3.4GIS及开关柜的断路器监测3.4.1技术背景断路器在电力系统中起到保护和控制作用，它根据供电系统运行的需要来可靠地投入或切除相应的线路或电气设备，以确保电力系统安全运行。实现对断路器的在线监测，准确得知断路器的工作状态和故障部位，可以有效减小维护工作量，增强检修的针对性，显著提高供电系统可靠性和经济性。振动声学指纹信号、线圈分合闸电流、储能电机电流、行程及分合闸位置是断路器在线监测中非常重要的参数，是衡量断路器性能优劣的重要指标，因此通过在线监测系统准确提取振动声学指纹、分合闸电流、储能电机电流、行程及分合闸位置特征值，对判断断路器的健康状态具有重要意义。什么是声学指纹振动监测？杭州GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹监测技术主要产品
变压器/电抗器在生产、运输、安装过程中或在短路电流作用下，均会使绕组及铁芯压紧程度降低，绕组及铁芯故障分别约占变压器/电抗器整体故障的36%和4%，对变压器/电抗器抗短路电流冲击能力及安全稳定运行产生巨大威胁。绕组故障主要包括绝缘老化、受潮、匝间或绕组间短路、断路及机械损伤等，以上故障类型均可能导致绕组变形。传统的绕组变形检测方法有低压脉冲法(LVI)、频率响应分析法(FRA)和短路阻抗法(SCI)，以上方法*适用于离线或停电检测。铁芯典型故障包括压铁松动、铁芯接地不良、夹件松动或损伤，常用检测方法包括绝缘电阻测试及接地电流监测。采用声学指纹法检测绕组及铁芯状态，适用于带电监测/在线监测，不影响电力变压器/电抗器正常运行，且与设备无电气连接，具有安装方便、安全、可靠等优点。推荐振动好选择国洲电力变压器振动监测系统原理。
其中S1为100Hz基频分量的时域信号，Sj为原始信号，j为采样索引值。正常状态下，由于100Hz基频分量为振动声学指纹频谱图的主要成分，基频信号能量比应较大；存在故障时，谐波分量增加且峰值频率发生偏移，基频信号能量比变小。(4)互相关系数(r)：正常状态与实时测得振动声学指纹信号频谱图之间的相似度，计算公式如下：r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2其中Xi和Yi分别为正常状态与实时测得振动声学指纹信号的频域分布，X和Y为对应信号的平均值，互相关系数范围为0~1。正常运行时，相关系数应接近于1；存在故障时，信号频率分布发生改变，互相关系数减小。
r=i=0N-1[Xi-X][Yi-Y]i=0N-1[Xi-X]2i=0N-1[Yi-Y]2(6)能量相似度(EDR):能量相似度分析用于衡量不同负载条件下测点振动能量的相似性,振动能量分布特性的改变能够反映GIS内部机械结构的变化，其定义为其中Xi和Yi分别为正常状态与实时测得振动信号的频域分布，X和Y为对应信号的平均值，互相关系数范围为0~1。正常运行时，相关系数应接近于1；存在故障时，信号频率分布发生改变，互相关系数减小。(4)频率复杂度(FCA)：频率复杂度的定义与信息熵类似，频率成分越复杂，对应的频率复杂度特征量越大，计算公式为：FCA=-fpfln(pf)pf=EfEf=100Hz+Ef=200Hz+⋯+Ef=200Hz其中f=100,200,…,2000Hz,Ef为对应频率信号能量，pf为振动频率为f的谐波比重值。(5)振动平稳性(DET):振动平稳性以理解为对振动信号周期性的一种衡量,如果振动平稳性较差，那么作为振动主要激励源的部件出现机械稳定性异常的可能性较大，其定义为DET=l=lminNlP(l)l=1NlP(l)其中，l**信号递归图中斜对角线的长度，P(l)**对角线长度为l的对角线的条数，Im**斜对角线的最小长度。DET值是一个介于0和I之间的数，对于正常运行的GIS而言，其机械结构确定性很高，其DET值接近1。杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹监测技术报表生成功能。
二、相关标准1、GB/T4208外壳防护等级（IP代码）；2、GB/T10230.1分接开关第1部分：性能要求和试验方法；3、GB/T10230.2分接开关第2部分：应用导则；4、DL/T265变压器有载分接开关现场试验导则；5、DL/T574变压器分接开关运行维修导则；6、DL/T846.8-2017高电压测试设备通用技术条件第8部分：有载分接开关测试仪；7、DL/T860变电站通信网络和系统；8、DL/T1430变电设备在线监测与诊断系统技术导则；9、DL/T1432.1变电设备在线监测与诊断装置检验规范第1部分：通用检验规范；10、DL/T1538电力变压器用真空有载分接开关使用导则；杭州国洲电力科技有限公司变压器/电抗器振动声学指纹监测系统结构。杭州GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹监测技术主要产品
杭州国洲电力科技有限公司振动声学指纹监测信号重合度分析。杭州GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹监测技术主要产品
五、系统软件简介（以在线版为例）5.1远端后台管理软件：通过云服务器账户登录，选择管理对象。图17本系统的远端后台管理软件界面5.2设备信息管理界面：包括设备名称、位置、编号等基本信息的填写。图18被试品的信息管理界面5.3主界面：包括项目管理、多通道信号同步显示、分析及其他工具及基本分析结果显示，可实现信号包络、重合度对比、能量分布、时频分布(ATF)等分析。图19本系统的软件主界面5.4声纹振动及驱动电机电流的信号包络分析可简化信号，直观反映设备运行状态。杭州GZAF-1000S系列高压开关振动声学指纹监测技术主要产品
