1.一种换流变分接开关典型机械故障模拟系统,包括加速度传感器(1)、分接开关故障模拟结构(2)、分接开关油箱(3)、振动平台(4)、控制单元(5)、储油罐(8);其特征在于:所述分接开关故障模拟结构(2)置于分接开关油箱(3)内,油箱(3)设置在用于模拟换流变压器本体振动的振动平台(4)上;所述分接开关故障模拟结构(2)包括:驱动电机(21)、转动轴伞齿轮(22)、转动轴(23)、涡轮(24)、弓形板(25)、曲柄(26)、弹簧(27)、槽轮机构(28)、主通断触头(29)、凸轮机构(210)、选择触头(211);驱动电机(21)的输出杆通过传动轴的齿轮(22)与转动轴(23)相连,转动轴(23)通过涡轮(24)带动弓形板(25),弓形板在转动过程中推动曲柄(26),使拉力弹簧(27)逐步拉伸储能,当曲柄(26)超过零点后,弹簧(27)储能释放,使曲柄(26)快速拨动槽轮机构(28),带动凸轮机构(210)和选择触头(211)动作,凸轮机构(210)带动主通断触头(29)开断;其中涡轮(24)、弓形板(25)、曲柄(26)、弹簧(27)、槽轮机构(28)、主通断触头(29)、凸轮机构(210)、选择触头(211)均为两支,两支涡轮设置转动轴(23)的前后两端,构成了两组相同的模拟分接开关;分接开关油箱(3)通过油道(7)和储油罐(8)相连;控制单元(5)分别与加速度传感器(1)、分接开关故障模拟结构(2)和振动平台(4)相连,向分接开关故障模拟结构(2)输出模拟分接开关动作的控制信号,向振动平台(4)输出用于模拟换流变分接开关本体振动的控制信号,接受来自加速度传感器(1)的振动信号;加速度传感器(1)安装在分接开关油箱(3)外壁用于检测分接开关故障模拟结构(2)的振动信号。
2.根据权利要求1所述的换流变分接开关典型机械故障模拟系统,其特征在于:在分接开关油箱(3)的侧壁开设四周密封的可打开式窗口,以便更换分接开关故障模拟结构(2)。
3.根据权利要求1所述的换流变分接开关典型机械故障模拟系统,其特征在于:在油道(7)上安装油泵(6),所述油泵(6)与控制单元(5)相连,更换分接开关故障模拟结构(2)时,控制单元(5)控制油泵将油箱(3)中绝缘油抽空,更换完成后向油箱(3)中注油。
4.根据权利要求1或3所述的换流变分接开关典型机械故障模拟系统,其特征在于:所述换流变分接开关典型机械故障模拟系统还包括基座(9),将所述储油罐(8)安装在基座(9)上。
5.根据权利要求1所述的换流变分接开关典型机械故障模拟系统,其特征在于:其中,所述选择触头(211)包括多个沿圆周等间隔设置的触头。
6.根据权利要求1或5所述的换流变分接开关典型机械故障模拟系统,其特征在于:将转动轴轴齿轮(22)经电火花处理后模拟分接开关中的故障齿轮,电火花处理包括点蚀和剥落两种方式;采用故障弹簧代替快速切换机构的正常弹簧(27)用于模拟分接开关中的弹簧故障;将凸轮结构(210)表面经电火花处理至点蚀或表面裂纹状态模拟分接开关中的凸轮疲劳故障;松动用于固定选择触头(211)的螺丝,模拟触头松动状态。
7.一种基于权利要求1-6任一权利要求所述模拟系统的换流变分接开关典型机械故障模拟方法,其特征在于,所述典型机械故障模拟方法包括以下步骤:步骤1:通过控制单元(5)向振动平台(4)发出指令,模拟换流变压器本体振动;步骤2:通过加速度传感器(1)采集分接开关故障模拟结构(2)正常动作的波形,并与换流变分接开关实际的振动波形进行比较,依据比较结果设计模拟机构的动作参数;步骤3:操作分接开关故障模拟结构(2),模拟换流变分接开关多种故障形式;步骤4:通过加速度传感器(1)采集不同故障模拟状态下的振动信号,由控制单元(5)上传至后台主机进行分析。
8.根据权利要求7所述的换流变分接开关典型机械故障模拟方法,其特征在于:在步骤3中,通过操作分接开关故障模拟结构(2)模拟换流变分接开关故障包括以下内容:步骤3-1:用经电火花处理的故障伞齿轮代替正常的转动轴的齿轮,电火花处理包括点蚀和剥落两种方式;步骤3-2:将转动轴的齿轮还原为正常状态,用故障的弹簧代替快速切换机构的正常弹簧,故障弹簧经拉伸处理,使其处于疲劳状态;步骤3-3:将快速切换机构的弹簧还原为正常状态,用故障的凸轮机构代替正常的凸轮机构,故障凸轮结构表面经电火花处理,模拟点蚀或表面裂纹;步骤3-4:将凸轮机构的还原为正常状态,松动用于固定选择触头的螺丝,模拟触头松动状态。
9.根据权利要求7或8所述的换流变分接开关典型机械故障模拟方法,其特征在于:在步骤3中,故障模拟包括以下三种情况,即单独模拟第一台分接开关存在故障,单独模拟第二台分接开关存在故障,模拟两台分接开关同时存在故障。