[发明专利]一种基于小波包关联维数组合的高压断路器振动信号特征提取方法

说明书

一种基于小波包关联维数组合的高压断路器振动信号特征提取方法，涉及高压断路器的智能诊断领域，具体涉及一种高压断路器振动信号特征的提取方法。为了解决现有的高压断路器故障诊断中提取的高压断路器振动信号特征不能准确刻画高压断路器振动信号的问题。本发明首先采集高压断路器的振动信号，并对振动信号进行滤波降噪预处理，得到振动信号X(t)；对高压断路器的振动信号X(t)进行三层小波包分解与重构，并计算振动信号X(t)三层小波包分量x_p(t)的关联维数x_p(t),p＝(1,2,…,8)；然后计算振动信号小波包分量x₁(t)—x₈(t)的关联维数的均方根，将均方根作为高压断路器振动信号特征。本发明适用于高压断路器的智能诊断。

技术领域

本发明涉及高压断路器的智能诊断领域，具体涉及一种高压断路器振动信号特征的提取方法。

背景技术

目前，电力系统中对高压断路器故障诊断方法研究日益高涨，基于振动信号的分析逐渐成为研究热点，准确提取断路器振动特征是进行故障诊断的基础，也是断路器智能诊断中急需解决的关键技术。

由于断路器振动信号属于典型的短时非平稳非线性过程，传统的时频分析方法的短时能量法、包络谱分析、细化谱分析、模态分析等已无法反应其本质特征，对于断路器振动信号的时频局部化特征也不能进行精细化刻画。

发明内容

本发明为了解决现有的高压断路器故障诊断中提取的高压断路器振动信号特征不能准确刻画高压断路器振动信号的问题。

1、一种基于小波包关联维数组合的高压断路器振动信号特征提取方法，包括以下步骤：

步骤1、采集高压断路器的振动信号，并对振动信号进行滤波降噪预处理，得到振动信号X(t)；

步骤2、对高压断路器的振动信号X(t)进行三层小波包分解与重构；得到振动信号X(t)三层小波包分量x_p(t),p＝(1,2,...，８）；

步骤3、计算振动信号X(t)三层小波包分量x_p(t)的关联维数；

步骤4、计算振动信号小波包分量x₁(t)—x₈(t)的关联维数的均方根，将均方根作为高压断路器振动信号特征。

有益效果：本发明的一种基于小波包关联维数组合的高压断路器振动信号特征提取方法，可以反映振动信号的复杂性和非线性非平稳特征；对实测信号三层小波包分解后可以得到了在不同频段上的8个高低频分量，从而实现了高压断路器机械状态特征的分离，可以准确反应不同工况振动信号的不同变化，其准确率可以达到98％以上。该方法步骤简单、可操作性强，通过该方法能够有效地获取高压断路器振动信号的特征，满足电力系统中对断路器振动信号特征提取的使用要求。

附图说明

图1为高压断路器正常合闸状态的振动信号图；

图2为信号三层小波包分解示意图；

图3为高压断路器正常合闸状态的振动信号三层小波包分解后的重构信号图；其中

图3(a)为高压断路器正常合闸状态的振动信号小波包第三层分解低频段1的信号图；

图3(b)为高压断路器正常合闸状态的振动信号小波包第三层分解低频段2的信号图；

图3(c)为高压断路器正常合闸状态的振动信号小波包第三层分解低频段3的信号图；

图3(d)为高压断路器正常合闸状态的振动信号小波包第三层分解低频段4的信号图；

图3(e)为高压断路器正常合闸状态的振动信号小波包第三层分解高频段1的信号图；