[发明专利]一种高压断路器电磁铁卡涩故障检测方法

摘要

本发明涉及一种高压断路器电磁铁卡涩故障检测方法，可以仅需要输入高压断路器正常运行的震动数据，依据高压断路器运行时的震动数据与正常运行数据的差异来确定高压断路器电磁铁是否存在卡涩故障。在高压断路器运行的过程中，正常运行的数据易于收集，而故障数据多种多样难于全面收集；本发明一方面仅需要输入正常运行的震动数据，数据收集较为容易；另一方面，依据的是电磁铁的震动特性而不是算法对历史数据的总结，规避了决策模型与人工构造故障数据集的拟合，提高了检测的准确率和稳定性。

主权项

1.一种高压断路器电磁铁卡涩故障检测方法，包括以下步骤：S1.在高压断路器上安装震动检测器，在高压断路器正常运行的时候收集高压断路器进行打开和关闭动作时的数据，构造高压断路器打开动作数据集OpenSet和高压断路器关闭动作数据集CloseSet；S101，在高压断路器上安装震动检测器，在高压断路器正常运行的时候收集高压断路器进行打开和关闭动作时的震动数据；震动检测器的采集频率为1000Hz；S102，构造高压断路器打开动作数据集OpenSet；OpenSet是一个由N个样本构成的数据集OpenSet={O1, O2,…ON}，N至少大于50；对于OpenSet中的任意一个样本Oi={VD, K}；其中，VD是高压断路器执行动作时1至1000毫秒的震动数据，其结构为一个1000个元素的数组，数组的每个元素对应从震动检测器上获取的震动幅值；K是该样本的震动特征值，其结构为一个10元素的数组，在构造的时候该数组所有元素为0；S103，构造高压断路器关闭数动作据集OpenSet；CloseSet是一个由M个样本构成的数据集CloseSet={C1, C2,…CM}，M至少大于50；对于CloseSet中的任意一个样本Ci={VD, K}；其中VD是高压断路器执行动作时1至1000毫秒的震动数据，其结构为一个1000个元素的数组，数组的每个元素对应从震动检测器上获取的震动幅值；K是该样本的震动特征值，其结构是10个元素的数组，在构造的时候该数组所有元素为0；S2. 构建震动特性抽取算子ViberFeature，该算子输入为执行动作震动数组VD，输出为10个元素构成的特征值；S201，初始化一个10个元素的震动特征值数组K，数组每个元素的值为0；S202，时间计数器tcounter=1；S203，tempv=获取VD数组的第(tcounter‑1)×100+1至tcounter×100+1的元素，tempv为一个100个元素的数组；S204，resultv=对tempv进行快速傅里叶变换，快速傅里叶变换的输出元素个数为100；S205,maxresult=数组resultv的最大值，minresultv=数组resultv的最小值，kfeature=0；S206，迭代计数器rcounter=1；S207，low=minresultv+(maxresult‑minresult)/100.0×(rcounter‑1)；S208, high=minresultv+(maxresult‑minresult)/100.0×(rcounter)；S209, hi=(计算数组resultv中处在区间[low, high]的元素个数)/10；S210, kfeature=kfeature+abs(log2(hi))；其中，log2是以2为低的对数，abs为计算绝对值；S211, rcounter=rcounter+1；S212, 如果rcounter>=100则转到S213，否则转到S207；S213，kfeature=(kfeature/100.0×(maxresult‑minresult))/maxresult；S214，K[tcounter]=kfeature；S215，tcounter=tcounter+1；S216，如果tcounter>=10则转到S203, 否则转到S217；S217，输出数组K；S3.利用震动特性抽取算子ViberFeature，处理OpenSet和CloseSet的所有样本：S301, 对于OpenSet中的任意一个样本Oi，利用ViberFeature处理Oi的VD，将ViberFeature的输出设置到Oi的K之中；S302,对于CloseSet中的任意一个样本Ci，利用ViberFeature处理Ci的VD，将ViberFeature的输出设置到Ci的K之中；S4, 构造特征距离计算算子DistanceOperator，该算子的输入为K1和K2，K1和K2均为10个元素的数组：S401, 距离计数器DisCounter=1；S402，距离值DisSum=0；S403，DisSum=DisSum+tangh(abs(K1[DisCounter]‑K2[DisCounter]))；S404, DisCounter=DisCounter+1；S405, 如果DisCounter>10那么转到S406，否则转到S403；S406，输出DisSum；S5，利用DistanceOperator计算OpenSet中所有样本的最大打开动作距离OpenMaxDist：S501，OpenSet样本计数器OCounterB=1，OpenMaxDist=0；S502，打开动作比对计数器OCounterB=1；S503, tempOpen1=取出OpenSet的第OCounterA个样本；S504, tempOpen2=取出OpenSet的第OCounterB个样本；S505, tempOpenDis=利用DistanceOperator计算距离，其中K1=tempOpen1的K，K2=tempOpen2的K；S506，如果tempOpenDis>OpenMaxDist那么OpenMaxDist=tempOpenDis；S507，OCounterB=OCounterB+1；S508，如果OCounterB>10则转到S509，否则转到S504；S509，OCounterA=OCounterA+1；S510，如果OCounterA>N则转到S511，否则转到S502；S511，输出OpenMaxDist；S6，利用DistanceOperator计算CloseSet中所有样本的最大关闭动作距离CloseMaxDist：S601，CloseSet样本计数器CCounterB=1，CloseMaxDist=0；S602，关闭动作比对计数器CCounterB=1；S603, tempClose1=取出CloseSet的第CCounterA个样本；S604, tempClose2=取出CloseSet的第CCounterB个样本；S605, tempCloseDis=利用DistanceOperator计算距离，其中K1=tempClose1的K，K2=tempClose2的K；S606，如果tempCloseDis>CloseMaxDist那么CloseMaxDist=tempCloseDis；S607，CCounterB=CCounterB+1；S608，如果CCounterB>10则转到S609，否则转到S604；S609，CCounterA=CCounterA+1；S610，如果CCounterA>M则转到S611，否则转到S602；S611，输出CloseMaxDist；S7, 输入一个高压断路器的执行动作的震动数组CurrentVD，以及动作内容Action, 输出卡涩故障检测结果：S701，CurrentVD为一个高压断路器执行打开或关闭动作时1至100毫秒的震动数据，其结构为一个100个元素的数组，数组的每个元素对应从震动检测器上获取的震动幅值。