[发明专利]一种基于全声频监测的开关柜绝缘类部件的故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于全声频监测的开关柜绝缘类部件的故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采用声发射传感器、超声传感器和声音传感器分别对开关柜绝缘类部件进行监测，持续收集反馈信号；

S2、将所述各传感器的数据进行分析，利用各个反馈信号的分析算法分别进行故障监测，其中声音传感器信号监测部件表面故障，超声传感器监测部件近表面故障，声发射信号监测部件内部故障；

S3、将各尺度音频反馈信号进行数据融合，确定健康状态函数；

所述S2中，声音传感器的数据分析为：

S211、将多个所述声音传感器采用合适的布局进行安置，采集开关柜在工作期间产生的声音信号；

S212、通过A/D转换电路将声音信号进行模数转换得到数字信号；

S213、对声音信号进行预处理，使用端点检测将声音信号区分为有用声音段和噪声段，声音信号的波动表示为：

其中，ψ＝x(t)为离散域中声音信号x(t)的算子，x(t)为声音信号数据，ω为声音信号的角速度，θ为初始相位；

S214、筛选经处理后的信号，保留有用声音信号，经过函数提取有用声音信号中的时域参数，其中，所述函数为：

其中，δ_n为第n帧的短时过零率，X(i)＝x(i)ω(n-i)表示为原始信号x(i)经过截取、加窗操作后得到的新信号，ω(n-i)为窗函数；

S215、将提取得到的参数信息与计算机数据库中的正常工作时的参数信息进行比对，若超出阈值，则代表绝缘类部件产生故障；

S216、若绝缘类部件判断出存在故障，则进一步地，将参数信息与数据库中的典型故障下的参数信息进行匹配，得出故障类型。

2.根据权利要求1所述的一种基于全声频监测的开关柜绝缘类部件的故障诊断方法，其特征在于，所述S2中，超声传感器的故障检测方法包括如下步骤：

S221、采集开关柜内部的由于绝缘类部件局部放电现象而产生的超声波信号；

S222、经过放大电路将超声波传感器采集的信号进行放大后送出；

S223、经过A/D转换电路将超声波信号进行数模转换；

S224、确定分解层数J；

S225、确定对采集的超声波信号的信躁比改善效果较优的sym7作为小波分解的小波基函数；

S226、对采集的含躁信号进行小波分解得到一组小波系数W_j,k,

其中，k＝0,1...,N-1,j＝0,1...,J-1，J为分解层数，N为信号采样点数；

S227、计算风险向量，

R＝[r₁,r₂,,,r_n]其元素为

式中，i＝1,2...n,W为元素是小波系数的平方由小到大排列的一个向量W＝[W₁,W₂...W_n]，n为小波系数的个数，通过迭代，得到最小值作r_b为风险值，由r_b的小标b求出对应的W_b；

S228、确定量化处理经小波分解后的各层小波系数时所用的阈值其中σ为噪声信号的均方差；

S229、确定阈值函数

其中，ω_j,k为小波系数，ω_j,k为经过阈值函数处理过的小波系数，N为正整数，μ为调节因子，且取值范围在0到1之间，将经小波分解后的信号经所述阈值函数滤除噪声，得到有效的超声波信号；

S2210、将超声波信号与计算机数据库中的典型故障超声波信号进行匹配得出故障类型。