CN104267336A - 一种基于断路器操作机构的故障诊断系统 - Google Patents

一种基于断路器操作机构的故障诊断系统 Download PDF

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Abstract

一种基于断路器操作机构的故障诊断系统，包括输入模块（1）、判定模块（2）、电信号接口模块（3）、振动信号接口模块（4）、声波信号接口模块（5）、图像信号接口模块（6）、电信号处理模块（7）、振动信号（8）、声波信号处理模块（9）、图像信号处理模块（10）、融合模块（11）、故障诊断模块（12）。本发明能高效、科学、合理的实现根据断路器操作机构数据实现其在线故障诊断，将断路器操作机构各传感器数据与诊断结果存入故障诊断模块中并提供各种查询接口，便于电网生产或科研人员根据断路器操作机构数据对断路器操作机构实现进行在线故障诊断，且能根据查询条件查询所需的断路器操作机构诊断结果。

Description

一种基于断路器操作机构的故障诊断系统
技术领域
本发明涉及故障诊断系统，更具体的说，涉及一种基于断路器操作机构的故障诊断系统技术领域。 
背景技术
原CIGRE13.06的统计表明，70%以上的断路器故障属于机械性质。2008年，国家电网公司系统72.5kV及以上电压等级断路器因其自身原因造成的设备故障中，操动机构（含传动环节）及辅助元件引起的故障占75.5%。断路器操动机构以及传动元件的机械性缺陷大多可以通过机械特性的变化予以反映。 
断路器由于现有测试技术和分析方法上受到固有思维模式的局限，难于全面描述操作机构情况。本专利旨在利用多种传感技术来描述综合断路器操作机构的运行状况，得到断路器操作机构诊断结果，从而提高其运行状态判断的准确性。 
介于上述情况，基于断路器操作机构电信号、振动信号、声波信号和图像信号数据对断路器操作机构进行诊断并将断路器四种传感器的数据和诊断结果集中保存到数据库中以便后期查询，成为本领域中急待解决的一个问题。 
发明内容
本发明的技术目的是解决上述技术问题，提供一种高效便利的基于断路器操作机构的故障诊断系统，以便于生产或科研人员根据查询条件查询所需电信号数据、振动信号数据、声波信号数据、图像信号数据和诊断结果信息。 
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是： 
一种基于断路器操作机构的故障诊断系统，本发明特征是，包括以下模块：
输入模块，用于接收断路器操作机构各传感器的数据输入，并送入判定模块；
判定模块，用于判断输入的数据是属于电信号数据、振动信号数据、声波信号数据、图像信号数据这四种类型中的哪一种，根据输入的特征，将输入的数据发送给电信号接口模块、振动信号接口模块、声波信号接口模块或图像信号接口模块进行进一步处理；
电信号接口模块，用于将得到的电信号数据输入到本系统中并送入电信号处理模块；
振动信号接口模块，用于将得到的振动信号数据输入到本系统中并送入振动信号处理模块；
声波信号接口模块，用于将得到的声波信号数据输入到本系统中并送入声波信号处理模块；
图像信号接口模块，用于将得到的图像信号数据输入到本系统中并送入图像信号处理模块；
电信号处理模块，用于根据用户需求将选定的电信号数据进行处理并送入融合模块；
振动信号处理模块，用于根据用户需求将选定的振动信号数据进行处理并送入融合模块；
声波信号处理模块，用于根据用户需求将选定的声波信号数据进行处理并送入融合模块；
图像信号处理模块，用于根据用户需求将选定的图像信号数据进行图像处理并送入融合模块；
融合模块，将电信号数据、振动信号数据、声波信号数据和图像信号数据进行融合处理；
故障诊断模块，用于对融合模块得到融合结果进行诊断，获得断路器操作机构的故障类型并对电信号、振动信号、声波信号、图像信号数据和诊断结果进行保存；
上述各模块之间的连接关系为，输入模块通过判定模块分别与四组串联的模块组连接：
第一组：电信号接口模块、电信号处理模块；
第二组：振动信号接口模块、振动信号处理模块；
第三组：声波信号接口模块与声波信号处理模块；
第四组：图像信号接口模块与图像信号处理模块；
该四组串联的模块组还与融合模块、故障诊断模块依序连接； 
本系统的工作步骤为：
1）开始，启动系统总电源；
2）输入模块输入断路器操作机构各传感器的数据，然后由判定模块判定输入的数据是否为电信号数据，如是则由系统将电信号数据输入到电信号接口模块中对电信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到电信号处理模块进行处理，处理结果送入融合模块进行融合处理；     
3）判定模块判定输入的数据是否为振动信号数据，如是则由系统将振动信号数据输入到振动信号接口模块中对振动信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到振动信号处理模块进行处理，处理结果送入融合模块进行融合处理；     
4）判定模块判定输入的数据是否为声波信号数据，如是则由系统将声波信号数据输入到声波信号接口模块中对声波信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到声波信号处理模块进行处理，处理结果送入融合模块进行融合处理；
5）判定模块判定输入的数据是否为图像信号数据，如是则由系统将图像信号数据输入到图像信号接口模块中对图像信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到图像信号处理模块进行处理，处理结果送入融合模块进行融合处理；
6）经融合模块的融合结果输入到故障诊断模块中对断路器操作机构进行诊断，获得断路器操作机构的故障类型并对电信号、振动信号、声波信号、图像信号数据和诊断结果进行保存。
本发明的有益技术效果是： 
1)融合模块采用有针对性的数据融合技术，对断路器电信号数据、振动信号数据、声波信号数据和图像信号数据进行融合，以便于对断路器操作机构进行故障诊断；
