電器設備狀態檢測（簡體書）

本書涉及電氣工程、傳感技術、信息技術、通信技術和人工智能等多學科技術，針對電器設備狀態檢測新技術，從設備劣化機理、狀態感知、信號處理及通信、檢測系統設計、故障診斷和電壽命評估等方面進行了探討。全書分四大部分，共11章。第壹部分講述電器設備狀態檢測的國內外研究現狀，以及電器設備劣化規律，由第1～2章組成；第二部分為電器設備狀態特徵量信號的提取、信號處理方法、信號傳輸與通信，由第3～6章組成；第三部分為電器設備狀態檢測系統的設計，由第7～10章組成；第四部分為觸頭電接觸性能測試系統設計，為本書的第11章。
本書既可以作為高等院校本科生和研究生教學科研用書，也可以為科研人員開展相關方面研究工作提供參考和借鑒。

電器設備是電力系統的核心主設備，也是實現電力系統保護、控制和調節的關鍵設備

序前言第1章緒論11.1電器設備狀態檢測研究的必要性11.2電器設備狀態檢測的研究現狀21.3電器設備狀態檢測領域中的關鍵技術5參考文獻6第2章電器設備狀態劣化規律研究92.1電器設備的劣化類型92.1.1電連接狀態劣化92.1.2絕緣特性劣化102.1.3機械特性劣化112.1.4環境劣化112.2電連接狀態劣化的規律研究122.2.1接觸電阻過大122.2.2觸頭材料的侵蝕與轉移132.2.3電連接處熔焊132.3絕緣劣化的規律研究132.3.1絕緣特性的表徵方法132.3.2洩漏電流隨電氣特性劣化的變化規律152.3.3局部放電超高頻信號隨絕緣劣化的變化規律162.4機械特性劣化規律的仿真研究202.4.1多體動力學概述202.4.2ADAMS軟件包簡介202.4.3VS1型真空斷路器操動機構仿真分析212.4.4真空斷路器動觸頭所受短路電流電動力分析252.4.5高壓斷路器操動機構故障狀態仿真分析362.4.6主軸角位移行程曲線的參數化描述422.5環境劣化的規律研究442.5.1自然環境導致的電器設備性能的劣化442.5.2導線過載導致電纜絕緣老化452.5.3設備內部分解產物造成的劣化46參考文獻46第3章電器設備狀態特徵量信號的現場提取483.1環氧絕緣套管絕緣劣化規律及洩漏電流信號的現場提取483.1.1環氧絕緣套管絕緣特性劣化判據的實驗確定483.1.2使用引流環的洩漏電流信號的現場提取493.2GIS局部放電超高頻信號的現場提取513.2.1GIS局部放電超高頻信號的傳播特性513.2.2超高頻傳感器及其安裝位置的選擇553.2.3GIS局部放電超高頻信號的採集與調理電路613.3電連接處溫度信號的現場提取663.3.1電連接處溫度的在線監測方法663.3.2基於熱電效應的接觸式測溫技術703.3.3基於熒光光纖溫度傳感器的接觸式測溫技術733.3.4基於紅外輻射的非接觸式測溫技術753.4斷路器機械狀態參量的現場提取773.4.1斷路器機械狀態的主要特徵參量773.4.2二次線圈電流信號的現場提取803.4.3動觸頭位移信號的現場提取823.4.4斷路器三相分（合）閘同期性的現場提取833.5其他一些狀態信號的現場提取方法853.5.1電器設備內部弧光信號的現場提取853.5.2SF6氣體狀態特徵量的現場提取863.5.3真空滅弧室的真空度信號現場提取89參考文獻92第4章電器設備局部放電與振動信號的分析處理技術944.1常用的信號處理方法944.1.1時域分析方法944.1.2頻域分析方法954.1.3時頻域分析方法964.1.4Chromatic法1004.2局部放電UHF信號的分析與處理1034.2.1UHF信號典型特徵1034.2.2GIS局部放電的識別方法1054.2.3GIS局部放電的定位方法1064.3振動信號處理與分析1074.3.1利用小波包分解對斷路器振動信號進行去噪處理1084.3.2小波包頻帶能量分解在斷路器振動信號分析中的應用1094.3.3斷路器分合閘動作中的事件識別1114.3.4斷路器機械故障診斷1154.3.5斷路器三相同期性在線監測119參考文獻120第5章電器設備在線檢測系統的通信技術1235.1IEC 