高压断路器机械故障振动诊断综述

针对高压断路器的机械故障诊断问题,笔者评述了近十年来国内外高压断路器机械故障振动诊断的方法.从振动信号的特征提取、故障识别的角度,对其进行了具体的分析.展望了高压断路器机械故障振动诊断的发展趋势,为后续的深入研究打下基础.     

高压断路器机械诊断技术的评述

在评述现有高压断路器机械状态在线监测与诊断技术的基础上提出了实用型监测与诊断装置的总体构想。     

基于因子分析和支持向量机算法的高压断路器机械故障诊断方法

高压断路器操作过程中的振动信号能够反映断路器的机械状态。以高压断路器机械振动信号中振动事件的起始点作为特征参量,使用因子分析对特征量进行降维优化、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)经粒子群参数寻优(Particle Swarm Optimization,PSO)后可对断路器的不同状态进行分类。本文对断路器机械故障进行了模拟试验,结果表明,因子分析和支持向量机算法适于诊断高压断路器的机械状态。     

高压断路器在线状态检测与诊断技术

介绍了一种实时检测与诊断断路器机械状态与电寿命状态系统的原理与方法 ,该系统能同时检测 30台不同型号的断路器。经过 3年的现场运行考验 ,表明该系统可为了解断路器的机电运行状态提供有效依据。     

基于粒子群优化PCA-LSSVM算法的高压断路器机械故障诊断研究

为了对高压断路器操作机构进行故障诊断,提出了基于粒子群优化的PCA-LSSVM算法模型(PCA-PSOLSSVM),该模型的输入为高压断路器操作机构分合闸线圈电流曲线上的5组特征点,输出为1—5的故障类别。对某台高压断路器进行故障模拟,建立了PCA-PSO-LSSVM算法模型,对测试的断路器操作机构进行故障分类。结果表明,基于粒子群优化的PCA-LSSVM算法能够准确地对高压断路器操作机构进行故障分类。将PCA-PSO-LSSVM算法和多种基于SVM的故障诊断算法进行比较,比较结果表明:在综合考虑了算法准确率和运算时间的基础上,PCA-PSOLSSVM算法是几种算法中最优的。     

混合布谷鸟算法在高压断路器故障诊断上的应用

为了更准确、快速地对高压断路器故障进行分类、诊断,提出一种基于混合布谷鸟算法优化的最小二乘支持向量机(LSSVM)的故障诊断方法。首先提取分合闸线圈的时间和电流特征量得到特征向量,再利用模拟退火算法(SA)与布谷鸟算法(CS)结合形成的混合布谷鸟算法(CS-SA),对支持向量机进行寻优,旨在得到具有最优参数支持向量机分类模型,提高诊断结果的准确性。最后,利用收集到的数据对该算法进行诊断验证,结果表明利用混合布谷鸟算法优化后的LS-SVM得到的分类模型比常用的粒子群算法、遗传算法、标准布谷鸟算法优化得到的模型准确率更高。     

高压断路器事故调查

综合介绍ＧＩＧＲＥ第１３．０６工作组关于高压断路器可靠性的两次世界范围的调查结果，以及所进行的高压断路器操作机构承受力，环境试验的方法，监测诊断等方面的研究。最后，根据调查研究结果，得出了几条通用性的结论。     

基于正交算法的RBF网络在高压断路器故障诊断中的应用研究

针对高压断路器的故障诊断,通过分析断路器的合闸电流波形,提取相应的特征量,作为径向基神经网络的输入,经训练后的网络作为断路器的故障诊断模型。由于BP神经网络存在的训练收敛速度慢且容易陷入局部极小等缺陷,提出了一种基于正交算法的RBF网络用于高压断路器的故障诊断方法,仿真结果表明,基于正交算法的RBF网络具有训练速度快、分类性能良好的优点,有很好的实用性。     

基于正交算法的RBF网络在高压断路器故障诊断中的应用研究

针对高压断路器的故障诊断,通过分析断路器的合闸电流波形,提取相应的特征量,作为径向基神经网络的输入,经训练后的网络作为断路器的故障诊断模型。由于BP神经网络存在的训练收敛速度慢且容易陷入局部极小等缺陷,提出了一种基于正交算法的RBF网络用于高压断路器的故障诊断方法。仿真结果表明,基于正交算法的RBF网络具有训练速度快、分类性能良好的优点,有很好的实用性。     

基于SOM方法的高压断路器机械故障诊断方法研究

针对断路器辅助控制单元机械故障,采用Ward—SOM方法对分合闸线圈电流信号与辅助触点动作信号进行神经网络聚类分析,对设备做出状态评估。此外,由于自组织竞争网络存在设备状态可视化的优点,采用U矩阵方法获得断路器辅助控制单元状态分类可视化图,样本分析结果表明本方法有很高的状态判断准确性,并且具有很好的可视化效果。     

基于经验模态分解的高压断路器机械故障诊断方法

分析高压断路器机械振动信号的特性,提出一种以改进的经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)能量熵和支持向量机(support vector machine,SVM)相结合的诊断高压断路器机械故障的方法,并给出了可行的诊断步骤和分析.首先利用经验模态分解方法将高压断路器的振动信号分解成一些相互独立的内禀模态函数"(intrinsic mode function,IMF),然后利用正常状态标准信号所得各固有内禀模态函数包络信号的等能量分段方式,实现对待测状态信号各IMF包络的时间轴分段,计算各待测信号IMF包络的能量熵向量,以此构造的经验模态分解能量熵向量作为支持向量机的输入向量.采用"次序二叉树"向量机分类,利用梯度法和交叉检验优化支持向量机模型参数.实验结果表明,该方法诊断高压断路器机械故障能取得良好的效果.     