2)实现了多种类型断路器操作机构故障诊断的数据库，并实现断路器电信号、振动信号、声波信号、图像信号和诊断结果数据的管理。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步解释。 
附图说明
附图1是本发明一种基于断路器操作机构的故障诊断系统各模块示意图； 
附图2是本发明一种基于断路器操作机构的故障诊断系统数据输入流程图。
具体实施方式
见图1，图2，一种基于断路器操作机构的故障诊断系统，本发明特征是，包括以下模块： 
输入模块1，用于接收断路器操作机构各传感器的数据输入，并送入判定模块；
判定模块2，用于判断输入的数据是属于电信号数据、振动信号数据、声波信号数据、图像信号数据这四种类型中的哪一种，根据输入的特征，将输入的数据发送给电信号接口模块、振动信号接口模块、声波信号接口模块或图像信号接口模块进行进一步处理；
电信号接口模块3，用于将得到的电信号数据输入到本系统中并送入电信号处理模块；
振动信号接口模块4，用于将得到的振动信号数据输入到本系统中并送入振动信号处理模块；
声波信号接口模块5，用于将得到的声波信号数据输入到本系统中并送入声波信号处理模块；
图像信号接口模块6，用于将得到的图像信号数据输入到本系统中并送入图像信号处理模块；
电信号处理模块7，用于根据用户需求将选定的电信号数据进行处理并送入融合模块；
振动信号处理模块8，用于根据用户需求将选定的振动信号数据进行处理并送入融合模块；
声波信号处理模块9，用于根据用户需求将选定的声波信号数据进行处理并送入融合模块；
图像信号处理模块10，用于根据用户需求将选定的图像信号数据进行图像处理并送入融合模块；
融合模块11，将电信号数据、振动信号数据、声波信号数据和图像信号数据进行融合处理；
故障诊断模块12，用于对融合模块得到融合结果进行诊断，获得断路器操作机构的故障类型并对电信号、振动信号、声波信号、图像信号数据和诊断结果进行保存；
上述各模块之间的连接关系为，输入模块1通过判定模块2分别与四组串联的模块组连接：
第一组：电信号接口模块3、电信号处理模块7；
第二组：振动信号接口模块4、振动信号处理模块8；
第三组：声波信号接口模块5与声波信号处理模块9；
第四组：图像信号接口模块6与图像信号处理模块10；
该四组串联的模块组还与融合模块11、故障诊断模块12依序连接； 
本系统的工作步骤为：
1）开始，启动系统总电源；
2）输入模块1输入断路器操作机构各传感器的数据，然后由判定模块2判定输入的数据是否为电信号数据，如是则由系统将电信号数据输入到电信号接口模块3中对电信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到电信号处理模块7进行处理，处理结果送入融合模块11进行融合处理；     
3）判定模块2判定输入的数据是否为振动信号数据，如是则由系统将振动信号数据输入到振动信号接口模块4中对振动信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到振动信号处理模块8进行处理，处理结果送入融合模块11进行融合处理；    
 4）判定模块2判定输入的数据是否为声波信号数据，如是则由系统将声波信号数据输入到声波信号接口模块5中对声波信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到声波信号处理模块9进行处理，处理结果送入融合模块11进行融合处理；
5）判定模块2判定输入的数据是否为图像信号数据，如是则由系统将图像信号数据输入到图像信号接口模块6中对图像信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到图像信号处理模块10进行处理，处理结果送入融合模块11进行融合处理；
6）经融合模块11的融合结果输入到故障诊断模块12中对断路器操作机构进行诊断，获得断路器操作机构的故障类型并对电信号、振动信号、声波信号、图像信号数据和诊断结果进行保存。
各个模块工作情况如下：当系统运行起来之后，输入模块1随时等待各传感器数据的输入，判定模块2、电信号接口模块3、振动信号接口模块4、声波信号接口模块5、图像信号接口模块6、电信号处理模块7、振动信号处理模块8、声波信号处理模块9、图像信号处理模块10、融合模块11、故障诊断模块12这十一个模块并行运行，当输入模块1中输入断路器操作机构各传感器的数据后，经判定模块2判断输入的数据是否为电信号数据，如是则由系统将电信号数据输入到电信号接口模块3中对电信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到电信号处理模块7进行处理，处理结果送入融合模块11进行融合处理；经判定模块2判断输入的数据是否为振动信号数据，如是则由系统将振动信号数据输入到振动信号接口模块4中对振动信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到振动信号处理模块8进行处理，处理结果送入融合模块11进行融合处理；经判定模块2判断输入的数据是否为声波信号数据，如是则由系统将声波信号数据输入到声波信号接口模块5中对声波信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到声波信号处理模块9进行处理，处理结果送入融合模块11进行融合处理；经判定模块2判断输入的数据是否为图像信号数据，如是则由系统将图像信号数据输入到图像信号接口模块6中对图像信号数据进行数据接收、转换等处理，将处理结果送入到图像信号处理模块10进行处理，处理结果送入融合模块11进行融合处理；然后电信号处理模块7、振动信号处理模块8、声波信号处理模块9、图像信号处理模块10的处理结果都送入融合模块11进行融合处理，将结果送入故障诊断模块12中对融合模块得到融合结果进行诊断，获得断路器操作机构的故障类型并对电信号、振动信号、声波信号、图像信号数据和诊断结果进行保存。 

