基于优选泛特征的真空断路器弹簧机构储能状态辨识方法

高压断路器储能过程从电机启动、齿轮减速、弹簧储能至止挡到位都伴随着能量传递,机械振动可反映储能态势的特征变化.论文基于振动信号关键动作节点的时序和频域谱图特征,提出一种优选泛特征的断路器储能机构状态辨识方法.首先,由振动信号计算储能过程的时序、波形以及时频域图谱特征,构建19维泛特征矩阵;然后,利用优化参数的t-分布随机临近嵌入(t-distributed stochastic neighbor embedding,t-SNE)进行泛特征降维处理;最后,通过k最近邻(k-nearest neighbor,KNN)算法实现断路器储能状态的快速辨识.实验结果表明,在大幅节省时间开销的同时,所提方法能保证对典型储能异常状态的识别准确率.     

断路器弹簧操动机构分/合闸弹簧的状态诊断

为保证断路器弹簧操动机构的安全可靠运行,本文提出一种针对弹簧操动机构分/合闸弹簧的状态诊断方法.通过分析弹簧在断路器储能过程和分/合闸动作过程中的动作特性,提取储能过程中电机有效输出功和分/合闸过程中的动作速度作为诊断弹簧性能的特征参数,分析阐述基于对特征参数判断的分/合闸弹簧状态诊断流程,设计分/合闸弹簧状态诊断系统,并结合CT20弹簧操动机构对该方法进行验证.通过对新旧分/合闸弹簧进行对比实验,证明所提出的分/合闸弹簧状态诊断方法简单、准确,具有良好的诊断效果.     

基于LMD和SVM的高压断路器弹簧操动机构状态异常检测方法研究

弹簧操作机构为高压断路器正常分合闸提供能量,其可靠性直接关系着断路器的正常工作,因此对断路器弹簧操动机构进行状态检测有着重要的意义。文中通过IEPE压电式振动传感器采集弹簧存储与瞬间释放过程中伴随断路器本体发生强烈振动信号,采用基于局部均值分解(LMD)的能量特征提取算法结合支持向量机(SVM)理论的方法实现弹簧操作机构状态检测。将采集到的断路器操动时的振动信号进行局部均值分解,得到一系列乘积函数(product function,PF)分量,求出包含主要弹簧异常信息的各个PF分量的归一化能量,将其作为特征向量,输入支持向量机,采用网格参数寻优法对SVM参数进行优化,建立高压断路器弹簧操作机构状态异常检测模型。实验结果表明,该方法的辨识精确度高达97.5%,能够有效识别断路器操动机构弹簧能量状态异常引起的故障类型。     

高压断路器机械状态监测的研究

本文应用带通滤波作信号予处理，以线圈电流、振动事件起始时间、位移、速度、加速度和振动信号能量作为特征量，得出一种高压断路器机械状态的人工神经网络监测方法。文中以CT-l弹簧操动机构的三种机械状态为研究对象，辨识结果准确灵敏。     

基于振动信号的SF_6高压断路器操动机构状态监测

操动机构作为高压断路器开断的一级执行元件,其机械状态的健康程度直接影响断路器的工作状况。而断路器动作时的振动信号是由断路器内部一系列机械部件的运动与撞击产生的,含有丰富的时域和频域信息,为了能够实时有效地监测断路器操动机构的状态,需要对操动机构不同部位不同状态下对应的振动信号进行分析,获取能够反映断路器状态的特征量作为评估操动机构状态的判据。文中的研究对象为弹簧疲劳和缓冲器失灵两种操动机构故障,首先,分别对两种故障和正常工况进行了大量的模拟实验并采集相应的机械振动信号,通过形态学滤波对振动信号进行必要的降噪处理;然后对信号进行时域、频域上的分析对比,并以相对小波包能量法获取振动信号各频带的能量分布;最后,采用支持向量机对各个工况下的频带能量进行训练,并预测了待测试振动信号对应的断路器机械状态。结果表明,该方法具有很高的状态识别准确率,能满足实际工程应用中断路器操动机构的机械状态在线监测要求。     

基于振动信号时间历程和自适应谱融合的断路器操动机构状态辨识方法

振动信号作为断路器内部构件碰撞和摩擦运动传递能量的响应,蕴含大量与设备机械状态相关的数字信息。提出一种基于振动信号特征融合分析的高压断路器操动机构状态辨识方法,首先定义了关联设备机械特性的时间历程特征——广义分/合闸时间和相对衰减时间,再利用自适应谱算法将振动信号转化为三维时频分布瀑布图,分别从三个维度捕捉全方位时频变化信息;然后提出基于J散度-隶属度的特征融合处理方法,将相互之间孤立的特征量融合为状态类别之间的相似度隶属值;最后由分群粒子群算法优化支持向量机模型对相似度隶属值的状态类别进行辨识。实验表明,该方法显著提高了断路器操动机构状态辨识准确率至96%,辨识模型普适性较高,在断路器运行状态监测和故障监测领域具有应用价值。     

