[发明专利]一种高压真空断路器机械故障诊断方法及系统

权利要求书

1.一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1)、通过加速度传感器获取电磁斥力机构高压真空断路器两个不同位置的振动信号；

步骤2)、利用S变换对获取的同一组中两个不同位置的振动信号分别进行时频分析，得到S变换模矩阵；

步骤3)、从S变换模矩阵中提取能量熵作为特征向量训练向量机模型，得到支持向量机训练模型，通过支持向量机训练模型进行故障分类。

2.根据权利要求1所述的一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，具体的，通过建立电磁斥力机构高压真空断路器实验平台，模拟5种故障，综合分析断路器不同位置的振动信号后，选择两个不同位置处安装的加速度传感器采集振动信号，获取6种状态下120组振动信号数据。

3.根据权利要求2所述的一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，5种模拟故障包括控制回路电压过低、控制回路电压过高、控制回路电阻增大、缓冲器卡涩和基座固定螺丝松动。

4.根据权利要求1所述的一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，步骤2)中进行S变化公式为：

其中，h(t)为振动信号，f为频率，τ为位移因子，kf+h为引入的调节因子，参数k和h共同控制高斯窗的窗宽。

5.根据权利要求1所述的一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，步骤3)中，将S变换模矩阵分别按照行和列划分为N段和M段，得到N×M个时频块，然后求取每个时频块的归一化能量，最后计算S变换能量熵，将同一组中两个不同位置处振动信号的能量熵共同作为特征向量。

6.根据权利要求5所述的一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，N和M的取值为10。

7.根据权利要求5所述的一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，归一化能量的计算公式为：

Q_ij＝∑|A_ij|²,i＝1,2,...,N；j＝1,2,...,M

E_ij＝Q_ij/Q

其中A_ij表示每个时频块中所有元素的幅值；Q_ij表示第i行，第j列的时频块的能量；Q表示所有时频块的能量总和，E_ij表示第i行，第j列的时频块的归一化能量，i，j∈N⁺且i，jN。

8.根据权利要求5所述的一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，S变换能量熵计算公式为：

其中，E_ij为第i行，第j列的时频块的归一化能量，i，j∈N⁺且i，jN。

9.根据权利要求5所述的一种高压真空断路器机械故障诊断方法，其特征在于，支持向量机采用C-SVC模型，使用径向基函数作为分类器核函数，分别通过网格搜索和粒子群优化方法进行参数寻优得到支持向量机训练模型。

10.一种高压真空断路器机械故障诊断系统，其特征在于，包括振动信号获取模块、时频分析模块和计算分类模块；

振动信号获取模块用于获取电磁斥力机构高压真空断路器两个不同位置的振动信号，并将获取的振动信号传输至时频分析模块，时频分析模块对获取的同一组中两个不同位置的振动信号分别进行时频分析，得到S变换模矩阵，并将获取的S变换模矩阵传输至计算分类模块，计算分类模块从S变换模矩阵中提取能量熵作为特征向量训练向量机模型，得到支持向量机训练模型，将待分析高压真空断路器振动信号输入计算分类模块实现故障分类。