[发明专利]一种高压断路器电磁铁卡涩故障检测方法

权利要求书

1.一种高压断路器电磁铁卡涩故障检测方法，包括以下步骤：

S1，在高压断路器上安装震动检测器，在高压断路器正常运行的时候收集高压断路器进行打开和关闭动作时的数据，构造高压断路器打开动作数据集OpenSet和高压断路器关闭动作数据集CloseSet；

S1还包括S101~S103：

S101，在高压断路器上安装震动检测器，在高压断路器正常运行的时候收集高压断路器进行打开和关闭动作时的震动数据；震动检测器的采集频率为1000Hz；

S102，构造高压断路器打开动作数据集OpenSet；

OpenSet是一个由N个样本构成的数据集OpenSet={O₁, O₂,…O_N}，N至少大于50；

对于OpenSet中的任意一个样本O_i={VD_open, K_open}；

其中， VD_open是高压断路器执行动作时1至1000毫秒的震动数据，其结构为一个1000个元素的数组，数组的每个元素对应从震动检测器上获取的震动幅值； K_open是该样本的震动特征值，其结构为一个10元素的数组，在构造的时候该数组所有元素为0；

S103，构造高压断路器关闭动作数据集 CloseSet；

CloseSet是一个由M个样本构成的数据集CloseSet={C₁, C₂,…C_M}，M至少大于50；

对于CloseSet中的任意一个样本C_i={VD_close, K_close}；

其中， VD_close是高压断路器执行动作时1至1000毫秒的震动数据，其结构为一个1000个元素的数组，数组的每个元素对应从震动检测器上获取的震动幅值； K_close是该样本的震动特征值，其结构是10个元素的数组，在构造的时候该数组所有元素为0；

S2，构建震动特性抽取算子ViberFeature，该算子输入为执行动作震动数组VD_input，输出为10个元素构成的特征值；

S2还包括S201~S207：

S201，初始化一个10个元素的震动特征值数组K_output，数组每个元素的值为0；

S202，时间计数器tcounter=1；

S203，震动特性抽取算子暂存变量tempv为获取VD_input数组的第(tcounter-1)×100+1至tcounter×100+1的元素，tempv为一个100个元素的数组；

S204，震动特性抽取算子结果变量resultv为对tempv进行快速傅里叶变换得到的数组，resultv个数为100；

S205,震动特性抽取算子最大结果变量maxresult为数组resultv的最大值，震动特性抽取算子最小结果变量minresultv为数组resultv的最小值，震动特性抽取算子属性计算变量kfeature=0；

S206，迭代计数器rcounter=1；

S207，震动特性抽取算子迭代下界值变量low=minresultv+ (maxresult-minresult)/100.0×(rcounter-1)；

S208, 震动特性抽取算子迭代上界值变量high=minresultv+ (maxresult-minresult)/100.0×(rcounter)；

S209, 震动特性抽取算子迭代中间计算结果变量hi=(计算数组resultv中处在区间[low, high]的元素个数)/10；

S210,kfeature=kfeature+abs(log2(hi))；

其中，log2是以2为低的对数，abs为计算绝对值；

S211, 震动特性抽取算子输出迭代计数器 rcounter=rcounter+1；

S212,如果rcounter=100则转到S213，否则转到S207；

S213，kfeature=(kfeature/100.0×(maxresult-minresult))/maxresult；

S214，K_output[tcounter]=kfeature；

S215，tcounter=tcounter+1；

S216，如果tcounter=10则转到S203, 否则转到S217；

S217，输出数组K_output；

S3，利用震动特性抽取算子ViberFeature，处理OpenSet和CloseSet的所有样本：

S3还包括S301~S302：

S301, 对于OpenSet中的任意一个样本Oi，利用ViberFeature处理Oi的VD_open，将ViberFeature的输出设置到Oi的K_open之中；

S302,对于CloseSet中的任意一个样本Ci，利用ViberFeature处理Ci的VD_close，将ViberFeature的输出设置到Ci的K_close之中；

