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振动声学指纹监测技术简介

20世纪80年代，振动声学指纹监测技术***被日本学者应用于断路器的故障检测中，发展至今，该技术先后应用于变压器、GIS等设备的状态评估。该方法的基本思想是利用振动加速度传感器，非介入性地监测设备运行过程中的振动声学指纹信号，获取设备状态信息和作模式，从而实现对绕组变形、机构卡滞、松动、变形、磨损、润滑等机械隐患或故障的自动诊断。国内外关于该项技术的应用尚处于起步阶段，形成的标准包括《IEC60076-10Powertransformers-Part10:Determinationofsoundlevels》、《GB-T1094.10-2003电力变压器第10部分：声级测定》、《DLT1540-2016油浸式交流电抗器（变压器）运行振动测量方法》、《国家电网公司变电检测通用管理规定第11分册机械振动检测细则》。现有标准*规定振动加速度幅值、振动位移、声压级等参量的测量，缺少有效的故障诊断和设备状态评价方法。本汇编材料为我公司结合多年研发及现场实测经验，形成的电力设备振动声学指纹监测技术体系。 GZAF-1000T系列变压器/电抗器振动声学指纹监测系统时频能量分布矩阵(ATF图谱)。特高压GIS振动

GZAF-1000T系列变压器(电抗器)振动声学指纹监测系统包络分析：为提高在线监测的准确度，GZAF-1000T系统的数据采集装置通常采用高采样率获取振动声学信号及驱动电机电流信号，然而大量的数据不利于快速、准确存储与分析。因而采用包络分析，简化并反映原始信号特征，便于后续分析与处理。传统希尔伯特变换进行包络分析时存在提取深度不足、存在幅值偏差等问题，因此，GZAF-1000T系统采用小波变换和希尔伯特变换结合的信号包络分析。有载分接开关振动声学信号和驱动电机电流信号包络分析如下图8的A和B所示。特高压GIS振动国洲电力振动监测系统技术服务。

传感器：采用1路电流传感器获取有载分接开关驱动电机电流信号，电流传感器安装于驱动电机电源线处。采用3路振动传感器检测变压器/电抗器绕组及铁芯运行状况，传感器通常选取于上夹件底部、非冷却器侧油箱表面中部及油箱顶部中心点。为保持检测点的同一性，便于后期历史数据对比，建议所有振动传感器底座长期固定在变压器/电抗器外壁上。传感器安装示意图如下图3所示，变压器/电抗器声学指纹监测系统所有传感器单元均与变压器/电抗器本体无电气连接，安装简单方便，适用于在线监测或带电检测。（注：传感器数量及安装位置可根据具体技术规范或方案调整。）

变压器/电抗器运行时，电流通过绕组时产生的电动力引起绕组振动，硅钢片的磁致伸缩及硅钢片接缝处与叠片之间的漏磁导致铁芯振动。由于绕组导体所受电动力正比于负载电流的平方，绕组振动信号的基频为100Hz。由于变压器/电抗器中磁感应强度正比于加载电压的平方，铁芯振动信号的基频也为100Hz。另外，考虑到铁芯振动的非线性特性，振动信号还会包含频率为100Hz整数倍的高次谐波。当变压器/电抗器的绕组变形或铁芯故障后，振动信号频谱分布将发生改变，产生谐波分量。因此，振动信号分量可以作为区别绕组变形故障与铁芯故障的重要依据，采用振动分析法可实现绕组及铁芯的故障诊断。杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹监测技术的应用意义。

三、各类高压开关监测系统的功能特点3.1GIS本体监测3.1.1技术背景GIS运行时，电流通过高压导体时产生的电动力引起振动，由于导体所受电动力正比于负载电流的平方，GIS本体振动信号的基频为100Hz。当存在机械故障时，振动信号频谱分布将发生改变，产生谐波分量。GIS本体机械型缺陷主要是指内部存在开关触头接触异常、导电杆接触不良、母线卡簧松动、屏蔽罩松动等异常时，在交变电场作用下发生异常振动，长期振动可能导致导电杆和绝缘件松动，引发局部放电，甚至造成绝缘事故。异常振动还可能造成SF6气体泄漏，损坏绝缘子和绝缘支柱，影响外壳接地的牢固，危及主设备运行安全。因此开展振动声学指纹检测、实时频谱分析并提取相关特征参量对提高GIS运行的可靠性具有重要意义。杭州国洲电力科技有限公司振动监测产品有哪些？特高压振动声纹监测产品

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(5)时频能量分布矩阵(ATF图谱)(我公司**所有)时频能量分布矩阵(ATF图谱)是振动声学指纹信号的指纹图，从多维度表现振动波形的特征，能直观的反应振动强度和频率，方便用户从多纬度分析振动声学指纹信号。ATF图谱把振动图谱进行了排序及计算，把不同类型的振动波形归一化处理，所以能在不同ATF图谱之间进行比对。右下图为时频能量分布矩阵在有载分接开关诊断中应用。我公司振动声学指纹监测技术的优势：公司简介：杭州国洲电力科技有限公司，专注于综合智慧能源服务领域内发、输、变、配、用、储等全过程的各主设备参量监测、数据分析和状态评价技术的研制，致力于为领域内的各科研院所、专业院校、设备管理、工程服务、发电、设备制造等合作方提供前列的解决方案。特高压GIS振动