基于振動分析的高壓斷路器機械故障診斷研究.pdf

1、高壓斷路器在電力系統(tǒng)中起著極為重要的作用，它承擔(dān)著系統(tǒng)的控制和保護工作。在正常運行情況下，高壓斷路器控制線路和設(shè)備的投切操作；當(dāng)發(fā)生故障時，則快速切斷故障線路，以防止故障的進一步擴大。因此一旦高壓斷路器發(fā)生故障，將直接危害系統(tǒng)的運行可靠性，并可能引起重大的停電損失。國內(nèi)外相關(guān)調(diào)查表明，斷路器大部分故障都是由機械原因造成的，因此開展高壓斷路器機械故障診斷的研究具有重要的現(xiàn)實意義。高壓斷路器分合閘動作期間產(chǎn)生的振動信號包含了重要的狀態(tài)信息，

2、本文通過對斷路器振動信號進行處理和分析，來獲取高壓斷路器的機械狀態(tài)情況。其主要研究內(nèi)容包括信號采集、特征提取和狀態(tài)識別三個部分。
　　首先，選擇合理的振動傳感器和信號采集設(shè)備，設(shè)計并搭建斷路器振動信號采集系統(tǒng)平臺，采集高壓斷路器在不同機械狀態(tài)下振動信號。其次，針對高壓斷路器振動信號的非平穩(wěn)、非線性特點，采用變分模態(tài)分解對斷路器振動信號進行時-頻分解處理，得到相應(yīng)的本征模態(tài)函數(shù)，然后將得到的模態(tài)函數(shù)矩陣劃分為若干子矩陣以計算矩陣局部

3、奇異值，并選擇各個子矩陣的最大奇異值作為故障診斷的特征向量。最后，構(gòu)建單類分類器和多類分類器聯(lián)合的多層分類器，采用兩層獨立的單類支持向量機分別用于準確區(qū)分高壓斷路器正常與故障狀態(tài)、已知故障類型和未知故障類型，在此基礎(chǔ)上，進一步采用支持向量機識別已知故障的具體故障類型。對SF6高壓斷路器在正常和三種典型故障下開展實例診斷測試，實驗結(jié)果表明，采用變分模態(tài)分解和局部奇異值分解方法能夠準確提取斷路器故障特征，而將單類分類器應(yīng)用到高壓斷路器機械故