GIS触头接触不良故障诊断方法、装置、系统及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术属于电力检修安全设备研究领域，公开了一种GIS触头接触不良故障诊断方法、装置、设备及存储介质，包括以下步骤：获取待诊断GIS的振动信号；将振动信号进行多重分形特征提取，得到多重分形特征量；将多重分形特征量与预设的各状态的标准多重分形特征量比较，选取与多重分形特征量最接近的标准多重分形特征量的状态为待诊断GIS的状态。可以实现GIS触头接触不良故障的在线诊断，可及时有效的诊断GIS触头接触不良故障，减小经济损失，提高电力系统的安全运行水平，采用多重分形方法对振动信号进行特征提取，相比于单重分形，可对信号局部和全局的特征进行更为全面的描述，有利于提高利用待诊断GIS的振动信号进行GIS触头接触不良故障诊断的正确率。触不良故障诊断的正确率。触不良故障诊断的正确率。

【技术实现步骤摘要】
GIS触头接触不良故障诊断方法、装置、系统及存储介质


[0001]本专利技术属于电力检修安全设备研究领域，涉及一种GIS触头接触不良故障诊断方法、装置、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]GIS(gas insulated switchgear，气体绝缘开关设备)的正常运行对电力系统的安全运转起着至关作用，而GIS故障主要以触头接触不良为主，因此对GIS的触头接触不良的及时诊断发现具有重要意义。
[0003]现有的GIS故障诊断多以离线方法为主，不能及时的发现触头故障，缺乏实时性，基于振动信号的诊断方法具有与设备无电气联系、设备安装简单、可在线诊断的优点具有重要应用价值。GIS的机械振动信号具较强的周期性、非线性等特点，由于分形理论方法可以较好地反映信号的非线性特征，在轴承故障诊断、金融等领域广泛应用。
[0004]但是目前研究人员对单重分形对信号进行处理研究较多，然而单重分形只是从一个测度来分析信号的特征，所得到的特征过于片面，进而导致GIS故障诊断的正确率较低。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术中，GIS故障诊断的正确率较低的缺点，提供一种GIS触头接触不良故障诊断方法、装置、系统及存储介质。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0007]本专利技术第一方面，一种GIS触头接触不良故障诊断方法，包括以下步骤：
[0008]S1：获取待诊断GIS的振动信号；
[0009]S2：将振动信号进行多重分形特征提取，得到多重分形特征量；
[0010]S3：将多重分形特征量与预设的各状态的标准多重分形特征量比较，选取与多重分形特征量最接近的标准多重分形特征量的状态为待诊断GIS的状态，所述状态包括正常、中度接触不良及重度接触不良。
[0011]本专利技术GIS触头接触不良故障诊断方法进一步的改进在于：
[0012]所述待诊断GIS的振动信号通过如下方式得到：
[0013]将振动传感器设置于待诊断GIS的触头正对箱体的外侧，通过振动传感器采集待诊断GIS的振动信号。
[0014]所述将振动信号进行多重分形特征提取，得到多重分形特征量的具体方法为：
[0015]S201：根据预设的线度δ，将振动信号N
A
分为N段；其中，N＝(N
A
/δ)；
[0016]S202：根据各段振动信号内所有样本之和的归一化概率以及预设的权重因子q，得到q阶分区函数；
[0017]S203：根据q阶分区函数与线度的幂律关系，得到直线斜率；
[0018]S204：根据预设的权重因子q以及直线斜率，通过勒让德勒变化，得到多重分形谱的奇异性指数α和分形维数f(α)，作为多重分形特征量。
[0019]所述S202的具体方法为：
[0020]通过式(1)得到各段振动信号内所有样本量之和的归一化概率P
i
(δ)：
[0021][0022]其中，Ti为第i段振动信号内的样本量之和；
[0023]根据各段振动信号内所有样本之和的归一化概率P
i
(δ)以及预设的权重因子q，采用式(2)得到q阶分区函数S
q
(δ)：
[0024][0025]所述S203的具体方法为：
[0026]根据q阶分区函数S
q
(δ)与线度δ的幂律关系：S
q
(δ)～δ
τ(q)
，对q阶分区函数S
q
(δ)及δ
τ(q)
均取对数，得到并通过式(3)得到直线斜率τ(q)：
[0027]logS
q
(δ)＝τ(q)log(δ)+C
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
[0028]其中，C为常数。
[0029]所述S204的具体方法为：
[0030]根据预设的权重因子q以及直线斜率τ(q)，通过勒让德勒变化，根据式(4)得到多重分形谱奇异性指数α和分形维数f(α)：
[0031][0032]本专利技术第二方面，一种GIS触头接触不良故障诊断装置，包括：