基于分合闸线圈电流信号的高压断路器机械故障诊断

高压断路器作为常用的电气设备,其中分合闸线圈是其操动机构的关键部件。文中阐述了根据监测断路器分合闸线圈电流信号来判断其故障的一种新方法,首先介绍了磁通随电磁铁的气隙变化而变化的监测原理,然后进行了以DSP为核心的硬件电路的设计,最后利用小波分析法和动态时间规整法相结合的方法对信号作了具体的分析,从而能够准确的得出断路器的状态信息。根据状态信息可以及时发现断路器运行过程中存在的隐患,然后进行必要的检修。     

小波包-特征熵在高压断路器故障诊断中的应用

在详细介绍小波包和特征熵的基础上,提出了一种基于振动信号的断路器机械故障诊断新方法.该方法首先在振动信号小波包分解的第3层各节点重构信号,并提取包络;而后利用包络信号的分段能量,计算小波包-特征熵向量;最后将正常状态和待测状态下所得向量之间的欧氏距离作为诊断参量.对某少油断路器无负载开断振动信号的分析证实,该方法检测断路器故障简单、准确,能同时在时域和频域检测断路器状态的变化.     

基于支持向量机的高压断路器机械状态分类

基于统计学习理论的支持向量机是专门研究少样本情况下的统计规律及学习方法,为故障诊断向智能化方向发展提供了途径.本文首先介绍了支持向量机的基本原理;其次提出了一种基于小波包和熵理论的振动信号特征提取方法,即利用小波包分解各节点重构信号的熵值反映信号与正常状态的偏移;最后详细介绍了这种新方法在断路器故障诊断中的具体应用,并与传统神经网络方法相比较.使用结果表明:无论在分类效果,还是学习速度方面,支持向量机都优于神经网络,更适合在断路器机械状态识别中的应用.     

Method of Mechanical Fault Intelligent Diagnosis Based on Vibration Signal of High Voltage Circuit Breaker

Based on vibration signal of high voltage circuit breaker,a new method of intelligent fault diagnosis that wavelet packet extracts energy entropy which are used as characteristic vector of the support vector machine(SVM)to construct classifier for fault diagnosis is presented.The acceleration sensors are applied to collecting the vibration data of different states of high voltage circuit breakers based on self-made experimental platform in this method.The wavelet packet are fully applied to analyze the vibration signal and decompose vibration signal into three layers,and wavelet packet energy entropy of each frequency band are as the characteristic vector of circuit breaker failure mode.Then the intelligent diagnosis network is established on the basis of the support vector machine theory.It is verified that the method has a better capability of classification and a higher accuracy compared with the traditional neural network diagnosis method through distinguishing the three fault modes which are tripping device stuck,the vacuum arcing chamber fixed bolt looseness and too much friction force of the transmission mechanism of circuit breaker in this paper.     

改进的小波包-特征熵在高压断路器故障诊断中的应用

在详细介绍小波包与特征熵的基础上，将二者结合提出了一种诊断高压断路器机械故障的新方法，并给出了切实可行的诊断步骤和分析。该方法首先将断路器基座振动信号进行3层小波包分解，提取第3层各节点重构信号的包络；然后利用正常状态标准信号所得各包络信号的等能量分段方式，实现对应节点待测状态信号包络的时间轴分段，并利用各分段积分能量、按照熵理论提取特征熵向量；最后构造简单的BP神经网络实现特征熵向量的分类。经正常和2种故障状态下高压断路器无负载振动信号测试，证明该方法检测高压断路器故障简单、准确，为断路器的故障诊断开拓了新的思路。     

高压断路器故障诊断专家系统中快速诊断及新知识获取方法

高压断路器是电力系统关键设备之一，对其进行快速故障诊断对于事故发生后快速寻找故障发生的原因，解决事故源，确保电力系统迅速恢复正常运行有重要的意义。通过改进广义径向基人工神经网络(RBF)算法，使其具有快速故障诊断和网络自更新能力，并应用于断路器在线故障诊断专家系统。专家系统通过神经网络处理在线监测装置传送的故障数据，得到故障类型编码，利用该编码通过正向推理从知识库中找出对应的故障类型，并给出合理的故障解决办法。同时，利用神经网络的自更新能力和与专家系统的配合，专家系统还具有新知识的获取能力。