边缘 AI：主变 / 电抗器 / 开关柜振动与超声自采 SOP（可执行）

日期：约 2026-10-25（Asia/Shanghai）
定位：公开轴承集（CWRU / IMS / Paderborn）≠ 电力一次设备振动金标准。本文以站内可执行自采为主；公开集仅用于算法流水线验证。
本文不是型式试验、噪声振动型式报告或安规合规文件；不替代 DL/T 1540、T/CSEE 0225 等正式测量规程，也不替代业主《电力安全工作规程》与作业指导书。
衔接：edge-ai-roboflow-vibration-catalog.md（轴承公开集与缺口）、edge-ai-event-schema-acceptance.md、edge-ai-scada-104-pointlist-template.md、edge-ai-afci-pd-selfcollect-sop.md（柜内超声与局放边界）。

0. 一句话结论

• 公开轴承集：只跑通「采窗 → 特征/1D 模型 → MQTT → OTA」；禁止把 CWRU/IMS 的故障标签当主变/电抗器/开关柜缺陷类。
• 站内自采：油箱壁加速度（主）+ 接触/空气耦合超声（辅）；边缘发诊断事件 VIB_ABNORMAL / US_ABNORMAL，默认 quality=suspect 直至人工确认。
• 硬规则：AI 振动/超声告警不得接入保护跳闸、GOOSE 联锁或冷却器强制启停联锁；与保护网分 VLAN、分点号。

1. 与 CWRU / IMS / Paderborn 的关系（写死）

域差要点：轴承试验台是旋转机械高转速、故障特征频率清晰；主变/电抗器是 工频 2 倍基频（50 Hz 系统约 100 Hz）及其谐波、磁致伸缩与绕组受力主导；开关柜操动机构是 短时冲击 + 长静默。传感器安装（油箱壁法向 vs 轴承座）、EMI、负荷与分接档位耦合均不同——故公开集只能验流水线，不能验业务标签。

2. 采集对象与安全边界

2.1 对象分层

2.2 安全（必须写进作业指导书）

1. 带电安装：油箱壁测点优先地面/平台可达侧面；一般不在油箱顶部近高压处布点（与 DL/T 1540 安全思路一致）；保持电压等级对应安全距离，专人监护。
2. 传感器固定：磁座 / 胶粘 / 螺栓座以安规与厂家允许为准；电缆双层屏蔽、就近接地、固定防相对运动（避免电缆抖动假振）。
3. 禁止为采正样本而人为松动夹件、敲击带电设备、在运行一次回路制造缺陷。正样本仅来自：历史缺陷复测、停电检修可控激励（如有资质试验）、或业主书面批准的专项试验。
4. 雷雨、附近打桩/大型机械施工、明显外部振动源时暂停建库采集或标注为 ext_interfere。
5. 开关柜超声：优先门缝/观察窗空气耦合或厂家预留测点；打开柜门近距离须停电办票。
6. AI 告警只触发巡视与复核，不得自动操作分合闸、冷却器联锁或解锁保护。

3. 传感器、采样与测点

3.1 传感器选型建议

正式巡检/交接仍以业主执行的 DL/T 1540（运行振动测量方法）及团体标准 T/CSEE 0225（加速度法振动检测）等为准；本表只服务边缘 AI 自采数据集，不宣称计量溯源替代。

3.2 采样率、窗长与节奏

工况元数据必填：load_pct / 相电流、运行电压、分接档位、冷却器档位、顶层油温、环境温度、tap/fan_state、附近施工标记。无负荷与分接信息的振动窗不得单独当金标准异常。

3.3 测点布置（可执行最小集）

• 三相共体主变：高压侧与低压侧油箱壁各若干点；起步可用 每侧面 1～3 点（约 1/4 高度、避开加强筋中心若规程要求测壁板单元中心则按壁板单元布点）。
• 单相：前后侧面至少各 1 点。
• 电抗器：振动往往更大，优先壁板中部法向；记录是否近并联电抗器组其它相。
• 开关柜：机构箱外壁 + 电缆室门缝超声各 1；操动时同步录冲击。
• 每个测点固定 sensor_id 与照片注册图；更换传感器必须重新采基线。

