目前針對GIS較成熟的監(jiān)測方法，主要有電氣法、聲測法及化學(xué)分析法三大類，以上監(jiān)測方法均針對的是放電性故障所產(chǎn)生的電磁、聲、光、電弧分解產(chǎn)物等物理量。但在GIS的運(yùn)行中，除了放電性故障之外，機(jī)械性故障也是導(dǎo)致事故發(fā)生的一大主要原因，當(dāng)GIS存在開關(guān)觸頭接觸異常、殼體對接不平衡、導(dǎo)桿輕微彎曲等缺陷時，在開關(guān)操作的機(jī)械力、負(fù)載電流產(chǎn)生的交變電動力等因素的作用下會產(chǎn)生機(jī)械性運(yùn)動，造成設(shè)備異常振動。GIS的異常振動對其本體有很大危害，會造成SF6氣體泄露、盆式絕緣子和絕緣支柱損傷、外殼接地點懸浮等缺陷，長期發(fā)展可能導(dǎo)致絕緣事故的發(fā)生。因此，加強(qiáng)對GIS機(jī)械性故障的監(jiān)測，是保證GIS安全運(yùn)行的重要手段。杭州國洲電力科技有限公司的企業(yè)愿景與使命。國洲電力振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測監(jiān)測試驗

3.3.2繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)分析下圖3.10a為變壓器運(yùn)行時繞組及鐵芯的聲紋振動時域信號。為更直觀地分析繞組及鐵芯運(yùn)行狀態(tài)，采用頻域法分析聲紋振動信號。如下圖3.10b所示，基于聲紋振動信號的頻域分布，提取峰值頻率、總諧波畸變率、基頻能量比、互相關(guān)系數(shù)特征參量作為分析參數(shù)。各特征參量定義及解釋如下：

3.3.2.1峰值頻率：頻譜圖中比較大幅值對應(yīng)的頻率值。3.3.2.2總諧波畸變率(TotalHarmonicDistortion,THD)所有50Hz整數(shù)倍諧波分量的有效值與基頻100Hz分量有效值的比值，計算公式：THD=i=0nVi2V1，其中V1為100Hz基頻分量有效值，Vi為各諧波分量有效值，i為頻率索引值。正常狀態(tài)下，由于100Hz基頻分量為振動頻譜圖的主要成分，總諧波畸變率應(yīng)較小；存在故障時，諧波分量增加且峰值頻率發(fā)生偏移，總諧波畸變率變大 開關(guān)設(shè)備聲紋振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測案例杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的科研合作背景。

綜上所述，采用聲紋振動法監(jiān)測變壓器OLTC、繞組及鐵芯的狀態(tài)，適用于帶電監(jiān)測/在線監(jiān)測，與變壓器無電氣連接而不影響正常運(yùn)行，有安裝方便、安全、可靠等優(yōu)點。我公司結(jié)合多年技術(shù)預(yù)研儲備及現(xiàn)場技術(shù)服務(wù)經(jīng)驗，成功研制出GZAFV-01型聲紋監(jiān)測系統(tǒng)，既有固定安裝的長期在線監(jiān)測式，也有便攜式的帶電監(jiān)測系統(tǒng)及可移動的在線重癥監(jiān)護(hù)式。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動傳感器、驅(qū)動電機(jī)電流傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置（在線監(jiān)測式：IED，便攜/手持式：主機(jī)；下文皆用IED/主機(jī)簡稱）、云服務(wù)器、通訊單元及供電單元構(gòu)成；操控及監(jiān)測數(shù)據(jù)分析軟件結(jié)合包絡(luò)分析、重合度分析、小波分析、能量分布矩陣、時域信號頻譜分析等多種算法，并提取故障診斷特征參量，在線狀態(tài)下實現(xiàn)變壓器OLTC、繞組及鐵芯的健康態(tài)勢評價與故障類型診斷。