[0033]信号获取模块，用于获取待诊断GIS的振动信号；
[0034]多重分形特征提取模块，用于将振动信号进行多重分形特征提取，得到多重分形特征量；
[0035]故障诊断模块，用于将多重分形特征量与预设的标准多重分形特征量比较，当多重分形特征量与标准多重分形特征量之间的误差大于预设阈值时，GIS存在触头接触不良故障；标准多重分形特征量通过正常GIS的振动信号进行多重分形特征提取得到。
[0036]本专利技术第三方面，一种GIS触头接触不良故障诊断系统，包括振动传感器、数据采集卡及终端设备，振动传感器设置于待诊断GIS的触头正对箱体的外侧，振动传感器通过数据采集卡与终端设备连接，终端设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述GIS触头接触不良故障诊断方法的步骤。
[0037]本专利技术GIS触头接触不良故障诊断系统进一步的改进在于：
[0038]所述振动传感器为PCB 333B30型振动传感器，所述数据采集卡为NI9234数据采集卡。
[0039]本专利技术第四方面，一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述GIS触头接触不良故障诊断方法的步骤。
[0040]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0041]本专利技术GIS触头接触不良故障诊断方法，利用GIS运行过程中产生的振动信号，获取待诊断GIS的振动信号，将振动信号进行多重分形特征提取，得到多重分形特征量，将多重分形特征量与预设的各状态的标准多重分形特征量比较，选取与多重分形特征量最接近的标准多重分形特征量的状态为待诊断GIS的状态，实现GIS触头接触不良故障诊断，可以实现GIS触头接触不良故障的在线诊断，相比于停电诊断，可及时有效的诊断GIS触头接触不良故障，减小经济损失，提高电力系统的安全运行水平。并且，采用多重分形方法对振动信号进行特征提取，相比于单重分形，可对信号局部和全局的特征进行更为全面的描述，有利于提高利用待诊断GIS的振动信号进行GIS触头接触不良故障诊断的正确率。
附图说明
[0042]图1为本专利技术实施例的GIS触头接触不良故障诊断方法流程图；
[0043]图2为本专利技术实施例的触头不同接触不良程度振动信号多重分形谱图；
[0044]图3为本专利技术实施例的多重分形与单重分形特征量对触头不同接触程度状态识别效果对比图；
[0045]图4为本专利技术实施例的GIS触头接触不良故障诊断系统结构框图。
[0046]其中：1
‑
GIS接触触头；2
‑
数据采集卡；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种GIS触头接触不良故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：获取待诊断GIS的振动信号；S2：将振动信号进行多重分形特征提取，得到多重分形特征量；S3：将多重分形特征量与预设的各状态的标准多重分形特征量比较，选取与多重分形特征量最接近的标准多重分形特征量的状态为待诊断GIS的状态，所述状态包括正常、中度接触不良及重度接触不良。2.根据权利要求1所述的GIS触头接触不良故障诊断方法，其特征在于，所述待诊断GIS的振动信号通过如下方式得到：将振动传感器设置于待诊断GIS的触头正对箱体的外侧，通过振动传感器采集待诊断GIS的振动信号。3.根据权利要求1所述的GIS触头接触不良故障诊断方法，其特征在于，所述将振动信号进行多重分形特征提取，得到多重分形特征量的具体方法为：S201：根据预设的线度δ，将振动信号N
A
分为N段；其中，N＝(N
A
/δ)；S202：根据各段振动信号内所有样本之和的归一化概率以及预设的权重因子q，得到q阶分区函数；S203：根据q阶分区函数与线度的幂律关系，得到直线斜率；S204：根据预设的权重因子q以及直线斜率，通过勒让德勒变化，得到多重分形谱的奇异性指数α和分形维数f(α)，作为多重分形特征量。4.根据权利要求3所述的GIS触头接触不良故障诊断方法，其特征在于，所述S202的具体方法为：通过式(1)得到各段振动信号内所有样本量之和的归一化概率P
i
(δ)：其中，Ti为第i段振动信号内的样本量之和；根据各段振动信号内所有样本之和的归一化概率P
i
(δ)以及预设的权重因子q，采用式(2)得到q阶分区函数S
q
(δ)：5.根据权利要求3所述的GIS触头接触不良故障诊断方法，其特征在于，所述S203的具体方法为：根据q阶分区函数S
q
(δ)与线度δ的幂律关系：S
...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐炳南，柳明贤，彭涛，刘国波，张建苹，张建波，和文刚，王佳灿，何建波，文志林，包勇，和寿臻，潘晓莉，段晓芳，余武强，赵莉华，
申请(专利权)人：云南电网有限责任公司丽江供电局，
类型：发明
国别省市：