4. 标签体系与样本量

4.1 标签（给运维/专家，勿抄轴承类名）

禁止直接使用 ball_fault / inner_race / outer_race 作为主变标签。冷却器电机轴承若单独建模，另建 cooling_* 标签空间。

4.2 最低样本量（单主变或单电抗器 × 固定测点集）

切窗：训练可重叠 25%～50%；评估按日历日/负荷带划分，禁止同一连续录波泄漏到 train/test。

4.3 特征与模型路径（建议）

1. 规则层（先上）：RMS、峰值、峭度；100 Hz 及 200/300/… 谐波比重；与历史同负荷带比对（纵向比较为主，对齐正式振动诊断思路）。
2. 学习层（后上）：网关 1D-CNN/小 Transformer 做 normal vs shift vs suspect；CWRU 预训练仅初始化。
3. 超声：能量/峭度 + 可选频谱；与局放 PRPD 任务分 event.code，避免一条告警混两义。
4. 连续 N=3～5 窗一致且排除 load_shift/cooling_change 掩码后，才升 VIB_ABNORMAL。

5. MCU / 网关切分

流水线：MCU 拒识明显正常 → 可疑窗上传 → 网关二次确认（含负荷/分接上下文）→ 才发事件。断 MQTT 或传感器故障 → 品质无效，不得保持「已确认机械异常」。

6. 事件码与 Schema 示例

建议 task：vib_tank / vib_switchgear / us_cabinet。时序用 series 字段（见统一 Schema）。

{
  "schema_ver": "1.0.0",
  "ts_utc": "2026-10-25T01:20:00.000Z",
  "org": "grid-east",
  "site": "SS-220-01",
  "bay": "main-tr-1",
  "device_id": "vib-gw-01",
  "task": "vib_tank",
  "series": {
    "sensor_id": "acc-HV-2",
    "fs_hz": 25600,
    "win_ms": 2000,
    "feat": {
      "rms_g": 0.042,
      "peak_g": 0.11,
      "p_f100": 0.31,
      "score": 0.78,
      "cls": "mech_suspect"
    },
    "load_pct": 82,
    "tap": 7,
    "oil_temp_c": 58.0
  },
  "event": {
    "code": "VIB_ABNORMAL",
    "severity": "medium",
    "quality": "suspect",
    "snapshot": { "uri": "s3://.../acc-HV-2.bin" }
  },
  "model": { "name": "tank-vib-rules+cnn", "ver": "0.2.0", "backend": "rknn" }
}

对齐检查：event.code 与点表逐字一致；带 model.ver；波形用 URI；quality=suspect 时主站显示「AI 推断」；备注写明禁止并保护跳闸。

7. 禁止事项（检查单）

• [ ] 未把 CWRU/IMS/Paderborn 业务标签用于主变验收
• [ ] AI 输出无硬接线至保护出口 / GOOSE / 冷却器强制联锁
• [ ] 与保护网隔离；104/61850 为辅助诊断点，独立 IOA
• [ ] 未在运行一次设备上人为制造机械缺陷采正样本
• [ ] 无负荷/分接/冷却器状态的窗不进金标异常集
• [ ] 超声任务未与电弧/局放事件码混用同一点号
• [ ] 外部施工日数据已标 ext_interfere 或剔除
• [ ] 传感器更换后已重建基线

8. 两周落地清单（一主变 + 一柜试点）

出口标准：有本设备纵向基线；事件码与点表一致；文档标明「代理诊断、公开轴承集≠一次设备」；无跳闸/联锁通路；首月 VIB_ABNORMAL 只进运维 APP，达标后再提高主站可见级别。

9. 来源与边界

• 公开轴承集能力与缺口：同目录 edge-ai-roboflow-vibration-catalog.md（IMS / CWRU / Paderborn）。
• 测量与布置思路参考行业常见要求：DL/T 1540-2016（油浸式交流电抗器/变压器运行振动测量方法）、T/CSEE 0225（电力变压器加速度法振动检测技术规范）等公开摘要（测点偏油箱壁法向、关注 2 倍工频及谐波、纵向比对等）。具体限值、测点数目、仪器计量以业主现行规程为准。
• 柜内超声与局放边界：edge-ai-afci-pd-selfcollect-sop.md。
• 事件与点表：edge-ai-event-schema-acceptance.md、edge-ai-scada-104-pointlist-template.md。
• 编写与检索日约 2026-10-25。