隔離開關(guān)狀態(tài)，采用安裝在手動(dòng)操作機(jī)構(gòu)手柄上的力矩傳感器來(lái)測(cè)量隔離開關(guān)動(dòng)作過(guò)程操作力矩，測(cè)量時(shí)要求勻速搖動(dòng)手柄，測(cè)量結(jié)果受人為影響較大，數(shù)據(jù)可靠性不高，不能很好地反應(yīng)隔離開關(guān)的機(jī)械狀態(tài)。文獻(xiàn)［15-16］設(shè)計(jì)并制作了某GW4型隔離開關(guān)測(cè)力觸頭，在分合閘過(guò)程中實(shí)時(shí)連續(xù)測(cè)量觸頭觸指接觸力，據(jù)此能有效判斷觸頭觸指加緊力是否滿足要求、三相是否同期，但該方法在測(cè)量過(guò)程中需改變隔離開關(guān)原有結(jié)構(gòu)，且操作繁瑣。文獻(xiàn)［17］將計(jì)算機(jī)視覺(jué)與圖像處理技術(shù)引入到對(duì)高壓隔離開關(guān)分合閘狀態(tài)檢測(cè)中，能有效判斷GW4、GW7、GW23型隔離開關(guān)分、合閘狀態(tài)。文獻(xiàn)［18］根據(jù)高壓隔離開關(guān)機(jī)械狀態(tài)出現(xiàn)異常時(shí)，其振動(dòng)信號(hào)會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，提出通過(guò)監(jiān)測(cè)隔離開關(guān)振動(dòng)信號(hào)來(lái)判斷隔離開關(guān)機(jī)械狀態(tài)，并針對(duì)故障診斷時(shí)特征庫(kù)中故障類別不完備的問(wèn)題，提出了基于多重支持向量域描述的故障診斷方法，能有效識(shí)別被測(cè)隔離開關(guān)的模擬故障狀態(tài)和異常狀態(tài)，為隔離開關(guān)機(jī)械故障診斷提供了一條可行的思路。在目前隔離開關(guān)機(jī)械故障缺陷頻發(fā)，診斷方法尚不完善的背景下，有必要對(duì)隔離開關(guān)機(jī)械故障缺陷診斷技術(shù)進(jìn)行研究，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)械故障隱患，防止事故擴(kuò)大造成更大損失。本文以某GW4A-126型隔離開關(guān)為研究對(duì)象，在Adams中建立隔離開關(guān)虛擬樣機(jī)模型，模擬仿真計(jì)算隔離開關(guān)在正常、卡澀、三相不同期三種狀態(tài)的合閘力矩波形，并作對(duì)比分析；由不同機(jī)械狀態(tài)對(duì)應(yīng)的仿真力矩波形不同，提出一種基于操作力矩與操作桿轉(zhuǎn)角檢測(cè)的隔離開關(guān)機(jī)械故障診斷方法，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了該方法的可行性，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了基于操作力矩-轉(zhuǎn)角曲線的隔離開關(guān)機(jī)械故障診斷流程，為隔離開關(guān)的安裝調(diào)試、檢修維護(hù)提供參考。該GW4A-126型隔離開關(guān)觸頭觸指嚙合過(guò)程中，觸指和彈簧片發(fā)生較大形變，建模時(shí)將其視為柔性體；其他部件如導(dǎo)電臂、絕緣子、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等在分合閘過(guò)程中雖也發(fā)生形變，但很小，可以忽略不計(jì)，所以建模時(shí)這些部件被視為剛體。根據(jù)各部件柔性體和剛體的劃分，利用Ansys建立觸指、彈簧片部分柔性體模型，利用SolidWorks建立其他部件的剛體模型，將柔性體模型和剛體模型導(dǎo)入到Adams中，添加相應(yīng)運(yùn)動(dòng)副與驅(qū)動(dòng)，建立的隔離開關(guān)虛擬樣機(jī)模型如圖1所示。該模型不包含接地開關(guān)和操作機(jī)構(gòu)箱部分，模型中涉及到的材料參數(shù)見表1。在計(jì)算理想狀態(tài)下隔離開關(guān)的合閘操作力矩-轉(zhuǎn)角曲線時(shí)，隔離開關(guān)各可調(diào)部件的長(zhǎng)度值為理想值；考慮連桿軸銷和基座軸承摩擦，將有軸承關(guān)節(jié)靜摩擦系數(shù)設(shè)為0.004，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.003；插銷處為鋼-黃銅有潤(rùn)滑摩擦，靜摩擦系數(shù)為0.03，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.025［19］；采用基于Impact函數(shù)模型［20-21］來(lái)計(jì)算觸頭觸指碰撞嚙合過(guò)程中的接觸力，計(jì)算時(shí)考慮觸頭與觸指之間的摩擦，靜摩擦系數(shù)為0.17，動(dòng)摩擦系數(shù)為0.10。