【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及高压断路器维护，尤其涉及一种基于故障相关的高压断路器多部件维修方法。
技术介绍
1、高压断路器结构复杂，组成部件类型多且数量大，随着运行年限的增加，其动作可靠性会由于机械磨损、绝缘性能下降、外力破坏、sf6气体失效等因素而不断退化。为了防止高压断路器突发性故障发生，对其进行准确的状态评估和适当的维护检修极为重要。据相关资料统计，维护成本和故障成本在高压断路器总费用中的占比达到50％以上。
2、《基于主成分分析-支持向量机优化模型的断路器故障诊断方法研究》，作者为樊浩，李兴文，苏海博等。《基于核主成分分析-softmax的高压断路器机械故障诊断技术研究》，作者为王昱皓，武建文，马速良等，电工技术学报。《基于多特征选择方法的高压断路器故障诊断》，作者为李邦彦，齐伟强，杨兆静等。通过多特征选择、支持向量机、主成分分析等对高压断路器的故障进行诊断。
3、《一种基于云模型的sf6高压断路器状态评估方法》，作者为刘锦杰，叶波，罗赞琛等。《基于物元可拓理论的高压断路器状态评估方法》，作者为常怡东，张开轩，金潇。《基于关联规则和变权重系数的sf6高压断路器状态综合评估》，作者为黄绪勇，孙鹏，耿苏杰等。利用云模型、物元可拓理论和关联规则对高压断路器运行状态进行评估。
4、《基于系统动力学的高压断路器全寿命成本评估》，作者为吐松江·卡日，逯浩坦，高文胜等。基于系统动力学建立了反映高压断路器全寿命周期成本的模型。
5、《高压断路器的故障机理分析与寿命评估》，作者为叶昱媛，东南大学。利用健康
6、上述技术方案，对高压断路器的故障诊断方法、状态评估及剩余寿命进行了深入研究，未涉及预防性维修和故障维修策略。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，解决没有预防性维修和故障维修方法导致维修效率较低下的技术问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案在于如下方面：
3、一种基于故障相关的高压断路器多部件维修方法包括子系统维修和多部件组合维修的步骤，子系统维修的步骤包括按照每一单部件置信度由大往小，机械系统故障维修时，依次进行拐臂、基座、缓冲器和转轴的维护检查；电气系统故障维修时，先维护导体回路再进行触头维护；绝缘系统故障维修时，维护顺序按照sf6气体和绝缘件进行；多部件组合维修的步骤包括基于部件故障间的相关性，以减少高压断路器维护时间，降低设备总体拆卸成本为目标，形成两个维修组合，第一组合为转轴、拐臂和导体回路，第二组合为缓冲器、触头和sf6气体；当组合内一部件发生故障时，其他部件同步开展检查维护。
4、进一步的技术方案在于：还包括用于获得所述子系统维修和多部件组合维修步骤的分析步骤，分析步骤包括获得故障样本步骤，获得故障样本步骤包括按照单部件故障进行统计获得单部件故障统计表，单部件故障包括基座松动、转轴卡涩、缓冲器性能下降、拐臂润滑不足、导体回路电阻超标、触头磨损、sf6气体失效和绝缘件局部放电；按照子系统故障进行统计获得子系统故障统计表，子系统故障包括机械系统故障、电气系统故障和绝缘系统故障。
5、进一步的技术方案在于：所述获得故障样本步骤还包括单部件故障是共生存在的，存在故障相关性，基座松动、缓冲器性能下降、转轴卡涩、导体回路电阻超标和拐臂润滑不足故障占比较高；子系统故障中，机械系统故障占比较高。
6、进一步的技术方案在于：所述分析步骤还包括子系统内单部件故障风险分析步骤，子系统内单部件故障风险分析步骤包括如下步骤：
7、将关联规则应用到高压断路器子系统内单部件故障风险分析中，通过计算单部件故障的支持度和置信度，定量描述单部件对于子系统故障的影响强弱；
8、关联规则通过挖掘同一事件中不同项之间隐藏的关联关系，定量描述它们之间的相关性，关联规则的基本定义如下：
9、事务数据库d为子集事务t的集合，d＝{t1,t2...,tn}，子集事务的个数为n；子集事务t＝{i1,i2,...,im}，i称为项，项的个数为m；a和b是i的子集，称为项集a和项集b；
10、项集a的支持度为d中含有项集a的事务的个数，记为σ(a)；
11、
12、式(1)中，σ(a)为项集a的支持度，d为事务数据库，t为事务数据库d的子集事务；
13、若项集并且a∩b＝φ，a为关联规则a→b的前提，b为关联规则a→b的结论，a→b的支持度为d中包含a∪b的比值，记为：
14、sup(a→b)＝p(a∪b) (2)
15、式(2)中，sup(a→b)为a→b的支持度；
16、数据库d中条件概率p(b|a)表示关联规则a→b的置信度，记为
17、
18、式(3)中，c(a→b)为关联规则a→b的置信度。
19、进一步的技术方案在于：所述子系统内单部件故障风险分析步骤还包括如下步骤：
20、进行如下定义：
21、1)d＝{子系统故障引起的高压断路器故障}，d为子系统故障引起的高压断路器故障形成的事务数据库；
22、2)b＝{单部件故障引起的子系统故障}；
23、3)ai＝{单部件故障引起的高压断路器故障}，ai表示子系统内第i个单部件；
24、利用式(4)和式(5)分别计算关联规则ai→b的支持度和置信度；
25、
26、式(4)中，sup(ai→b)为关联规则ai→b的支持度；
27、
28、式(5)中，c(ai→b)为关联规则ai→b的置信度。
29、进一步的技术方案在于：所述子系统内单部件故障风险分析步骤还包括如下步骤：对高压断路器机械系统、电气系统和绝缘系统进行维修时，应按置信度由高到低对各单部件进行差异性维护，实现维修效果和维修效率的兼顾。
30、进一步的技术方案在于：所述分析步骤还包括多部件故障相关性分析步骤，多部件故障相关性分析步骤包括：
31、高压断路器是由多个相互联系、相互作用的部件组成的复杂系统，进行维修决策时需考虑各部件故障之间存在的传播性和耦合性；
32、卡方检验是用途广泛的非参数假设检验方法，通过比较理论频数和实际频数的偏离程度，分析两个变量的关联性，计算公式如式(6)所示；
33、
