CN104597397B - 断路器的故障类型诊断方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种断路器的故障类型诊断方法，包括：实时监测分闸指令和合闸指令；若合闸指令有效，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；若分闸指令有效，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；将待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。本发明还提供了一种断路器的故障类型诊断系统。本发明诊断效率高，正确率高。

Description

断路器的故障类型诊断方法及系统
技术领域
本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种断路器的故障类型诊断方法及系统。
背景技术
目前的断路器的故障检测采用计划性预防检修，其盲目性大，费时、费力，还会带来很多非必要的停工，并且频繁的操作以及过度的拆卸检修会降低断路器的可靠性。因此，如何对断路器的工作状态进行有效的监测，及时发现断路器的故障，对有缺陷部位提前进行处理，避免断路器故障恶性发展，防止断路器爆炸等恶性事故的发生，对于保障电网的安全可靠运行有着十分重要的意义。随着电力系统对经济性要求的不断提高，计划检修已不能适应现场的需求，对高压断路器机械状态进行监测和故障诊断已是大势所趋。
长期以来，国内外研究人员对高压断路器机械故障振动诊断投入了大量研究。高压断路器机械振动信号包含有大量的断路器的状态信息，它由一系列瞬态波形构成，每一个瞬态波形都是断路器操作期间内部“事件”的反映，通过适当的检测手段和信号处理方法，可以识别振动的激励源，从而找出故障源。但是，断路器的振动受到断路器内部多种激励源的作用，使得断路器的振动响应极其复杂，如果忽略断路器操作过程中合闸或者合闸机构的释能过程，尽管简化了激励源和振动响应信号，但合闸和分闸机构的某些故障类型将不能被故障诊断系统所监测，如果不加区分地对断路器振动信号进行采集，则增大了振动信号故障特征的提取难度，在某些情况下故障特征还易被干扰信号所覆盖，为此，需要对目前的利用断路器操作振动信号进行故障诊断方法进行改进，从而提高故障诊断的诊断效率和正确率等。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种断路器的故障类型诊断方法及系统，其首先区分断路器的振动信号是受迫振动信号还是自由振动信号，再以振动信号为依据实时诊断断路器的故障类型，诊断效率高，正确率高。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种断路器的故障类型诊断方法，包括：
实时监测分闸指令和合闸指令；
若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
进一步的，在所述实时监测分闸指令和合闸指令之前，还包括：
在无故障的样本断路器上，测取其合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为正常态下断路器的振动信号储存在数据库中；
在所述样本断路器上预设多种故障，并测取在每种故障下合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为每种故障态下断路器的振动信号储存在数据库中。
其中，所述若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当所述自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令，具体包括：
若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号；
判断合闸位置接点是否闭合，若否，则返回继续记录所述待测断路器合闸时的受迫振动信号，若是，则
记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号；
提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则返回继续记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号，若是，则
返回继续监测分闸指令和合闸指令。
其中，所述若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当所述自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令，具体包括：
若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号；
判断分闸位置接点是否闭合，若否，则返回继续记录所述待测断路器分闸时的受迫振动信号，若是，则
记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号；
提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则返回继续记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号，若是，则
返回继续监测分闸指令和合闸指令。
本发明还公开了一种断路器的故障类型诊断系统，包括
监测模块，用于实时监测分闸指令和合闸指令；
合闸处理模块，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
分闸处理模块，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
故障类型诊断模块，用于将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
进一步的，断路器的故障类型诊断系统还包括：
断路器正常信号获取模块，用于在无故障的样本断路器上，测取其合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为正常态下断路器的振动信号储存在数据库中；
断路器故障信号获取模块，用于在所述样本断路器上预设多种故障，并测取在每种故障下合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为每种故障态下断路器的振动信号储存在数据库中。
其中，所述合闸处理模块具体包括：
合闸受迫振动记录单元，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号；
合闸结束判断单元，用于判断合闸位置接点是否闭合，若否，则所述受迫振动信号记录单元继续记录所述待测断路器合闸时的受迫振动信号；
合闸自由振动记录单元，用于在合闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号；
合闸自由振动判断单元，用于提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则所述合闸自由振动记录单元继续记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块继续监测分闸指令和合闸指令。
其中，所述分闸处理模块具体包括：
分闸受迫振动记录单元，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号；
分闸结束判断单元，用于判断分闸位置接点是否闭合，若否，则所述分闸受迫振动记录单元继续记录所述待测断路器分闸时的受迫振动信号；
分闸自由振动记录单元，用于在分闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号；
分闸自由振动判断单元，用于提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则所述分闸自由振动记录单元继续记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块返回继续监测分闸指令和合闸指令。