仿真計(jì)算得到的合閘過(guò)程直接施加于操作桿上的力矩曲線，如圖2所示。從圖2中可以看出，合閘操作力矩波形在操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)135.6°前后變化趨勢(shì)不同，操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)135.6。時(shí)對(duì)應(yīng)的觸頭觸指位置如圖3a所示，此時(shí)觸頭與內(nèi)觸指剛合。圖2的操作力矩-轉(zhuǎn)角曲線，可根據(jù)觸頭觸指是否接觸分為兩部分。觸頭觸指沒(méi)有接觸前，操動(dòng)機(jī)構(gòu)僅需克服傳動(dòng)系統(tǒng)軸承軸銷等處的摩擦阻力矩，由于正常狀態(tài)下軸承軸銷處的摩擦系數(shù)小，對(duì)應(yīng)的摩擦阻力矩小，所以操作桿上需要的操作力矩比較小，操作力矩整體沒(méi)有太大波動(dòng)，力矩最大值為1.43N?m,均值為0.95N-mo觸頭觸指嚙合過(guò)程中，觸頭慢慢擠入內(nèi)外觸指間，由于觸頭觸指接觸力和摩擦阻力的存在，導(dǎo)致操作力矩增加，力矩最大值為32.94N?m,平均值為10.48N?m。由于觸頭與內(nèi)、外卜觸指的先后接觸與擠壓，導(dǎo)致力矩波形有兩個(gè)明顯的波峰與一個(gè)波谷：第一個(gè)明顯的波峰出現(xiàn)在操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)137.2°處，對(duì)應(yīng)的觸頭觸指位置如圖3b所示，此時(shí)觸頭側(cè)頂著內(nèi)觸指在內(nèi)觸指弧形段上滑動(dòng)；波谷出現(xiàn)在操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)139.7°處，對(duì)應(yīng)的觸頭觸指位置如圖3c所示，此時(shí)觸頭恰好滑過(guò)觸指弧形段與直線段相切處；第二個(gè)明顯的波峰出現(xiàn)在操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)145.4°處，對(duì)應(yīng)的觸頭觸指位置如圖3d所示，此時(shí)觸頭頂著內(nèi)外觸指，卡入觸指間。另外圖2中標(biāo)記操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)143.3°的點(diǎn)，表示觸頭與外觸指剛接觸，從曲線中可以看出觸頭與外觸指接觸后，施加于操作桿上的操作力矩迅速增大；在觸頭卡入內(nèi)外觸指過(guò)程中，由于觸頭與觸指間存在摩擦，卡入過(guò)程并不是平滑的，而是間歇性滑動(dòng)的，所以觸頭觸指嚙合時(shí)力矩波形存在波動(dòng)。由于隔離開關(guān)主要運(yùn)行于戶外環(huán)境，飽受風(fēng)霜雨雪的侵蝕，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后金屬件容易氧化腐蝕，軸承軸銷處的潤(rùn)滑脂變質(zhì)、流失，同時(shí)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)處易積累灰塵與氧化物等，引起傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)副摩擦系數(shù)增大，對(duì)應(yīng)的摩擦阻力矩增加，導(dǎo)致隔離開關(guān)運(yùn)動(dòng)卡澀。仿真計(jì)算時(shí)通過(guò)增大摩擦系數(shù)來(lái)模擬軸銷卡澀。由于目前尚不清楚發(fā)生卡澀時(shí)摩擦系數(shù)增加的范圍，這里模擬計(jì)算了A相主動(dòng)極軸承、A相極間連桿主動(dòng)極側(cè)軸銷以及整體軸銷、軸承摩擦系數(shù)都增大10倍的操作力矩-轉(zhuǎn)角波形，如圖4所示。圖4中曲線1~4分別表示正常狀態(tài)、A相極間連桿主動(dòng)極側(cè)軸銷摩擦系數(shù)增加至10倍、A相主動(dòng)極軸承摩擦系數(shù)增加至10倍、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸銷軸承摩擦系數(shù)都增加至10倍的合閘仿真力矩波形。從圖4中可以看出，當(dāng)軸承或軸銷的摩擦系數(shù)增加時(shí)，合閘操作力矩都會(huì)增加；同相同極的軸承與軸銷，摩擦系數(shù)增加相同的倍數(shù)時(shí)，由軸承摩擦系數(shù)改變引起的操作力矩變化要大。