肖业旺
（广州地铁集团有限公司，广东，广州?510030）
摘要：本文研究的目的是对可视化接地柜刀闸进行研究，通过探究刀闸故障问题，并对可视化接地柜刀闸操作机构中的异步接地柜机的电流特性予以分析，得出电机典型的电流时间特性曲线，并由此找出可作为监视接地柜隔离开关状态的动态故障特征量，继而总结出可视化接地柜刀闸故障特征量的提取方法，本文也旨在为以后该领域的研究提供一些参考。
关键词：可视化；刀闸故障；接地柜
接地柜刀闸即带有接地柜操作机构的隔离开关，是变电站使用最多的一种电气设备，可在无负荷电流的条件下分、合电路，对电力系统电路进行隔离，形成明显的断开点。隔离开关的本体分合闸操作主要由隔离开关的接地柜操作机构和机械传动机构配合完成。因其机构外露及使用时机械撞击力量大，其正常的磨耗和损坏频度高，是变电场站检修维护占据工作量较大份额的一类设备。
1.接地柜刀闸常见故障
接地柜开关是带有接地柜操作机构的隔离开关。它是变电站中最常用的电气设备之一。它可以在无负载电流条件下打开和关闭电路，以隔离电力系统电路并形成明显的断开连接。点。接地柜开关的打开和闭合操作主要是通过隔离开关的接地柜操作机构和机械传动机构的配合来完成的。由于其暴露的机制和使用过程中的高机械冲击力，其正常磨损和损坏频率很高。其作为一种设备，在变电站维护中需要承担很大的工作量。
变电站的接地柜开关大多在室外开放，其操作机构暴露在阳光和雨水中，并且受周围空气质量和灰尘的影响很大。日常操作的数量是有限的。轴销，轴承和其他机械传动组件被润滑并且相对运动少。运行一段时间后，传动机构将经常生锈和卡住。当隔离开关未闭合到位时，动触头和静触头不在一条直线上，这将导致隔离开关的接触不良，并因发热而导致严重的安全隐患。
长期操作卡纸将导致隔离开关传动杆的旋转角损失，从而导致开关位置不正确。另外，在隔离开关的操作过程中，除了机械传动机构中的上述问题外，还面临着接地柜操作机构行程开关不灵敏，传动齿轮断齿，维护不当和调节不当的问题。机构位置，电机内部故障和动力不足。这将导致隔离开关无法打开和关闭接地柜，给操作和维护带来很大困难，并且不符合系统安全运行的要求。
2.可视化接地柜刀闸数据采集与无线通信网络硬件装置研制
在可视化接地柜的开合操作中，为了准确、快速地提取可视化接地柜的启动电流，工作电流和工作时间，并将其提供给系统进行分析和判断，需要进行专门的设计和开发。必要的监控设备，可以在刀开关现场安装和操作的特殊条件下，连续地采集可视化接地柜的当前数据；无线通信网络，可以在强电磁场环境下将数据稳定地传输到后台系统。。
2.1 系统整体设计
变电站隔离开关状态监测预警系统的结构如图2-1所示，主要由隔离开关状态数据采集硬件，无线通信网络，隔离开关状态监视和预警系统分析软件组成。系统使用隔离开关综合测试仪通过电流传感器采集隔离开关电机的定子电流信号。经过预处理和数字化后，数据通过VW-NET无线网络上传到系统上层计算机，并且上层计算机软件配置为监视，预警管理和设备帐户。管理和通信管理功能模块负责收集，处理和存储隔离开关的状态数据。
图2-1 系统结构框图
2.2 无线主站
无线主站的逻辑框图如图3-2所示。作为整个Zig Bee网络的中心，无线主站具有诸如建立，维护和管理网络以及分配网络地址之类的功能。无线主站通常安装在主控制大楼中，并通过网络电缆与安装了系统软件的PC连接。无线主站由电源系统，zigbee模块，以太网到UART模块，RS232接口电路，看门狗电路和指示灯指示组成。
图3-2 无线主站逻辑框图
3.基于专家系统的故障诊断技术
3.1专家系统定义
专家系统(expert system, ES)作为人工智能的一个分支，其研究非常活跃，并且实用化成果突出。在某一专业领域的专家系统实际应用中，知识工程师首先通过某种途径获取相关系统知识，并通过知识库存放被运用某种方法表示的知识，运用某种推理机制操控系统的知识库以及整个系统，当用户输入某些信息、数据或指令给人机接口界面，专家系统最终可以像专家一样能够解决工程中的实际困难、复杂问题。
3.2 可视化接地柜刀闸状态监测及故障预警专家系统设计
本文的专家系统推理引擎结合了隔离开关设备的帐户参数，数据库中运行操作和维护测试历史数据以及实时隔离开关状态监控数据，并以额定隔离开关机构进行水平分析。知识库中的参数和正常操作调试数据。与纵向相比，当隔离开关的状态数据连续两次出现异常时，系统会推断出隔离开关的健康状态，发出预警信号，并在知识上模拟隔离开关的特性数据根据隔离开关规则和运维人员的故障诊断经验，分析故障特征量的变化趋势，当隔离开关状态数据连续三次出现异常时，系统推断故障结果并作出大修决策。
本文利用成熟的专家系统人工智能技术，实现了隔离开关状态监测预警系统的核心功能，用于隔离开关异常预警和维修决策，并建立了隔离开关状态评估与故障诊断模型。
结语
综上所述，当传动机构生锈和卡住时，隔离开关无法打开和关闭。隔离开关不仅不能关闭，拒绝打开，而且传动机构破裂，还可能导致瓷瓶破裂甚至破裂，从而导致设备故障。跳闸的严重后果会影响电网的正常运行。鉴于变电站电气开关的操作缺乏技术监控方法，不可能及时判断开关操作的故障，预警开关的健康状况，发展状态的思想提出了电气开关监控预警系统。
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