基于电—振信号熵权特征的断路器储能机构故障诊断方法

弹簧势能的可靠储存是保障断路器后续分合闸操作正确的前提。通过分析控制回路、电机、传动部件和弹簧之间的能量转换和传递关系,提出一种电—振信号熵权特征联合的断路器储能机构故障类型辨识方法。首先利用希尔伯特变换(Hilbert transform)提取储能电机电流信号包络时域特征并计算峭度;然后由局部均值分解(LMD)处理断路器储能过程伴随的振动信号得到乘积函数分量(PF),并提取PF能量谱频域的盒维数特征;进而采用熵权法对电流和振动信号待分类样本进行剪辑,按照样本信息量和重要性赋予对应的权重;最后把熵权特征作为KNN算法的输入,辨识储能机构运行状态。实验结果表明:采用联合电—振信号的熵权特征量,KNN算法能更准确地诊断断路器储能机构发生的故障类型。     

断路器弹簧操动机构行程开关故障的处理

断路器弹簧操动机构的动作过程是：合断路器时,已储能的弹簧立即释放能量,实现合闸;合闸后。弹簧储能,为下一次合闸作准备。分闸时,储能弹簧能量不释放。     

高压断路器机械状态诊断与监测技术的探索与实践

提出了基于信号波形特征值和断路器机械动作时序性关系,反映断路器各部件机械特性的高压断路器机械状态诊断新思路.通过介绍根据该思路研制的高压断路器机械状态自动诊断辅助系统的系统原理、系统构成、运行效果以及进一步的扩展试验.表明基于特征值的诊断算法理论,具有反映弹簧操动机构机械状态的普遍意义.     

基于振动和电流信号多域特征联合的高压断路器储能状态辨识方法

为实现高压断路器的储能状态辨识,提出了一种基于伴随振动和电流信号多域特征提取的储能状态辨识方法。对振动信号进行倒频谱分析提取频域周期分量特征来体现电机周期性转动轨迹的基频和高频特性;采用相空间重构理论经关联积分法获取相空间域关联维数与Kolmogorov熵,定量评估储能过程随机运动的复杂程度;计算电机电流持续时间、起始电流值及偏度时域特征,与振动信号特征构建多域联合特征向量;通过支持向量机算法实现断路器储能状态辨识。实验结果表明,基于振动和电流信号多域联合特征的辨识算法准确率达到97%,有效地提高了断路器储能典型工况的识别准确率。     

基于断路器合闸弹簧弹力信号的储能故障诊断方法

对断路器储能故障进行准确诊断能避免出现拒动、合闸失败等问题,有助于电力系统的安全运行,因此提出了一种基于断路器操动机构合闸弹簧弹力信号的储能故障诊断方法。针对断路器合闸弹簧松弛、操动机构卡涩、紧固螺丝松动三种储能故障,选取弹力信号进行统计特征以及类间散布矩阵的计算,提取出了能够判断不同储能故障的时域特征量。建立了基于支持向量机的故障诊断模型,实现了对断路器三种储能故障的准确判断。试验结果表明,提出的故障诊断方法能够准确诊断断路器的合闸弹簧松弛、操动机构卡涩、紧固螺丝松动三种储能故障类型,有助于工程上实现对断路器的精测精修,同时也能够为断路器增设压力传感器并充分利用弹力信号提供理论依据。     

基于半监督学习的断路器弹簧机构机械特性监测及状态评估技术研究北大核心CSCD

针对断路器弹簧机构机械特性监测及状态识别系统普遍存在监测类型不全、特征值提取单一、判断标准太过绝对等问题,文中提出了基于小波及半监督学习的多特征分析的断路器弹簧操动机构机械状态识别新方法。通过感知元件对分合闸线圈电流、动触头位移等信号进行采集,采用小波算法对信号进行滤波处理,分析断路器弹簧操动机构的分合闸线圈电流、动触头位移等信号与断路器异常状态之间的对应关系,提取特征值,建立半监督学习多分类网络模型,实现断路器弹簧操动机构故障的机械特性监测及状态识别。实验结果验证了此方法具有较高的诊断正确率,对断路器的健康运营具有重要意义。     