曲線1和曲線4的對(duì)比結(jié)果見表2，從中可以看出在觸頭觸指未接觸階段，曲線4的力矩值為曲線1的8.44~9.46倍，與曲線4對(duì)應(yīng)的軸承、軸銷增加的摩擦系數(shù)倍數(shù)接近；在觸頭觸指嚙合階段，曲線4操作力矩為曲線1的1.52-2.28倍，不存在近似的倍數(shù)關(guān)系，這是因?yàn)閮H曲線4的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)軸承、軸銷摩擦系數(shù)改變了，觸頭觸指接觸力與摩擦力沒(méi)有改變。目前，大多數(shù)高壓隔離開關(guān)在制造廠內(nèi)不進(jìn)行整臺(tái)開關(guān)的組裝和調(diào)試，操作機(jī)構(gòu)與基座的連接、相間連桿與極間連桿等的連接都在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安裝調(diào)試。安裝調(diào)試時(shí)，通過(guò)調(diào)整可調(diào)部件的長(zhǎng)度，使隔離開關(guān)三相不同期滿足一定的要求。隔離開關(guān)的三相不同期是指合閘過(guò)程中，其中一相最先到達(dá)剛合位置時(shí)，其余兩相觸指觸頭最小距離中的較大值，即當(dāng)其中某相觸頭與觸指最先達(dá)到剛合位置時(shí)，其余兩相觸頭觸指間最小距離值分別為L(zhǎng)1、L2,若L1>L2,則隔離開關(guān)三相不同期為L(zhǎng)1;同理，若L2>L1,則隔離開關(guān)三相不同期為12。對(duì)于110kV電壓等級(jí)的隔離開關(guān)，要求其三相不同期小于等于10mm[2-3]。該GW4A-126型隔離開關(guān)長(zhǎng)度可調(diào)的部件有操動(dòng)拐臂、操動(dòng)連桿、極間連桿、相間連桿、BC相聯(lián)動(dòng)拐臂、三相從動(dòng)拐臂，如圖5所示。在安裝調(diào)試該型隔離開關(guān)時(shí)，如其他可調(diào)部件長(zhǎng)度都是理想長(zhǎng)度，只調(diào)整A相極間連桿長(zhǎng)度后，B、C相動(dòng)作過(guò)程不受影響，A相觸頭觸指提前或滯后接觸，導(dǎo)致出現(xiàn)三相不同期。極間連桿由鋼管和兩端的調(diào)節(jié)螺桿組成，旋轉(zhuǎn)鋼管時(shí)極間連桿的長(zhǎng)度就會(huì)改變，當(dāng)A相極間連桿長(zhǎng)度增加1mm時(shí)，A相先于B、C相達(dá)到剛合位置，此時(shí)B、C兩相觸頭觸指最小距離皆為4.15mm，即三相不同期為4.15mm；當(dāng)極間連桿長(zhǎng)度減少1mm時(shí)，B、C相先于A相同時(shí)達(dá)到剛合位置，三相不同期為3.85mm。A相極間連桿調(diào)試不當(dāng)與正常時(shí)的合閘力矩-轉(zhuǎn)角曲線如圖6所示。圖6中曲線1~3分別表示正常狀態(tài)、A相極間連桿長(zhǎng)度增加與減少1mm的合閘力矩曲線。從圖中可以看出，A相極間連桿長(zhǎng)度調(diào)試不當(dāng)時(shí)其合閘力矩曲線與正常狀態(tài)時(shí)存在明顯的區(qū)別：曲線2對(duì)應(yīng)的B、C相觸頭觸指接觸情況與正常情況一樣，A相觸頭觸指提前接觸，導(dǎo)致曲線中力矩突變角度比正常狀態(tài)曲線1的提前；曲線3對(duì)應(yīng)的A相觸頭觸指滯后接觸，B、C相與正常狀態(tài)一樣，曲線表現(xiàn)出來(lái)的力矩突變角度與正常狀態(tài)一致。通過(guò)上述的仿真計(jì)算可以總結(jié)出當(dāng)隔離開關(guān)機(jī)械狀態(tài)發(fā)生改變時(shí)，其操作力矩-轉(zhuǎn)角曲線會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，因此這里提出通過(guò)檢測(cè)繪制隔離開關(guān)動(dòng)作過(guò)程的操作力矩-轉(zhuǎn)角曲線來(lái)判斷隔離開關(guān)機(jī)械狀態(tài)。試驗(yàn)中某GW4A-126型隔離開關(guān)和檢測(cè)裝置示意圖如圖7所示，測(cè)量時(shí)力矩-轉(zhuǎn)角檢測(cè)箱驅(qū)動(dòng)隔離開關(guān)動(dòng)作，通過(guò)控制采集箱控制力矩-轉(zhuǎn)角檢測(cè)箱動(dòng)作，同時(shí)采集力矩、轉(zhuǎn)角信號(hào)，主機(jī)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，繪制相應(yīng)的操作力矩-轉(zhuǎn)角曲線。