[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

说明书

本发明提供一种基于全声频监测和融合的开关柜绝缘类部件的故障诊断方法，包括以下步骤，采用声音传感器、超声传感器和声发射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；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；再将各尺度音频反馈信号进行数据融合，计算开关柜绝缘类部件的健康状态函数；本发明所述的基于多尺度声频融合的开关柜绝缘类部件的故障诊断方法，针对绝缘类部件的不同深度位置的故障或隐患，利用多尺度声频信号进行了故障识别和诊断，该方法能够识别和诊断整个绝缘类部件全域的故障及隐患，既能够对识别已出现的故障，也能对故障隐患进行识别。

技术领域

本发明涉及电力开关柜领域，尤其涉及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。

背景技术

开关柜在电力系统运行过程中起到了非常重要的作用，一旦出现故障就会造成线路停电，严重时还会造成人身伤亡事故。随着经济及技术的发展，开关柜的安全性与质量得到明显提升，但是在日常运行、操作过程中，仍旧存在出现故障的可能性，需要采取更加合理的解决措施。开关柜中的绝缘类部件的作用是进行绝缘，若出现绝缘功能故障，将造成短路等问题，进而造成断电、火灾等严重问题。因此必须对开关柜中的绝缘类部件进行健康监测，防止出现故障。

目前对开关柜的绝缘类部件的故障诊断主要通过电流监测技术实现，当绝缘类部件出现漏电时发现故障，但此时其绝缘性能已经基本失效，很容易产生安全隐患，未能从根本上解决安全隐患的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了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，以解决现有方法中依靠电流进行绝缘类部件故障诊断造成的滞后性问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

本发明提供了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，包括以下步骤：

S1、采用音频传感器、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、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。

进一步，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。