[发明专利]一种10kV高压断路器健康水平诊断方法

说明书

本发明提供一种10kV高压断路器健康水平诊断方法，包括：构建10kV高压断路器健康水平特征集；构建10kV高压断路器健康水平高维随机矩阵；根据高维随机矩阵谱分布理论，计算10kV高压断路器健康水平高维随机矩阵样本协方差阵的极限谱密度分布函数、特征根分布及平均谱分布；利用实时分离窗和平均谱半径分布进行10kV高压断路器健康水平与故障特征的时变非线性关系分析；利用增广矩阵法进行10kV高压断路器故障相关因子识别；依据MP律、圆环率及平均谱半径这三个异常状态检测判据，提出10kV高压断路器健康水平综合指标，进行多参数、不同相关性因子下的10kV高压断路器健康水平诊断。

技术领域

本发明涉及输配电设备状态评估与故障诊断领域，更具体地，涉及一种10kV 高压断路器健康水平诊断方法。

背景技术

10kV高压断路器是由灭弧室、操动机构等多个设备组合而成，是电力系统 中最复杂的电力设备之一，涉及电、磁、力学等多个方面，高压断路器健康水平 是机械特性、电气特性及绝缘特性等多种特征参量共同影响的结果，且其状态变 量与故障特征变量之间存在复杂的时变非线性映射关系。目前，断路器健康水平 及故障诊断方面研究较为广泛，主要现状及问题总结如下：

(1)在断路器健康水平状态评估方面，突变理论、层次分析与熵权法及模 糊推理等多层次模糊综合评估法已被有效验证，但是其评估指标的权重及隶属度 获取存在较高的人为主观性，难以真实客观地反映断路器健康水平状态；

(2)在断路器故障诊断方面，主要集中于机械特性、电气特性及绝缘特性某 一方面的故障方法研究，如利用经验模态分解、支持向量机等方法对单一或少数 机械特征参量进行断路器机械故障诊断分析，鲜有对机械特性、绝缘特性及电气 特性等多种故障特征参量综合分析的研究，因此，分析结果较为片面，无法全面 反映断路器故障与表现特征之间的客观规律；

(3)目前10kV高压断路器试验数据较为分散，历次试验数据缺乏关联性分析， 试验数据未得到充分利用与挖掘，因此有必要实现历次试验数据关联性分析及对 断路器健康水平进行分析与判断。

发明内容

本发明提供一种10kV高压断路器健康水平诊断方法，该方法实现高压断路 器健康水平准确可靠的判断。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种10kV高压断路器健康水平诊断方法，包括以下步骤：

步骤S1：基于10kV高压断路器横向和纵向的多层面历史数据，针对高压 断路器机械特性、电气特性及绝缘特性进行特征量提取，构建10kV高压断路器 健康水平特征集；

所述的机械特性对应的特征量主要包括断路器的分闸时间、合闸时间，分、 合闸的同期性，触头开距，分、合闸弹跳时间，分、合闸弹跳次数，分、合闸速 度；电气特性对应的特征参量主要包括导电回路电阻，操动机构合闸接触器和分、 合闸电磁铁的最低动作电压，分、合闸测试时的线圈电流；绝缘特性主要包括绝 缘电阻、交流耐压泄漏电流值；以上特征量值通过10kV高压断路器设备验收试 验、预防性试验以及运维检修试验获取，可以为10kV高压断路器横向和纵向的 多层面历史数据及当前试验数据。

所述的10kV高压断路器健康水平特性集见表1。

表1 10kV高压断路器健康水平特性集

步骤S2：根据10kV高压断路器健康水平特征集，构建10kV高压断路器健 康水平高维随机矩阵，包含以下步骤：

S2.1构建断路器健康水平矩阵表。针对某一被试10kV高压断路器，将其机 械特性、电气特性等多种特征参量按照时间顺序进行排列，以挖掘各种特征参量 与该断路器健康水平之间变化关系，对应矩阵参数表见表2，即

表2断路器健康水平矩阵参数表