根據(jù)上述檢測(cè)方法測(cè)得某GW4A-126型隔離開關(guān)正常狀態(tài)時(shí)的合閘力矩-轉(zhuǎn)角曲線如圖8所示。圖8中兩條幾乎重合的曲線為重復(fù)測(cè)量的合閘力矩曲線，兩曲線的相關(guān)系數(shù)為0.9988，說(shuō)明該測(cè)量數(shù)據(jù)具有較高的可靠性與可重復(fù)性。對(duì)比圖8正常狀態(tài)時(shí)的實(shí)測(cè)曲線與圖2的仿真曲線，可以看出實(shí)測(cè)曲線與仿真曲線的變化趨勢(shì)一致，這互相驗(yàn)證說(shuō)明了仿真與試驗(yàn)的準(zhǔn)確性。需要注意的是，實(shí)測(cè)與仿真力矩?cái)?shù)值存在較大的差異，這是因?yàn)榉抡嬗?jì)算的是直接施加于操作桿上的力矩，而實(shí)測(cè)是施加于操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱手動(dòng)接口端的，作用于操動(dòng)機(jī)構(gòu)箱內(nèi)部減速器上，經(jīng)其放大后再施加于操作桿上，所以實(shí)測(cè)力矩?cái)?shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)數(shù)值大小存在較大差異。在隔離開關(guān)A相槽鋼主動(dòng)極側(cè)固定安裝一抱箍抱緊A相主動(dòng)極絕緣子法蘭，模擬A相主動(dòng)極軸承發(fā)生卡澀故障，對(duì)應(yīng)的實(shí)測(cè)力矩曲線如圖9所示。從圖9中可以看出兩次卡澀狀態(tài)下的力矩-轉(zhuǎn)角測(cè)量曲線基本重合，這說(shuō)明了試驗(yàn)的可重復(fù)性。卡澀狀態(tài)力矩?cái)?shù)值明顯大于正常狀態(tài)的，從圖中還可以直觀地看出觸頭觸指接觸前，卡澀狀態(tài)的波形與正常狀態(tài)的相似性程度較低，觸頭觸指嚙合時(shí)兩狀態(tài)的力矩波形相似度較高，兩狀態(tài)實(shí)測(cè)對(duì)比結(jié)果見表3。需要說(shuō)明的是，圖9中卡澀數(shù)據(jù)整體表現(xiàn)出較大的上下波動(dòng)，這是由于A相主動(dòng)極絕緣子法蘭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與抱緊的抱箍發(fā)生間歇性的滑動(dòng)，導(dǎo)致操作力矩時(shí)大時(shí)小。從表3中可以看出：被測(cè)數(shù)據(jù)（卡澀狀態(tài)）與正常狀態(tài)操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同；被測(cè)數(shù)據(jù)的力矩?cái)?shù)值在觸頭觸指嚙合前后都比正常狀態(tài)的要大，觸頭觸指嚙合前被測(cè)數(shù)據(jù)曲線與正常狀態(tài)曲線相關(guān)系數(shù)都小于0.55，但嚙合時(shí)被測(cè)數(shù)據(jù)與正常時(shí)的相關(guān)系數(shù)都大于0.95，這反應(yīng)被測(cè)隔離開關(guān)在觸頭觸指嚙合前的波形與正常狀態(tài)的相似性較差，嚙合時(shí)相似性比較高，說(shuō)明被測(cè)隔離開關(guān)觸頭觸指接觸前存在故障隱患的可能性比較大，觸頭觸指嚙合時(shí)存在故障隱患的可能性比較小，再結(jié)合力矩變化，可以判斷被測(cè)隔離開關(guān)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)存在卡澀故障隱患。調(diào)整A相極間連桿長(zhǎng)度，使A相滯后，三相合閘不同期，實(shí)測(cè)的力矩?cái)?shù)據(jù)如圖10所示。圖中A相滯后時(shí)的兩次合閘力矩-轉(zhuǎn)角曲線基本重合，同樣說(shuō)明了試驗(yàn)的可重復(fù)性；對(duì)比兩狀態(tài)合閘曲線，A相滯后的力矩曲線在觸頭觸指嚙合時(shí)第一個(gè)波峰較小，與正常狀態(tài)相比少了一個(gè)變化明顯的波峰，其他位置變化趨勢(shì)基本一致，兩狀態(tài)實(shí)測(cè)對(duì)比結(jié)果見表4。從表4中可以看出：兩狀態(tài)操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)角度相同；無(wú)論是整體還是觸頭觸指嚙合前后，操作力矩均值、極值相差不大，且都具有比較高的相關(guān)系數(shù)，這說(shuō)明被測(cè)隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)存在卡澀的可能性不大，單獨(dú)從表4不能判斷觸頭觸指嚙合時(shí)的狀態(tài)，需結(jié)合圖10觸頭觸指接觸時(shí)的力矩曲線，可判斷被測(cè)隔離開關(guān)存在三相不同期的問(wèn)題。