[发明专利]一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统和方法

说明书

本申请公开了一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统和方法，系统包括：电磁辐射传感器设于有载分接开关内部，用于检测开关开断时产生的辐射电磁波信号；所述信号放大器和信号处理模块，用于对辐射电磁波信号进行放大和预处理；所述示波器模块，用于得到预处理后辐射电磁波的时频图像；所述电气寿命评估模块，用于基于辐射电磁波的时频图像，采用电气寿命评估模型评估有载分接开关的电气寿命。本发明对初始检测的电磁波信号进行预处理，并基于卷积神经网络构建有载分接开关电气寿命评估模型，具有自适应性，可高效、准确的检测有载分接开关开断过程中的辐射电磁波型号。

技术领域

本发明属于电气设备状态与寿命评估领域，涉及一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统和方法。

背景技术

换流变压器是交、直流输电系统中换流和逆变两端接口的核心设备，决定着整个系统可靠性的高低。有载分接开关是换流变压器的主要部件，一旦有载分接开关发生故障，将严重影响换流变的安全运行，有载分接开关异常工作引起的事故约占换流变压器总事故的20％以上。

电气设备使用寿命可以分为的机械寿命与电气寿命。有载分接开关开断过程中产生的触头烧蚀，对开关设备的开断能力和电气寿命有较大影响，直观体现为开关可开断电流数值的下降。传动结构等设备的故障，例如螺丝松动则会影响开关的机械寿命。目前，国内分接开关的机械故障检测主要采用振动测量的方法，通过对不同阶段实测振动信号的比较，评估状态变化，从而完成对有载分接开关故障的在线监测。

基于振动信号对于开关电气寿命的研究存在一些弊端。有载分接开关产生振动信号的原因有电机的驱动和停止、开关动作等，且振动信号与有载分接开关的型号有关，因此基于振动信号的监测方式存在一些不足之处。开关运行产生的振动信号并不总是表现出一致的模式，仅依靠振动测量难以完全准确地解释有载分接开关运行中的独立事件，这可能会影响振动测量对有载分接开关状态监测的能力。另一方面，不同类型的有载分接开关结构与触头数量等参数不同，因此振动测量的方法很难具有较大规模的普适性，给应用方面也带来了困难。

传统的信号检测方法也存在诸多不足。随着计算机视觉算法应用于各项领域，检测技术也快速发展，深度学习算法已经在医学与自动驾驶等领域取得显著突破。在电力领域，深度学习也开始应用于故障检测等方面。

综上，对于有载分接开关的寿命评估，尤其是电气寿命的评估，在具体方法与应用效果上仍需提升。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本申请提供一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统和方法，基于电磁辐射检测的方式对有载分接开关进行电气寿命评估，避免了现有的有载分接开关电气寿命评估尤其是振动检测的不足。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种基于辐射电磁波的有载分接开关电气寿命评估系统，包括：电磁辐射传感器、信号放大器、信号处理模块、示波器模块、基于电气寿命评估模型的寿命评估模块；

所述电磁辐射传感器设于有载分接开关内部，用于检测开关开断时产生的辐射电磁波信号；

所述信号放大器和信号处理模块，用于对辐射电磁波信号进行放大和预处理；

所述示波器模块，用于将预处理后的辐射电磁波信号显示为辐射电磁波的时频图像；

所述电气寿命评估模块，用于基于辐射电磁波的时频图像，采用电气寿命评估模型进行有载分接开关电气寿命评估。

本发明进一步包括以下优选方案：

优选地，所述电磁辐射传感器为特高频传感器，其频率为0.5-2GHz，具体安装于有载分接开关内的真空灭弧室外。

优选地，所述信号放大器与电磁辐射传感器连接，用于辐射电磁波信号的放大；