[发明专利]基于合闸线圈电流时域统计特征的断路器故障识别方法

权利要求书

1.一种基于合闸线圈电流时域统计特征的断路器故障识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A：分别采集正常状态下和各故障状态下断路器操作机构合闸线圈的电流信号的实验数据；

步骤B：提取正常状态下和各故障状态下断路器操作机构的合闸线圈电流待分析信号，并提取所述合闸线圈电流待分析信号的时域统计特征点；

步骤C：采集实际工程中断路器操作机构合闸线圈的电流信号，从中提取合闸线圈电流待识别信号，并提取所述合闸线圈电流待识别信号的时域统计特征点；

步骤D：计算待识别信号时域统计特征点与待分析信号的时域统计特征点间的欧式距离，并找出与待识别信号特征点距离最为接近的多个信号，根据这些信号的断路器状态，判断待识别信号所处的断路器状态，从而实现断路器的故障识别；

所述步骤A具体包括：

分别对正常状态以及操作机构卡涩、基座螺丝松动、铁芯卡涩三种故障状态的高压断路器进行N次合闸操作实验，以采样频率f分别采集：

正常状态下第n次实验的断路器操作机构合闸线圈的电流信号i₀ⁿ；

操作机构卡涩状态下第n次实验的断路器操作机构合闸线圈的电流信号i₁ⁿ；

基座螺丝松动状态下第n次实验的断路器操作机构合闸线圈的电流信号i₂ⁿ；

铁芯卡涩状态下第n次实验的断路器操作机构合闸线圈的电流信号i₃ⁿ；

所述合闸线圈的电流信号i₀ⁿ、i₁ⁿ、i₂ⁿ、i₃ⁿ中均包含T×f个采样点，其中T为每次合闸操作实验的时间，n＝1，2，…，N；

所述步骤B具体包括：

步骤B1：利用小波变换对断路器各状态下第n次实验中合闸线圈电流信号进行去噪处理，将去噪后的合闸线圈电流信号逐点与判定阈值ε进行比较，当连续5个点均大于判定阈值ε时，将第1个大于判定阈值ε的合闸线圈电流信号值对应的采样点序号记录为1；直到当连续5个点均小于判定阈值ε时，将第1个小于判定阈值ε的合闸线圈电流信号值对应的采样点序号记录为k_bⁿ；选取该时间段内的合闸线圈电流信号作为待分析信号i_b^*n(k)；其中b为断路器状态，b＝0表示正常状态，b＝1表示操作机构卡涩故障，b＝2表示基座螺丝松动故障，b＝3表示铁芯卡涩故障；采样点序号取值为：1，2，…，k_bⁿ；

步骤B2：分别提取断路器各状态下第n次实验的断路器操作机构合闸线圈电流待分析信号i_b^*n(k)中第一个波峰值、第二个波峰值、波谷值及其对应的采样序号；同时，分别提取断路器正常状态下第n次实验的断路器操作机构合闸线圈电流待分析信号i_b^*n(k)中第0.2k_bⁿ、0.4k_bⁿ、0.6k_bⁿ、0.8k_bⁿ个采样点序号对应的合闸线圈电流信号值；得到断路器各状态下合闸线圈电流第n次实验待分析信号的时域统计特征量X_b(n)＝[t_b1ⁿ，t_b2ⁿ，t_b3ⁿ，t_b4ⁿ，t_b5ⁿ，t_b6ⁿ，t_b7ⁿ，t_b8ⁿ，i_b1ⁿ，i_b2ⁿ，i_b3ⁿ，i_b5ⁿ，i_b6ⁿ，i_b7ⁿ，i_b8ⁿ]；t_b1ⁿ、t_b2ⁿ、t_b3ⁿ分别表示合闸线圈的电流信号i_b^*n(k)中第一个波峰值、第二个波峰值、波谷值对应的采样序号；t_b4ⁿ、t_b5ⁿ、t_b6ⁿ、t_b7ⁿ、t_b8ⁿ分别为k_bⁿ、0.2k_bⁿ、0.4k_bⁿ、0.6k_bⁿ、0.8k_bⁿ；i_b1ⁿ、i_b2ⁿ、i_b3ⁿ分别表示合闸线圈的电流待分析信号i_b^*n(k)中第一个波峰值、第二个波峰值、波谷值；i_b5ⁿ、i_b6ⁿ、i_b7ⁿ、i_b8ⁿ分别表示合闸线圈的电流待分析信号i_b^*n(k)中第0.2k_bⁿ、0.4k_bⁿ、0.6k_bⁿ、0.8k_bⁿ个采样点序号对应的合闸线圈的电流信号值。