典型的敞開式隔離開關(guān)操作力矩-轉(zhuǎn)角機(jī)械特性曲線通常包含多個(gè)明顯的波峰與波谷，隔離開關(guān)機(jī)械狀態(tài)改變時(shí)，操作力矩-轉(zhuǎn)角機(jī)械特性曲線中的波峰或波谷幅值、位置及數(shù)量會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變。在通過(guò)被測(cè)隔離開關(guān)的操作力矩-轉(zhuǎn)角曲線判斷隔離開關(guān)機(jī)械狀態(tài)時(shí)，由于隔離開關(guān)型式多種多樣，有的隔離開關(guān)動(dòng)作時(shí)操作力矩比較小，有的操作力矩比較大，甚至有的操作力矩波動(dòng)較大，不同型式隔離開關(guān)判斷細(xì)節(jié)不同，這里給出基本診斷流程如圖11所示。將檢測(cè)的波形與正常狀態(tài)的波形進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，可直觀地反映出隔離開關(guān)動(dòng)作是否到位；根據(jù)曲線典型的波峰或波谷分布位置、數(shù)量以及幅值，可判斷隔離開關(guān)是否存在機(jī)械故障以及故障類型；結(jié)合隔離開關(guān)動(dòng)作過(guò)程，將曲線劃分為多個(gè)區(qū)間段，再根據(jù)各區(qū)間段操作力矩變化的幅度和曲線相似度的大小，分別輔助判斷隔離開關(guān)故障程度和故障位置。本文通過(guò)對(duì)某GW4A-126型隔離開關(guān)合閘動(dòng)作過(guò)程操作力矩與操作桿轉(zhuǎn)角的仿真計(jì)算與實(shí)測(cè)分析，可以得出以下結(jié)論：1） 當(dāng)隔離開關(guān)機(jī)械狀態(tài)改變時(shí)，其動(dòng)作過(guò)程操作力矩會(huì)發(fā)生相應(yīng)的改變，因此可通過(guò)檢測(cè)隔離開關(guān)動(dòng)作過(guò)程的操作力矩與操作桿轉(zhuǎn)角來(lái)判斷隔離開關(guān)機(jī)械狀態(tài)。2） 本文提出的一種隔離開關(guān)操作力矩與轉(zhuǎn)角檢測(cè)方法能夠有效、準(zhǔn)確檢測(cè)隔離開關(guān)動(dòng)作過(guò)程中操作力矩的變化情況。3） 不同機(jī)械狀態(tài)下的操作力矩-轉(zhuǎn)角曲線存在明顯差別，可根據(jù)曲線特性如操作桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角度、典型波峰波谷的數(shù)量、峰值、位置、力矩均值/極值等對(duì)各機(jī)械狀態(tài)加以區(qū)分。馬宏明男，1987年生，工程師，碩士，研究方向?yàn)楦邏洪_關(guān)設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)。E-mail:周濤濤男，1990年生，博士研究生，研究方向?yàn)殡娏υO(shè)備故障診斷。E-mail:(通信作者)【相關(guān)文獻(xiàn)】苑舜,崔文君.高壓隔離開關(guān)設(shè)計(jì)與改造[M].北京:中國(guó)電力出版社,2007.崔景春，王承玉,張猛,等.高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2016.國(guó)網(wǎng)河北省電力公司.高壓隔離開關(guān)檢修[M].北京:中國(guó)電力出版社,2015.律方成,馬建橋,汪佛池,等.基于紅外成像的瓷支柱絕緣子發(fā)熱規(guī)律研究[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào)，2013,28(12):130-135.LuFangcheng,MaJianqiao,WangFochi,etal.Studyofporcelainpostinsulatorheatinglawbasedoninfraredimaging[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety,2013,28(12):130-135.李亞偉，張星海,陳洪波，等.RTV涂層表面綠球藻的生長(zhǎng)對(duì)絕緣支柱電氣性能的影響[J].電工技術(shù)學(xué)報(bào),2015,30(12):330-335.LiYawei,ZhangXinghai,ChenHongbo,etal.InfluencesofchlorococcumgrowthontheelectricalperformanceofpostinsulatorswithRTVcoating[J].TransactionsofChinaElectrotechnicalSociety,2015,30(12):330-335.