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橋梁振動監測

變壓器運輸衝擊記錄儀衝撞記錄儀問題3

2015/2/4

  變壓器運輸衝擊記錄儀衝撞記錄儀問題3

  六、機械衝擊脈衝基本原理

  機械衝擊脈衝是正弦曲線波形。

  衝擊脈衝的潛在損害取決於它的:振幅波峰和波形

  2波峰的單位為“g”,1g =9.8m/s 。

  波形有三種描述形式,任何一種均可以適用於變壓器:

  1.頻率

  2.持續時間

  3.速度變化(ΔV)

  頻率是每秒鍾的周期,單位是赫茲(Hz)。持續時間是與秒對應的時間,通常的單位是毫

  秒(ms)。精確的表述公式如下:

  持續時間 = (1÷頻率)÷2

  頻率 = (1÷持續時間)÷2

  圖 3 說明了衝擊波或撞擊波與時間的關係。該波形是正弦曲線,y 軸方向是加速度

  2g(g=9.8m/s ),x 軸是時間毫秒(ms)。

  圖 3 衝擊脈衝對比

  衝擊的兩個部分能導致損害,是加速度振幅和速度變化(ΔV)。速度的變化,或者衝

  擊的加速度時間所經曆的域,都可以認為是衝擊能量。速度變化越大,能量越大。隻有當最

  低的速度變化達到時,才能對變壓器形成損害。這個速度稱之為關鍵速度變化。低於關鍵速

  度變化時,盡管有加速度但不會發生損害。事實上,是衝擊沒有足夠的能量對變壓器形成損

  害。然而,這也並不意味著,超過關鍵速度變化時,損害就發生。如果速度的變化是以物體

  能夠接受的程度發生的,速度變化可以很大但不會導致損害。然而,當關鍵速度和關鍵加速

  度同時超過時,就會出現損害。

  在圖 3 中,2000g@ 0.1ms(振幅=2000g 和持續時間=0.1ms 頻率:500Hz)的鐵路振動

  藍色波形並非一直處於損害狀態,原因就在於並沒有達到關鍵的 ΔV,而作為一個幾英寸(取

  決於變壓器的重量,體積和衝擊麵的性質)的下落可能會產生 7g@50ms 的紅色衝擊波形(振

  幅=7g 和持續時間=50ms 頻率:10Hz),從而損害變壓器。因此,對於損害的發生,振幅並

  不是唯一的決定因素,還有持續時間或脈衝頻率要必須考慮。這兩者合起來稱之為物體的損

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  變壓器運輸衝擊記錄儀衝撞記錄儀問題3

  害極限,也稱為 NOSS(非操作性衝擊說明)。變壓器的易損害性或 NOSS 應該以以下某一種

  形式定義:

  4.依照關鍵振幅和持續時間(例如,7g@50ms)

  5.依照關鍵振幅和頻率(例如,7g@10Hz)

  6.依照關鍵振幅和關鍵速度變化(ΔV)(例如,7 g@ 2.18m/s)

  衝擊的潛在損害可以用下述的衝擊波頻率變換來分析:

  7.FFT(Fast Fourier Transformation 快速傅立葉變換)

  8.PSD(Power Spectral Density 功率譜密度)

  七、變壓器易損害性評估

  變壓器的易損害性取決於它的材料性質,質量,體積和設計。由於變壓器的形狀和經濟

  價值,因此不可能用標準的墜落或衝擊測試試驗來建立他們的損害性數據庫。通過分析軟件

  或更詳細的有限元分析(FEA),使用衝擊響應譜(SRS=Shock Response Spectrum)可以理

  論上計算損害性。評估變壓器損害性的最實際的方式是用衝擊記錄數據來建立維護數據庫,

  並用試驗方法來確定某一種特定設計的變壓器的平均損害性。

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