電力系統(tǒng)中的開關(guān)類設(shè)備主要包括GIS、AIS（敞開式斷路器）、GIS/敞開式的隔離開關(guān)、開關(guān)柜斷路器等。各類開關(guān)設(shè)備的材料、工藝、設(shè)計、安裝過程中的缺陷以及頻繁動作極易引起機(jī)械故障，嚴(yán)重時更會導(dǎo)致電氣火災(zāi)、停電等事故，現(xiàn)有狀態(tài)檢修方式的試驗周期長、耗費(fèi)人力物力、檢修效率低等缺點，較大地影響設(shè)備正常運(yùn)行。GIS是當(dāng)今輸電網(wǎng)絡(luò)中一種應(yīng)用***的電氣設(shè)備。通過將變電站中斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、PT、CT、避雷器、連接母線、電纜終端、進(jìn)出線套管等一次設(shè)備經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計并有序地結(jié)合為整體，在金屬殼內(nèi)封裝起來，內(nèi)部充SF6氣體作為滅弧和絕緣介質(zhì)組成的封閉組合電器。與傳統(tǒng)的敞開式相比較，GIS具有占地面積小、可靠性高、安全性強(qiáng)、運(yùn)行維護(hù)工作量很小等優(yōu)點，因而被大量使用在重要負(fù)荷、樞紐變電站中。但由于其采用全封閉結(jié)構(gòu)，一旦發(fā)生故障，影響范圍大并且難以準(zhǔn)確定位及快速搶修，將會帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。隨著GIS逐步在特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)推廣應(yīng)用，設(shè)備故障所造成的影響將進(jìn)一步加大。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的實際應(yīng)用價值。

GIS在帶電運(yùn)行過程中除了機(jī)械故障會導(dǎo)致異常振動外，放電性故障（如絕緣子內(nèi)部缺陷、螺絲松動、懸浮電位放電、毛刺前列放電、金屬微粒放電等）也會導(dǎo)致聲紋振動信號的產(chǎn)生。因此，通過深入研究GIS本體的聲紋振動信號特征可發(fā)現(xiàn)GIS機(jī)械性故障及放電性故障，具有監(jiān)測***、監(jiān)測結(jié)果互相補(bǔ)充的特點。基于聲紋振動信號的在線監(jiān)測，可在GIS帶電運(yùn)行狀態(tài)下及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，并及時預(yù)警，從而延長使用壽命，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。我公司以聲紋振動信號為主，結(jié)合電流、位移等其他參量的在線監(jiān)測，開發(fā)了故障診斷算法（***軟著權(quán)）并提取相關(guān)特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動監(jiān)測系統(tǒng)，適用于開關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測（便攜診斷式、手持巡檢式）、在線監(jiān)測（長期固定式、短期移動式）。杭州國洲電力科技有限公司振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測技術(shù)的環(huán)保效益分析。校驗振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測平臺

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GIS及開關(guān)柜的斷路器監(jiān)測技術(shù)的功能特性◆具備聲紋振動、分/合閘線圈/儲能電機(jī)電流、行程、分/合閘位置等監(jiān)測功能。◆具備聲紋振動、電流波形、行程曲線、壓力變化記錄及展示功能，自動計算峰值電流、電流上升速率、動作時間與時長、行程、分合閘位置與次數(shù)等參數(shù)。◆IED/主機(jī)支持多通道信號同步實時采集，通道數(shù)不小于8個（可定制）。◆具有比對分析功能：可將現(xiàn)測與標(biāo)準(zhǔn)/歷史的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行橫向/縱向比對分析。◆具有斷電不丟失存儲數(shù)據(jù)，復(fù)電自動啟動/復(fù)位功能；可連續(xù)監(jiān)測、存儲及導(dǎo)出1000次以上斷路器動作數(shù)據(jù)。◆斷路器每次動作后，IED/主機(jī)主動評估斷路器運(yùn)行狀態(tài)，并自動上傳分析結(jié)果。◆智能分析：依托于我公司建立的海量典型故障案例的數(shù)據(jù)庫，包絡(luò)分析后可快速實現(xiàn)歷史信號重合度比對開展智能分析，更直觀、快速地判斷電力設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。為量化信號重合度比對，引入互相關(guān)系數(shù)的計算，當(dāng)實時采集信號包絡(luò)分析曲線與正常狀態(tài)包絡(luò)分析曲線的互相關(guān)系數(shù)：接近1時，被測設(shè)備是接近正常狀態(tài)。接近0時，被測設(shè)備是可能存在故障的異常狀態(tài)。下圖3.5所示為斷路器典型聲紋振動和儲能電機(jī)電流的信號包絡(luò)曲線圖。國洲電力振動聲學(xué)指紋在線監(jiān)測監(jiān)測試驗