基于改進HHT算法的GIS機械振動信號時頻分析

鄭浩， 朱勝龍， 歐陽昱， 李檀(. 安徽省電力公司，安徽 合肥　300；. 山東大學 電氣工程學院，山東 濟南　5006)

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氣體絕緣金屬封閉開關設備(Gas Insulated Switchgear，GIS)會產生多種機械缺陷，例如螺絲松動、斷路器操作機構失靈、互感器振蕩等。因此通過監測機械故障來診斷GIS內部早期缺陷能夠提高GIS的運行穩定性。GIS內部故障產生的振動信號通過介質傳遞至GIS筒體，對于運行中的GIS設備，常在筒體表面放置傳感器，接受傳遞過來的振動信號，從而檢測GIS是否運行異常，即發生故障。由于振動信號檢測法抗干擾能力強，并且與電網中廣泛使用的超高頻檢測法可以形成互補，用來檢測中低頻信號，方便可靠。

但是，現階段對于GIS的故障研究仍多集中于局部放電[1]方向，采集的振動信號也多為頻率較高的電磁波信號，對存在更廣泛的、頻率較低的機械故障信號研究較少。由于GIS結構的復雜性，對現場運行中的GIS的振動特性[2-5]更少研究，文獻[2]40中，徐天樂等人對運行中的GIS的振動信號進行了實測，但數據獲取困難且數據量有限，未能分析出GIS具體的故障問題。文獻[3]17中，程林等人對正常和異常的混合型高壓開關設備(Hybrid Gas Insulated Switchgear, HGIS)振動信號進行多次檢測處理，并從統計角度得出對應振動幅值和次數關于頻率的相關圖，但并沒有指明故障問題。

常用的處理振動信號時頻的方法是希爾伯特黃變換(Hilbert-Huang Transformation, HHT)算法，即對經過經驗模態分解(Empirical Mode Decomposition， EMD)算法預處理后得到的信號進行希爾伯特變換(Hilbert Transformation, HT)處理，但經驗模態分解作為一個成熟的分析時頻信號的方法，仍然存在不少問題，其中比較嚴重的就是易產生虛假分量和模態混疊現象。……