一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法技术

本发明专利技术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

【技术实现步骤摘要】
一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法
：本专利技术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。
技术介绍
：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，Ai为第i个振动事件的最大振幅，ai为衰减系数，fi为振动频率，ti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，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS100，根据时间轴上采集得到的振动信号数据(t

【技术特征摘要】
1.一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100，根据时间轴上采集得到的振动信号数据(ti,Ai)，构造离散函数，即：
Ai＝f(ti)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Ai＝f(ti)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[Imk，fk，ak，tNk]，k＝1,2,…,n；
S300，假定经过m次运算后计算终止，得到m个特征参数数组，即：[Imk，fk，ak，tNk]，k＝1,2,…,m；将特征参数fk、ak作为模态参量进行振动故障模式识别，假定典型振动故障模式标准特征参数分别为Iref、fref、aref，定义加权欧式距离λ为：



当λ≤ε时，则表示存在该种典型振动故障；k1、k2为权重系数，ε为评价偏差；
将特征参数Imk和Iref比值作为本次振动信号强度的评价指标，得出故障和警告两种提示信息；特征参数tNk表示本次振动故障发生的时刻。


2.根据权利要求1所述的一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法，其特征在于：步骤S100中，振动信号的采集装置由加速度传感、采集卡和上位机软件系统组成。


3.根据权利要求1所述的一种用于高压交流断路器振动信号特征参数提取方法，其特征在于：步骤S200具体包括以下步骤：
S201，第一次运算时，对消噪后的离散函数Ai＝f(ti)在时间窗口上截取第一段单频振动数据，即：
A1i＝f(ti)i＝N1,2,…,N1end(2)
式中，N1为截取采样数据的起始位置，N1end为截取样采样数据的结束位置；
应用prony算法对单频振动数据A1i＝f(ti)进行运算，计算得出该单频数据特征参数：起始振动幅值Im1、频率f1、衰减系数a1；
进而得出该单频振动信号的离散表达式为：



S202，第二次运算时，从采集到的离散数据Ai＝f(ti)中剥离掉第一次运算所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨为，朱太云，闫静，朱胜龙，张国宝，赵恒阳，蔡梦怡，陈忠，秦少瑞，赵常威，秦金飞，宋东波，杨海涛，钱宇骋，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，西安交通大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34