[发明专利]一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法

说明书

本发明公开了一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法，属于高压断路器状态监测与故障诊断领域。通过对振动信号数据应用三次样条拟合作包络线和prony算法提取特征参数相结合，获得振动信号数据的m个特征参数数组[I_mk，f_k，a_k，t_Nk]，k＝1,2,…,n。将f_k、a_k作为模态参量进行振动故障模式识别，将I_mk用来评估该模式的振动强度，t_Nk用来表示该模式振动故障发生的时刻。本发明可以快速、准确地提取振动信号特征参数，对机械故障进行模式识别和状态评估。

技术领域：

本发明属于高压交流断路器状态监测与故障诊断领域，特别涉及一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法。

背景技术：

高压交流断路器是电力系统控制和保护的重要核心设备，常见的故障有机械故障、绝缘故障、过热性故障。运行经验表明，机械故障在高压交流断路器所有故障中占比约为70％，机械故障是最主要的故障，断路器操作机构故障占了重大故障的37％。高压断路器经常会发生基座螺丝松动、动触头位置软连接夹片松动、锁栓运行失常、机构卡涩等故障。因此，积极、有效地开展高压交流断路器机械故障的状态监测和故障诊断工作，可以及时发现运行中存在的问题，并安排维护或检修工作，提高设备利用率和运维管理水平。

高压交流断路器的机械故障通常会产生多个振动事件，振动事件所激励的信号可以表达为多个瞬态非稳定衰减的振动信号，即

式中，A_i为第i个振动事件的最大振幅，a_i为衰减系数，f_i为振动频率，t_i为振动事件发生时刻，ε(t)为阶跃函数。通过监测高压断路器振动信号，应用合适的数据分析算法提取振动信号的特征参数，可以对故障模式进行识别和评估，可以为检修和维护提供可靠的依据。因此，提出快速、准确获取振动信号特征参数提取和故障模式识别的计算方法尤为重要，可以为进一步的高压断路器状态评估提供可靠的依据。

发明内容：

本发明的目的是提供一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法，该方法可以快速、准确地提取振动信号特征参数，对机械故障进行模式识别和状态评估。

本发明所采用的技术方案是：

一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法，包括以下步骤：

S100，根据时间轴上采集得到的振动信号数据(t_i,A_i)，构造离散函数，即：

A_i＝f(t_i) i＝1,2,…,N (1)

式中，t为时间，A为振动信号幅值，N为采样点数；

应用中值滤波函数g＝medfilt(y,n)对离散函数A_i＝f(t_i)进行两次消噪处理，y为待滤波离散数据，n为邻域窗口的大小；

S200，通过对振动信号数据应用三次样条拟合作包络线和prony算法提取特征参数相结合，获得振动信号数据的m个特征参数数组[I_mk，f_k，a_k，t_Nk]，k＝1,2,…,n；