振動聲學指紋監測技術簡介

20世紀80年代，振動聲學指紋監測技術***被日本學者應用于斷路器的故障檢測中，發展至今，該技術先后應用于變壓器、GIS等設備的狀態評估。該方法的基本思想是利用振動加速度傳感器，非介入性地監測設備運行過程中的振動聲學指紋信號，獲取設備狀態信息和作模式，從而實現對繞組變形、機構卡滯、松動、變形、磨損、潤滑等機械隱患或故障的自動診斷。國內外關于該項技術的應用尚處于起步階段，形成的標準包括《IEC60076-10Powertransformers-Part10:Determinationofsoundlevels》、《GB-T1094.10-2003電力變壓器第10部分：聲級測定》、《DLT1540-2016油浸式交流電抗器（變壓器）運行振動測量方法》、《國家電網公司變電檢測通用管理規定第11分冊機械振動檢測細則》。現有標準*規定振動加速度幅值、振動位移、聲壓級等參量的測量，缺少有效的故障診斷和設備狀態評價方法。本匯編材料為我公司結合多年研發及現場實測經驗，形成的電力設備振動聲學指紋監測技術體系。 GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監測系統技術-敞開式斷路器監測技術功能特性。杭州GZAF-1000T系列電抗器振動振動報價表

GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動聲學指紋監測系統基本功能：支持多通道信號同步實時地采集、顯示及分析；?具有時間觸發和電流觸發功能，可手動選擇信號觸發方式；?可將任意兩次測量的圖譜進行相似度分析，并自動計算圖譜的重合度；?具有先進的能量譜分析功能，并能自動識別能量譜比較大的高低頻能量頻率；?獨有的信號處理功能，生成振動聲學指紋信號ATF圖（**算法，**所有），更直觀、更便捷分析有載分接開關及繞組和鐵芯的運行狀態；?具有繞組及鐵芯振動聲學指紋信號頻譜分析功能，自動識別峰值頻率偏移及諧波增量，實時分析繞組及鐵芯運行狀態；?振動聲學指紋信號和電流信號歷史數據曲線趨勢功能；?信號閾值告警功能，軟件自動分析信號增長趨勢，實現自動告警，也可手動設置告警閾值，支持短信告警；?智能分析功能：系統軟件內置海量故障特征的數據庫，可與測得的數據進行比對，通過信號波形、時間長度和幅值等特征值，診斷分析故障類型；也可添加新測得的數據，方便后期橫向、縱向比較。杭州GIS振動聲紋操作GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監測系統技術GIS本體監測技術背景。

自由場傳聲器是一種利用電容量變化而引起聲電轉換作用的傳聲器，其結構如右下圖所示。傳感器是由一個振動膜片和固定電極組成的一個間距很小的可變電容器，當膜片在聲波作用下產生振動時，振動膜片與固定電極間的距離便發生變化，引起電容量的變化。在電容器的兩端有一個負載電阻R 及直流極化電壓E，電容量隨聲波變化時，在R 的兩端就會產生交變的音頻電壓。二、信號分析及處理方法。信號處理于分析是振動聲學指紋監測中的關鍵，主要包括以下分析方法：(1)頻譜分析振動聲學指紋信號時域波形*反映振動加速度幅值、振動位移、聲壓級等參量。頻譜分析采用傅里葉變換將時域信號轉換為頻域信號，從而直觀地反映信號頻率分布，并可提取峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關系數、頻率復雜度、振動平穩性、能量相似度、振動相關性等特征參量等特征參量，作為判斷設備運行狀態的特征參量。下圖為變壓器本體振動聲學指紋的時域及頻域信號。

杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋監測系統技術規范:6.技術要求:b)監測主機具備多個感知點開展實時的連續性或周期性的自動監測功能；c)具備分析診斷功能，可向監測單元傳送標準化數據、分析結果和預警信息，并接收下傳的控制命令；d)具有比對分析功能，可將監測數據與標準信號、歷史監測信號進行比對分析；e)具有斷電不丟失存儲數據、復電自啟動、自復位的功能，可連續監測、存儲及導出1年以上數據；f)具備振動聲學指紋信號時域波形展示、包絡分析、ATF圖譜、頻譜分析功能，可自動提取峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關系數、頻率復雜度、振動平穩性、能量相似度、振動相關性等特征參量，以作為設備運行狀態分析參數，且用戶可定義設置報警閾值。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋監測系統技術結構組成。

系統結構：GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動聲學指紋監測系統由壓電式加速度傳感器、驅動電機電流傳感器、數據采集裝置、云服務器（采用B/S結構）、通訊子系統及供電系統構成，系統機構圖如下圖2所示。傳感器---GZAF-1000T系列變壓器/電抗器振動聲學指紋監測系統傳感層由6路壓電式加速度傳感器及1路電流傳感器構成，各傳感器外觀及參數如下表1所示。壓電式加速度傳感器集成電荷放大器，將振動信號轉換成與之成正比的電壓信號；電流傳感器采用微型卡扣結構，便于現場安裝，節省空間。采用3路壓電式加速度傳感器獲取有載分接開關振動信號，振動傳感器通過固定底座安裝在變壓器/電抗器外壁，安裝位置通常選取平行于分接開關垂直傳動桿方向，且盡量靠近分接開關觸頭組處。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學指紋監測系統技術規范。智慧化功能振動技術簡介

GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監測系統技術-GIS及開關柜的斷路器監測技術背景。杭州GZAF-1000T系列電抗器振動振動報價表

GZAF-1000S系列高壓開關振動聲學指紋監測系統功能特性：采用加速度傳感器監測GIS本體振動聲學指紋信號，監測單元具備多個感知點開展實時的連續性或周期性的自動監測功能；?具備分析診斷功能：監測單元可向綜合分析單元傳送標準化數據、分析結果和預警信息，并接收下傳的控制命令；?具有比對分析功能：可將監測數據與標準信號、歷史監測信號進行比對分析；?具有斷電不丟失存儲數據、復電自啟動、自復位的功能，可連續監測、存儲及導出1年以上數據；?具備振動聲學指紋信號時域波形展示、頻譜分析(基頻為100Hz)功能，可自動提取峰值頻率、總諧波畸變率、頻譜互相關系數、頻率復雜度、振動平穩性、能量相似度、振動相關性等特征參量，以作為GIS運行狀態分析參數，用戶可設置報警閾值。?智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的數據庫，包絡分析后可快速實現歷史信號重合度對比開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設備運行狀態。為量化信號重合度對比，GZAF-1000S監測系統引入互相關系數的計算。當實時采集信號包絡曲線與正常狀態包絡曲線互相關系數接近1時，實時采集的信號接近正常運行狀態；當互相關系數接近0時，被測設備可能存在故障。杭州GZAF-1000T系列電抗器振動振動報價表

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