[发明专利]高压断路器机械特性在线监测系统及故障诊断方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高压断路器，尤其涉及一种高压断路器机械特性在线监测系统及故障诊断方法，属于高压开关设备技术领域。

背景技术

断路器作为电力系统中最重要的一次设备之一，也是所有一次设备中所占比例最高的设备，其安全运行对国家经济建设起到巨大的支撑作用。传统的断路器检修方式采用定期的离线测试法，这就需要断路器退出运行，才能够获得断路器相关的状态数据。这种方法具有明显的不足，即需要待检修的断路器退出运行，降低了检修效率。例如，有的断路器运行状态良好，却要定期退出运行进行检修，而有的断路器出现了故障，却因为没到检修期而“带病”运行，从而为电网的安全运行埋下了严重的隐患。为解决上述问题，断路器机械特性在线监测及故障诊断方法应运而生，并且不断得到完善。

申请号为“201320124521.9”的专利文献公开了一种断路器机械特性在线监测仪，其采用角位移传感器安装在断路器主轴上，通过采集断路器主轴的角位移量计算获得断路器的机械特征参数，此方法具有明显的不足，因为断路器主轴的角位移量很小，不仅很难准确的采集，而且各次采集的随机误差较大，可重复性较差，另外，因其仅使用角位移传感器采集数据，无法完成复杂的故障诊断及定位，因而实际监测效果并不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压断路器机械特性在线监测系统及故障诊断方法，替代传统的离线检修模式，能够准确判断断路器运行状态信息。

本发明的目的通过以下技术方案予以实现：

一种高压断路器机械特性在线监测系统，包括上位机14、电源模块12、下位机系统15，所述下位机系统15包括直线位移传感器1、振动传感器2、信号调理电路3、A/D转换模块4、光电隔离电路5、驱动隔离电路6、分/合闸电气控制模块7、DSP处理器8、人机界面模块9、数据存储模块10、系统对时模块11、通信模块13；所述直线位移传感器1采集断路器驱动杆的位移信号，所述直线位移传感器1、振动传感器2分别与信号调理电路3相连，所述信号调理电路3的输出端与A/D转换模块4相连，A/D转换模块4的输出端、光电隔离电路5、驱动隔离电路6、人机界面模块9、系统对时模块11、数据存储模块10、通信模块13与DSP处理器8相连，所述驱动隔离电路6的输出端与分/合闸电气控制模块7相连，通信模块13与上位机14相连，电源模块12与下位机系统15各部分相连，为其供电。

一种高压断路器机械特性在线监测系统的故障诊断方法，该方法包括以下步骤：

(1)设断路器有n种状态，包括状态1、状态2、…、状态m-1、状态m、状态m+1、…、状态n，采集上述n种状态下的分闸与合闸的振动数据样本，将不同状态下的振动数据分为两组，即分闸振动数据样本组与合闸振动数据样本组，采用基于区间小波包分析法提取各状态下两个分组振动信号的特征向量，分别得到分闸特征向量组、合闸特征向量组；所述基于区间小波包分析法提取振动信号特征向量的方法如下：

a.将振动信号进行j层分解，得到序列S_j，k，计算各分段能量：

Qi(j,k)=∫ti-1ti|Ai(t)|2dt]]>

其中，取j＝2，k＝0，1，2，3，i表示信号分解后分段的序列号，i＝1，2，3，4；t_i-1、t_i分别为第i分段区间端点，A_i(t)为第i分段的幅值；

b.归一化处理各分段能量，得归一化值：