Claims (1)

1.一种基于断路器操作机构的故障诊断系统，其特征是，包括以下模块：
输入模块（1），用于接收断路器操作机构各传感器的数据输入，并送入判定模块；
判定模块（2），用于判断输入的数据是属于电信号数据、振动信号数据、声波信号数据、图像信号数据这四种类型中的哪一种，根据输入的特征，将输入的数据发送给电信号接口模块、振动信号接口模块、声波信号接口模块、图像信号接口模块进行进一步处理；
电信号接口模块（3），用于将得到的电信号数据输入到本系统中并送入电信号处理模块；
振动信号接口模块（4），用于将得到的振动信号数据输入到本系统中并送入振动信号处理模块；
声波信号接口模块（5），用于将得到的声波信号数据输入到本系统中并送入声波信号处理模块；
图像信号接口模块（6），用于将得到的图像信号数据输入到本系统中并送入图像信号处理模块；
电信号处理模块（7），用于根据用户需求将选定的电信号数据进行处理并送入融合模块；
振动信号处理模块（8），用于根据用户需求将选定的振动信号数据进行处理并送入融合模块；
声波信号处理模块（9），用于根据用户需求将选定的声波信号数据进行处理并送入融合模块；
图像信号处理模块（10），用于根据用户需求将选定的图像信号数据进行图像处理并送入融合模块；
融合模块（11），将电信号数据、振动信号数据、声波信号数据和图像信号数据进行融合处理；
故障诊断模块（12），用于对融合模块得到融合结果进行诊断，获得断路器操作机构的故障类型并对电信号、振动信号、声波信号、图像信号数据和诊断结果进行保存；
上述各模块之间的连接关系为，输入模块（1）通过判定模块（2）分别与四组串联的模块组连接：
第一组：电信号接口模块（3）、电信号处理模块（7）；
第二组：振动信号接口模块（4）、振动信号处理模块（8）；
第三组：声波信号接口模块（5）与声波信号处理模块（9）；
第四组：图像信号接口模块（6）与图像信号处理模块（10）；
该四组串联的模块组还与融合模块（11）、故障诊断模块（12）依序连接； 
本系统的工作步骤为：
1）开始，启动系统总电源；
2）输入模块（1）输入断路器操作机构各传感器的数据，然后由判定模块（2）判定输入的数据是否为电信号数据，如是则由系统将电信号数据输入到电信号接口模块（3）中对电信号数据进行数据接收、转换处理，将处理结果送入到电信号处理模块（7）进行处理，处理结果送入融合模块（11）进行融合处理；     
3）判定模块（2）判定输入的数据是否为振动信号数据，如是则由系统将振动信号数据输入到振动信号接口模块（4）中对振动信号数据进行数据接收、转换处理，将处理结果送入到振动信号处理模块（8）进行处理，处理结果送入融合模块（11）进行融合处理；     
4）判定模块（2）判定输入的数据是否为声波信号数据，如是则由系统将声波信号数据输入到声波信号接口模块（5）中对声波信号数据进行数据接收、转换处理，将处理结果送入到声波信号处理模块（9）进行处理，处理结果送入融合模块（11）进行融合处理；
5）判定模块（2）判定输入的数据是否为图像信号数据，如是则由系统将图像信号数据输入到图像信号接口模块（6）中对图像信号数据进行数据接收、转换处理，将处理结果送入到图像信号处理模块（10）进行处理，处理结果送入融合模块（11）进行融合处理；
6）经融合模块（11）的融合结果输入到故障诊断模块（12）中对断路器操作机构进行诊断，获得断路器操作机构的故障类型并对电信号、振动信号、声波信号、图像信号数据和诊断结果进行保存。
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