[发明专利]断路器故障状态诊断方法和断路器故障状态诊断装置

说明书

技术领域

本发明涉及断路器监测技术领域，特别是涉及一种断路器故障状态诊断方法和断路器故障状态诊断装置。

背景技术

断路器是电力系统中的重要设备。断路器性能的可靠性直接关系到整个电网的运行可靠性，因此对断路器工作状态的实时评估具有重要的意义。不同的在线监测方法越来越多的被提出，现有文献通常采用小波变换方法提取监测对象的波形特征，或者仅记录监测对象波形的特征点而不做任何处理。相应地，在高压断路器状态评估和故障诊断方面，现有文献只能通过查表法或if-then模式根据参量的特征值进行判断，例如分合闸线圈电流平均值、分合闸线圈电流持续时间、分合闸行程、合分闸速度等，若测量值与特征值相比差别超过某一阈值，则认为是故障。或者采用简单的分类算法(如支持向量机)来判断断路器故障情况。

河北工业大学张永奎等人在《High Voltage Apparatus(高压电器)》第49卷第2期刊登了一种以DSP为核心硬件电路，通过小波分析和动态时间规整法相结合，对信号处理并判别断路器故障类型的方法，然而这种方法引入了小波分解，降低了信号处理的速度，不利于实现断路器的实时监测。

在公开号为CN 103336243A的中国发明专利，公布了一种基于分合闸线圈电流信号的故障诊断方法，涉及粒子群算法、模糊C-均值聚类算法以及向量机算法，虽然其分析思路具有可行性，但是由于其冗杂的计算方式，以及现场实测信号的不确定性，无法满足对断路器进行在线状态评估的准确性。

综上所述，现有技术方案难以实现对断路器的故障状态进行快速、准确的诊断。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种快速、准确的断路器故障状态诊断方法和断路器故障状态诊断装置。

一种断路器故障状态诊断方法，包括如下步骤：

获取断路器出厂试验的合分合闸线圈的电流信号特征值f₀(t₁₀，i₁₀，S₀)，其中，铁心起动时刻t₁₀，铁心起动瞬时电流i₁₀，线圈通电至铁心起动电流对时间积分S₀；

获取待测断路器合分闸线圈通电过程中的电流信号，对所述电流信号进行形态学滤波处理得到去噪后的待测断路器合分闸线圈的电流信号；

计算所述的待测断路器合分闸线圈的电流信号的相应特征值f₁(t₁₁，i₁₁，S₁)；其中，铁心起动时刻t₁₁，铁心起动最大电流i₁₁，线圈通电至铁心起动电流对时间积分S₁；

判断是否满足若满足，进一步判断是否满足若不满足，则判定断路器铁心正常、合分闸线圈的供电电源故障；其中，为设定的电流比例阈值，为设定的时间比例阈值；

如果不满足进一步判断是否满足(S₁-S₀)/S₀＞θ，若满足，则判定断路器的铁心出现起动滞后故障；其中，θ为设定的能耗比例阈值。

上述断路器故障状态诊断方法，利用断路器出厂试验的合分合闸线圈的电流信号的特征值作为参考值，对获取的断路器运行中合分闸线圈电流信号曲线进行形态学滤波处理，消除了电流信号曲线的毛刺，通过对处理后的合分闸电流信号曲线的上升速率进行计算分析，结合参考值的对比给出断路器的具体故障类型，既能够提高诊断速率，又能够明显提升诊断精确度，可以很好的满足现场对断路器在线诊断的要求。

一种断路器故障状态诊断装置，包括：依次连接的霍尔电流传感器、AD芯片、可编程硬件平台、状态显示模块；

所述霍尔电流传感器用于获取待测断路器合分闸线圈通电过程中的电流信号；

所述AD芯片用于对电流信号进行模数转换；

所述可编程硬件平台用于采用权利要求1至7任一项所述的断路器故障状态诊断方法诊断待测断路器的故障状态；

所述状态显示模块用于显示断路器的状态。

上述断路器故障状态诊断装置，充分利用断路器故障状态诊断方法具有计算复杂度低、延时小等优点，通过可编程硬件平台保证了算法在实际应用的实现过程中能够进行平滑的移植，同时能够根据实际测试的结果进一步改进算法的性能。

附图说明

图1为本发明的断路器故障状态诊断方法流程图；

图2为断路器的分合闸线圈的电流信号特性波形图；