61850標準通信協議1235.2基於IEC 61850的通信系統設計1295.2.1下位機主控板通信模塊硬件設計1305.2.2下位機主控板通信軟件設計1325.2.3上位機通信軟件（MMS通信客戶端）的設計1365.3IEC 61850客戶端通信調試140參考文獻144第6章信號傳輸方式的研究1456.1基於光纖技術的信號傳輸方式1456.2基於紅外技術的信號傳輸方式1476.3基於射頻技術的信號傳輸方式148參考文獻152第7章電器設備故障診斷專家系統1537.1專家系統框架的構架1537.2專家系統知識庫的建立1557.3專家系統的推理機制1587.4專家系統數據庫及其配置1627.4.1數據庫1627.4.2配置系統1637.5基於模型的診斷專家系統1637.6基於神經網絡的故障診斷專家系統實例1717.7基於支持向量機的壽命預測專家系統實例1737.8基於循環神經網絡的壽命預測專家系統實例176參考文獻178第8章基於弧觸頭燒蝕的電壽命評估方法1808.1高壓斷路器的弧觸頭燒蝕1808.1.1高壓斷路器的開斷過程1808.1.2影響弧觸頭燒蝕的因素1818.2弧觸頭燒蝕參數測量技術1828.2.1光譜診斷技術1828.2.2動態回路電阻法1888.3電壽命數值計算評估方法1918.4基於弧觸頭單獨接觸行程的電壽命評估方法1928.5基於chromatic 電弧光譜分析的觸頭燒蝕預測方法1988.5.1波長域數據處理法1988.5.2時域數據處理法1998.5.3線性回歸數據處理法2008.5.4chromatic光譜數據處理法2008.5.5chromatic光譜處理結果分析2098.5.6帶噴口時銅鎢觸頭的燒蝕研究211參考文獻214第9章電器設備在線檢測中的電磁兼容問題2159.1在線檢測系統的電磁兼容設計2159.1.1電源系統的抗干擾設計2169.1.2硬件電路的抗干擾設計2179.1.3抗干擾薄弱環節的定位及其優化方法2209.2基於Ansoft的電磁兼容性能仿真分析2229.2.1Ansoft Designer模塊2229.2.2Ansoft HFSS模塊2239.2.3Ansoft SIwave模塊2249.2.4電路板級電磁兼容性能仿真分析實例2259.2.5紅外溫度傳感器外殼電磁兼容性能仿真分析實例2279.2.6在線監測系統機箱電磁兼容性能的仿真分析231參考文獻235第10章電器設備狀態在線檢測應用實例23610.1典型的特徵信號前處理23610.1.1信號隔離技術23610.1.2信號濾波技術23810.1.3信號放大技術24110.1.4V/F轉換24210.2人機交互界面24410.2.1下位機界面24410.2.2上位機界面24610.3MCU及最小系統24810.3.1XC878系統及其外設24810.3.2STM32F407系統及其外設24910.3.3MPC8247系統及其外設250參考文獻252第11章觸頭電接觸性能測試原理及應用25311.1觸頭在電弧作用下的失效機理及國內外對觸頭電接觸現象的研究現狀25311.1.1觸頭在電弧作用下的失效機理25411.1.2觸頭電接觸現象的研究方法25511.2觸頭電接觸參數的測量25611.2.1接觸電阻的測量25611.2.2接觸壓力與熔焊力的測量25911.2.3電弧參數的測量26111.3觸頭電接觸測試系統設計26411.3.1系統結構及硬件構架26411.3.2系統軟件設計268參考文獻273