34、式(6)中，χ2为卡方检验统计量，χ2的数值越大，表明f0与fe相关性越大，f0表示实际频数，fe表示理论频数；
35、比值比or，即oddsratio，用来描述暴露于某因素的危险性是未暴露于该因素的相对危险度；定义高压断路器某子系统内某单部件故障发生率为a、非发生率为b，对照子系统内某单部件故障发生率为c、非发生率为d，比值比计算公式如式(7)所示；
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1.一种基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：包括子系统维修和多部件组合维修的步骤，子系统维修的步骤包括按照每一单部件置信度由大往小，机械系统故障维修时，依次进行拐臂、基座、缓冲器和转轴的维护检查；电气系统故障维修时，先维护导体回路再进行触头维护；绝缘系统故障维修时，维护顺序按照SF6气体和绝缘件进行；多部件组合维修的步骤包括基于部件故障间的相关性，以减少高压断路器维护时间，降低设备总体拆卸成本为目标，形成两个维修组合，第一组合为转轴、拐臂和导体回路，第二组合为缓冲器、触头和SF6气体；当组合内一部件发生故障时，其他部件同步开展检查维护。
2.根据权利要求1所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：还包括用于获得所述子系统维修和多部件组合维修步骤的分析步骤，分析步骤包括获得故障样本步骤，获得故障样本步骤包括按照单部件故障进行统计获得单部件故障统计表，单部件故障包括基座松动、转轴卡涩、缓冲器性能下降、拐臂润滑不足、导体回路电阻超标、触头磨损、SF6气体失效和绝缘件局部放电；按照子系统故障进行统计获得子系统故障统计表，子系统故障包括机械系统故
3.根据权利要求2所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：所述获得故障样本步骤还包括单部件故障是共生存在的，存在故障相关性，基座松动、缓冲器性能下降、转轴卡涩、导体回路电阻超标和拐臂润滑不足故障占比较高；子系统故障中，机械系统故障占比较高。
4.根据权利要求1所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：所述分析步骤还包括子系统内单部件故障风险分析步骤，子系统内单部件故障风险分析步骤包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：所述子系统内单部件故障风险分析步骤还包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：所述子系统内单部件故障风险分析步骤还包括如下步骤：对高压断路器机械系统、电气系统和绝缘系统进行维修时，应按置信度由高到低对各单部件进行差异性维护，实现维修效果和维修效率的兼顾。
7.根据权利要求1所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：所述分析步骤还包括多部件故障相关性分析步骤，多部件故障相关性分析步骤包括：
8.根据权利要求7所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：所述多部件故障相关性分析步骤还包括如下步骤，
9.根据权利要求1所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：还包括组合维修效果评价步骤，组合维修效果评价步骤包括如下步骤，将维修优化效果中的可靠性、安全性、经济性和完好性作为高压断路器组合维修效果的评价指标；
10.根据权利要求9所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：所述组合维修效果评价步骤还包括如下步骤，基于积和式的组合维修效果评价，四个评价指标的交互矩阵表达式如式(9)所示；
...【技术特征摘要】
1.一种基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：包括子系统维修和多部件组合维修的步骤，子系统维修的步骤包括按照每一单部件置信度由大往小，机械系统故障维修时，依次进行拐臂、基座、缓冲器和转轴的维护检查；电气系统故障维修时，先维护导体回路再进行触头维护；绝缘系统故障维修时，维护顺序按照sf6气体和绝缘件进行；多部件组合维修的步骤包括基于部件故障间的相关性，以减少高压断路器维护时间，降低设备总体拆卸成本为目标，形成两个维修组合，第一组合为转轴、拐臂和导体回路，第二组合为缓冲器、触头和sf6气体；当组合内一部件发生故障时，其他部件同步开展检查维护。
2.根据权利要求1所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：还包括用于获得所述子系统维修和多部件组合维修步骤的分析步骤，分析步骤包括获得故障样本步骤，获得故障样本步骤包括按照单部件故障进行统计获得单部件故障统计表，单部件故障包括基座松动、转轴卡涩、缓冲器性能下降、拐臂润滑不足、导体回路电阻超标、触头磨损、sf6气体失效和绝缘件局部放电；按照子系统故障进行统计获得子系统故障统计表，子系统故障包括机械系统故障、电气系统故障和绝缘系统故障。
3.根据权利要求2所述的基于故障相关的高压断路器多部件维修方法，其特征在于：所述获得故障样本步骤还包括单部件故障是共生存在的，存在故障相关性，基座松动、缓冲器性能下降、转轴卡涩、导体回路电阻超标和拐臂润滑不足故障占比较高；子系统故障中，机械系统故障占比较高。
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【专利技术属性】
技术研发人员：李建鹏，赵冀宁，孟荣，孟延辉，赵智龙，刘晓飞，王占宁，李强，郝自为，胡伟涛，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司超高压分公司，
类型：发明
国别省市：
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