断路器弹簧储能综合控制监测电路的研制及应用

正高压断路器用以接通或断开高压电路中正常工作电流或短路故障电流,配置的操动机构一般有电磁操动机构、弹簧操动机构、液压操动机构、液压弹簧操动机构、气动操动机构等几种。目前,弹簧储能操动机构因其具有高度的可靠性和稳定性,已广泛应用于各电压等级、各类型的断路器中。在实际应用中,因弹簧储能限位开关及其电气控制回路较多,故障时有发生。在维修过程中,存在维修人员对弹簧操动机构的工作原理不了解,对弹簧储能各电气控制回路不熟悉,致使故障排查时间延     

一种断路器弹簧操动机构弹簧压力监测系统的设计与实现

弹簧操动机构由于结构简单、体积小、对环境无污染、可靠性高等优点,在断路器中得到广泛应用.在弹簧操动机构运行故障中,储能弹簧问题最为突出.本文设计了一种断路器弹簧操动机构弹簧压力在线监测系统,实现了断路器机构弹簧断裂和疲劳松弛的在线监测和故障预警.     

基于半监督学习的断路器弹簧机构机械特性监测及状态评估技术研究

针对断路器弹簧机构机械特性监测及状态识别系统普遍存在监测类型不全、特征值提取单一、判断标准太过绝对等问题,文中提出了基于小波及半监督学习的多特征分析的断路器弹簧操动机构机械状态识别新方法.通过感知元件对分合闸线圈电流、动触头位移等信号进行采集,采用小波算法对信号进行滤波处理,分析断路器弹簧操动机构的分合闸线圈电流、动触...     

断路器弹簧机构储能故障分析

正1 现场情况一次例行试验,在对某220 kV断路器进行检查维护时发现,该断路器操动机构无法完成电动储能。该断路器配弹簧操动机构,2012年2月出厂,同年8月完成现场安装调试工作后投入运行。2 原因分析该弹簧操动机构储能系统主要包括储能电机、蜗杆、蜗轮、驱动盘、驱动轴、驱动齿轮、固定合闸卷簧的轮盘、卷簧、微动开关等。2.1 储能原理在弹簧机构需要储能时,接通用于起动储能电机的接点,电机起动,通过蜗轮、蜗杆带动卷簧收     

微动开关接触不良致SF6断路器合闸线圈烧毁

1.现象 某变电站110kV SF6断路器配用的是弹簧操动机构,合闸条件是SF6气体处于额定压力,合闸弹簧储能并接通合闸控制电路。正常情况下,当断路器在分闸状态时,如果系统发出合闸操作信号,合闸线圈（电磁铁）应动作,使断路器合闸。但是,该站个别投运的断路器在热备用转运行时,合闸控制电路指示正常,而送电操作却无法使断路器合闸,还造成合闸线圈烧毁。     

高压断路器合闸弹簧动态特性及储能状态检测方法

弹簧操动机构中合闸弹簧的储能状态影响高压断路器合闸特性。将合闸过程中弹簧的加速度信号分为两段,利用前段信号计算弹簧能量释放速度,基于动态时间规整算法获得待检测弹簧与标准弹簧能量释放速度的最小空间距离。利用后段信号提取弹簧的本征频率,基于离散频谱校正法对本征频率进行校正。对最小空间距离和本征频率进行数据融合,求取两者的加权欧氏距离作为检测特征值。实验结果表明,加权欧氏距离小于0.5时CT20操动机构的合闸弹簧的储能满足标准压力±5%的要求范围。     

ZN63型断路器操动机构合闸弹簧应力松弛仿真分析与诊断

文中通过在动力学仿真软件中建立断路器运动仿真模型,设置不同程度的合闸弹簧应力松弛故障,分析了合闸弹簧应力松弛对断路器操动机构运动特性的影响;采集了断路器操动机构合闸弹簧在正常及应力松弛故障下的振动信号,提出一套基于小波包敏感频段能量法的断路器合闸弹簧应力松弛故障的诊断方法。试验表明,该方法能够有效地区分弹簧是否发生应力松弛故障。     

基于模糊综合评判的断路器操动机构弹簧储能状态评估

为了对断路器操动机构的分、合闸弹簧(简称弹簧)储能状态进行评估,将模糊综合评判应用到高压断路器的弹簧状态评估中。选取反映断路器弹簧储能状态的典型特征参量,建立评判因素集;根据断路器弹簧的实际状态情况,建立评判等级集;采用专家估计法与层次分析法,建立评判的权重集;构建隶属函数描述评估因素与状态等级间的模糊关系,确定模糊算子及结果处理方法,进而完成整个模型用以对断路器弹簧状态进行综合评估。LW25-126型断路器上的实例验证表明,该模型可以客观有效地评估高压断路器弹簧的储能状态。