[发明专利]一种高压断路器弹簧故障程度检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种高压断路器弹簧故障程度检测方法及装置，该方法是以采集到的断路器行程信号为目标，处理分析其中蕴含的机械振动信号的特性，实现对断路器弹簧的故障诊断。通过采集断路器弹簧运行过程中的行程信号，从行程信号中提取触头运动的平均速度和波动量的平均标准方差，形成特征向量，基于构建的故障分类器进行故障分类，并基于定义的以弹簧预压缩变化量为自变量、波动量的平均标准方差为因变量的拟合函数进行故障程度判定。本发明只需要采集行程信号，便能实时监测高压断路器分闸/合闸弹簧的性能，及时诊断故障，不需要额外的振动传感器，数据处理简单，经济性和实用性高，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于高压断路器故障诊断技术领域，具体涉及一种高压断路器弹簧故障程度检测方法及装置。

背景技术

高压断路器故障诊断近些年主要研究的热点和重点在于对振动传感器测试到的振动信号进行分解，提取特征向量，实现故障信号诊断，并且取得了一些研究成果。高压断路器配备的弹簧操动机构是实现使断路器实现可靠分合过程中的主要储能环节。如果分合闸弹簧有不同程度的疲劳，不能在电力系统发生故障时及时开断线路，切断故障，就会使故障扩大，损坏重要设备，造成大面积停电，从而带来巨大经济损失。同时，如果在需要的时候断路器不能可靠地关合线路，就会在供电区域出现不应有的停电。因此对高压断路器而言，弹簧如果发生不同程度的故障，存在较高的安全隐患，因而弹簧操作机构分合闸弹簧的可靠性是至关重要的。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中断路器弹簧故障程度诊断不足的问题，本发明提供了一种高压断路器弹簧故障程度检测方法及装置，以采集到的断路器行程信号为目标，处理分析其中蕴含的机械振动信号的特性，实现对断路器弹簧的故障诊断。

技术方案：为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种高压断路器弹簧故障程度检测方法，包括：采集断路器弹簧运行过程中的行程信号；从行程信号中提取触头运动的平均速度和波动量的平均标准方差；基于构建的故障分类器进行故障分类，并基于定义的拟合函数进行故障程度判定；所述故障分类器是从弹簧在不同预压缩状态下采集的行程信号中提取触头运动的平均速度和波动量的平均标准方差为特征向量构建的；所述拟合函数以弹簧预压缩变化量为自变量、波动量的平均标准方差为因变量。

作为优选，所述从行程信号中提取触头运动的平均速度和波动量的平均标准方差的方法为：将行程信号分解成趋势分量和波动分量，从行程信号的趋势分量中获取触头运动的平均速度，从行程信号的波动分量中获取波动量的平均标准方差。

作为优选，所述将行程信号分解成趋势分量和波动分量的方法为：采用滑动平均法对行程信号进行滤波得到趋势分量，行程信号减去趋势分量得到波动分量。

作为优选，将行程信号分解成趋势分量和波动分量之前还包括对采集的行程信号进行数据清洗的步骤。

作为优选，所述行程信号通过角位移传感器采集得到。

作为优选，所述不同预压缩状态包括：弹簧在正常预压缩量，对正常预压缩量的值增加设定值，以及对正常预压缩量的值减少设定值的状态。

作为优选，触头运动的平均速度为在分闸或合闸20％—80％行程的平均速度。

作为优选，所述故障程度判定的方法为：根据波动量的平均标准方差和拟合函数求出弹簧压缩量，根据弹簧压缩量的大小判定是否满足工程中的弹簧的性能使用要求，确定弹簧的不同程度的故障隐患。

一种高压断路器弹簧故障程度检测装置，包括：

行程信号采集模块，用于采集断路器弹簧运行过程中的行程信号；

行程信号特征计算模块，用于从行程信号中提取触头运动的平均速度和波动量的平均标准方差；