S4, 构造特征距离计算算子DistanceOperator，该算子的输入为K1和K2，K1和K2均为10个元素的数组：

S4还包括S401~S406：

S401, 距离计数器DisCounter=1；

S402，距离值DisSum=0；

S403，DisSum=DisSum+tanh(abs(K1[DisCounter]-K2[DisCounter]))；

S404, DisCounter=DisCounter+1；

S405, 如果DisCounter10那么转到S406，否则转到S403；

S406，输出DisSum；

S5，利用DistanceOperator计算OpenSet中所有样本的最大打开动作距离OpenMaxDist：

S5还包括S501~S511：

S501，OpenSet样本计数器OCounterA=1，OpenMaxDist=0；

S502，打开动作比对计数器OCounterB=1；

S503,最大打开动作第一暂存变量tempOpen1为取出OpenSet的第OCounterA个样本；

S504,最大打开动作第二暂存变量tempOpen2为取出OpenSet的第OCounterB个样本；

S505,最大打开动作暂存距离变量tempOpenDis为利用DistanceOperator计算距离，其中K1=tempOpen1的K_open，K2=tempOpen2的K_open；

S506，如果tempOpenDisOpenMaxDist那么OpenMaxDist=tempOpenDis；

S507，OCounterB=OCounterB+1；

S508，如果OCounterB10则转到S509，否则转到S504；

S509，OCounterA=OCounterA+1；

S510，如果OCounterAN则转到S511，否则转到S502；

S511，输出OpenMaxDist；

S6，利用DistanceOperator计算CloseSet中所有样本的最大关闭动作距离CloseMaxDist：

S6还包括S601~S611；

S601，CloseSet样本计数器CCounterA=1，CloseMaxDist=0；

S602，关闭动作比对计数器CCounterB=1；

S603, 最大关闭动作第一暂存变量tempClose1为取出CloseSet的第CCounterA个样本；

S604, 最大关闭动作第二暂存变量tempClose2为取出CloseSet的第CCounterB个样本；

S605, 最大关闭动作暂存距离变量tempCloseDis为利用DistanceOperator计算距离，其中K1=tempClose1的K_close，K2=tempClose2的K_close；

S606，如果tempCloseDisCloseMaxDist那么CloseMaxDist=tempCloseDis；

S607，CCounterB=CCounterB+1；

S608，如果CCounterB10则转到S609，否则转到S604；

S609，CCounterA=CCounterA+1；

S610，如果CCounterAM则转到S611，否则转到S602；

S611，输出CloseMaxDist；

S7, 输入一个高压断路器的执行动作的震动数组CurrentVD，以及动作内容Action,输出卡涩故障检测结果：

S7还包括S701~S715：

S701，CurrentVD为一个高压断路器执行打开或关闭动作时1至1000毫秒的震动数据，其结构为一个1000个元素的数组，数组的每个元素对应从震动检测器上获取的震动幅值；CurrentK为利用ViberFeature计算CurrentVD并获得结果；

S702，如果Action为进行打开动作则转到705，否则转到S703；

S703，设定暂存样本列表TempSet=OpenSet, 距离目标TargetDist=OpenMaxDist，个数最大值TargetNum=N；

S704，转到S706；

S705，设定暂存样本列表TempSet=CloseSet, 距离目标TargetDist=CloseMaxDist，个数最大值TargetNum=M；

S706，判断计数器CurrentCounter=1, 距离均值AvgDist=0；

S707，算子计算结果暂存变量CurrentTempValue为利用DistanceOperator计算距离，DistanceOperator的K1为CurrentK，DistanceOperator的K2为TempSet第CurrentCounter个样本的K_open或K_Close，如果执行了S703步骤那么该位置对应K_open，如果执行了S705步骤那么该位置对应K_close；

S708，算子计算结果距离计算均值变量AvgDist=AvgDist+CurrentTempValue；

S709，CurrentCounter=CurrentCounter+1；

S710，如果CurrentCounterTargetNum这转到S711，否则转到S707；

S711，AvgDist=AvgDist/TargetNum；

S712, 如果AvgDistTargetDist则转到S713，否则转到S714；

S713，输出存在卡涩故障，需要对高压断路器进行检修；转到S715；

S714，输出不存在卡涩故障，不需要对高压断路器进行检修；

S715，检测过程结束。