劉兆林.2011年華東電網(wǎng)高壓開關(guān)設(shè)備運(yùn)行情況分析[J].華東電力,2012,40(10):17871790.LiuZhaolin.AnalysisofHVswitchequipmentoperationineastChinapowergridin2011[J].EastChinaElectricPower,2012,40(10):1787-1790.常林晶,徐光輝，喬巖澤,等.GW4型隔離開關(guān)分合閘操作力矩的分析與計(jì)算[J].高壓電器，2013,49(11):127-132.ChangLinjing,XuGuanghui,QiaoYanze,etal.AnalysisandcalculationonoperatingtorqueforGW4disconnectoropeningandclosing[J].HighVoltageApparatus,2013,49(11):127-132.于穎.GW17型折臂式高壓隔離開關(guān)傳動(dòng)與展開機(jī)構(gòu)的分析與優(yōu)化[D].南京:東南大學(xué),2011.張帆.折臂式高壓隔離開關(guān)的動(dòng)力學(xué)分析與優(yōu)化[D].南京:東南大學(xué),2013.王黎明，何建明.電動(dòng)隔離開關(guān)機(jī)械故障狀態(tài)監(jiān)測(cè)的設(shè)想[J].浙江電力,2006(3):56-59.WangLiming,HeJianming.Mechanicalfaultmonitoringofelectricaldrivingdisconnector[J].ZhejiangElectricPower,2006(3):56-59.邱志斌,阮江軍，黃道春,等.基于電機(jī)電流檢測(cè)的高壓隔離開關(guān)機(jī)械故障診斷[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2015,35(13):3459-3466.QiuZhibin,RuanJiangjun,HuangDaochun,etal.Mechanicalfaultdiagnosisofhighvoltagediscon-nectorbasedonmotorcurrentdetection[J].ProceedingsoftheCSEE,35(13):3459-3466.QiuZhibin,RuanJiangjun,HuangDaochun.Mechanicalfaultdiagnosisofoutdoorhigh-voltagedisconnector[J].IEEJTransactionsonElectricalandElectronicEngineering,11(5):556-563.黃聿琛,阮江軍,邱志斌,等.隔離開關(guān)操動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)輸出軸扭矩和電流關(guān)系的研究[J].高壓電器,2015,51(6):139-144.HuangYuchen,RuanJiangjun,QiuZhibin,etal.Studyontherelationshipbetweenmotoroutputshafttorqueandmotorcurrentofdisconnectoroperationmechanism[J].HighVoltageApparatus,2015,51(6):139-144.王棟.隔離開關(guān)智能測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)[D].上海:上海交通大學(xué),2014.何成,李文勝,趙建平，等.高壓隔離開關(guān)分合閘過(guò)程觸指壓力檢測(cè)技術(shù)與應(yīng)用[J].高壓電器，53(11):229-235.HeCheng,LiWensheng,ZhaoJianping,etal.Contact-finger-pressuredetectiontechnologyandapplicationofthehighvoltagedisconnectorduringtheopenandcloseprocesses[J].HighVoltageApparatus,2017,53(11):229-235.何成,李文勝，王欣欣,等.戶夕卜隔離開關(guān)模擬試驗(yàn)臺(tái)研制及試驗(yàn)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì),2018,35(6):70-76.HeCheng,LiWensheng,WangXinxin,etal.Developmentandtestofoutdoordiscon