实施本发明，具有如下有益效果：本发明应用在线监测操作振动信号实现高压断路器分类故障诊断，既可以对合闸过程中合闸机构运行情况，又可以对分闸过程中分闸机构的运行情况进行实时监测，通过监测合闸或分闸完成后的自由振动信号，同时还免除了断路器操作机构释能激励引起的复杂振动响应，使振动信号能更加清晰地反映断路器的状态信息，从而对高压断路器进行更加全面的状态和工作性能评估，再以振动信号为依据实时诊断断路器的故障类型，诊断效率高，正确率高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明提供的断路器的故障类型诊断方法的第一实施例的流程示意图；
图2是图1中步骤S102包括的具体步骤的流程示意图；
图3是图1中步骤S103包括的具体步骤的流程示意图；
图4是本发明提供的断路器的故障类型诊断方法的第二实施例的流程示意图；
图5是本发明提供的断路器的故障类型诊断系统的第一实施例的功能框图；
图6是本发明提供的断路器的故障类型诊断系统的第二实施例的功能框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1是本发明提供的断路器的故障类型诊断方法的第一实施例的流程示意图，如图1所示，包括步骤：
S101、实时监测分闸指令和合闸指令。
S102、若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令。
具体的，如图2所示，步骤S102具体包括步骤：
若合闸指令有效，则执行步骤S1021。
S1021、记录待测断路器合闸时的受迫振动信号。其中，合闸时的受迫振动信号是由于合闸时断路器被施加外力而受迫振动产生的振动信号。
S1022、判断合闸位置接点是否闭合。若否，则返回执行步骤S1021，若是，则执行步骤S1023。其中，合闸位置接点未闭合表示合闸还未结束，合闸位置接点闭合表示合闸结束。
S1023、记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号。其中，合闸时的自由振动信号是由于合闸时断路器受迫振动结束后，即撤去外力后，自由振动产生的振动信号。
S1024、提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值。其中，提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，具体是对该信号进行基于人工智能的分析处理，包括FFT分析、小波分析、功率谱分析等，由此提取出用于衡量故障与否的一个特征值，并为特征值设置一个预设阈值。
S1025、判断所述特征值是否小于预设阈值。若否，则返回执行步骤S1023，若是，则返回执行步骤S101。如果特征值小于预设阈值，说明断路器无故障，则返回到执行监测，以监测下一次的断路器操作，若特征值大于预设阈值，说明断路器存在故障，则继续记录合闸时的自由振动信号，用于后期故障类型诊断。
S103、若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令。
具体的，如图3所示，步骤S103具体包括步骤：
若分闸指令有效，则执行步骤S1031。
S1031、记录待测断路器分闸时的受迫振动信号。其中，分闸时的受迫振动信号是由于分闸时断路器被施加外力而受迫振动产生的振动信号。
S1032、判断分闸位置接点是否闭合。若否，则返回执行步骤S1031，若是，则执行步骤S1033。其中，分闸位置接点未闭合表示分闸还未结束，分闸位置接点闭合表示分闸结束。
S1033、记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号。其中，分闸时的自由振动信号是由于分闸时断路器受迫振动结束后，即撤去外力后，自由振动产生的振动信号。
S1034、提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值。若否，则返回执行步骤S1033，若是，则返回执行步骤S101。其中，提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，具体是对该信号进行基于人工智能的分析处理，包括FFT分析、小波分析、功率谱分析等，由此提取出用于衡量故障与否的一个特征值，并为特征值设置一个预设阈值，如果特征值小于预设阈值，说明断路器无故障，则返回到执行监测，以监测下一次的断路器操作，若特征值大于预设阈值，说明断路器存在故障，则继续记录分闸时的自由振动信号，用于后期故障类型诊断。
S104、将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
其中，多种故障态具体是指断路器在多种机械故障下的状态，例如轴承卡滞、螺栓松脱、弹簧蠕变等。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明应用在线监测操作振动信号实现高压断路器分类故障诊断，既可以对合闸过程中合闸机构运行情况，又可以对分闸过程中分闸机构的运行情况进行实时监测，通过监测合闸或分闸完成后的自由振动信号，同时还免除了断路器操作机构释能激励引起的复杂振动响应，使振动信号能更加清晰地反映断路器的状态信息，从而对高压断路器进行更加全面的状态和工作性能评估，再以振动信号为依据实时诊断断路器的故障类型，诊断效率高，正确率高。
图4是本发明提供的断路器的故障类型诊断方法的第二实施例的流程示意图，如图4所示，包括步骤：
S201、在无故障的样本断路器上，测取其合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为正常态下断路器的振动信号储存在数据库中。
S202、在所述样本断路器上预设多种故障，并测取在每种故障下合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为每种故障态下断路器的振动信号储存在数据库中。
其中，多种故障是指断路器的多种机械故障，例如轴承卡滞、螺栓松脱、弹簧蠕变等。
S203、实时监测分闸指令和合闸指令。
S204、若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令。
具体的，步骤S204具体包括步骤：
若合闸指令有效，则执行步骤S2041。
S2041、记录待测断路器合闸时的受迫振动信号。其中，合闸时的受迫振动信号是由于合闸时断路器被施加外力而受迫振动产生的振动信号。
S2042、判断合闸位置接点是否闭合。若否，则返回执行步骤S2041，若是，则执行步骤S2043。其中，合闸位置接点未闭合表示合闸还未结束，合闸位置接点闭合表示合闸结束。
S2043、记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号。其中，合闸时的自由振动信号是由于合闸时断路器受迫振动结束后，即撤去外力后，自由振动产生的振动信号。
S2044、提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值。若否，则返回执行步骤S2043，若是，则返回执行步骤S203。其中，提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，具体是对该信号进行基于人工智能的分析处理，包括FFT分析、小波分析、功率谱分析等，由此提取出用于衡量故障与否的一个特征值，并为特征值设置一个预设阈值，如果特征值小于预设阈值，说明断路器无故障，则返回到执行监测，以监测下一次的断路器操作，若特征值大于预设阈值，说明断路器存在故障，则继续记录合闸时的自由振动信号，用于后期故障类型诊断。
S205、若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令。
具体的，步骤S205具体包括步骤：
若分闸指令有效，则执行步骤S2051。
S2051、记录待测断路器分闸时的受迫振动信号。其中，分闸时的受迫振动信号是由于分闸时断路器被施加外力而受迫振动产生的振动信号。
S2052、判断分闸位置接点是否闭合。若否，则返回执行步骤S2051，若是，则执行步骤S2053。其中，分闸位置接点未闭合表示分闸还未结束，分闸位置接点闭合表示分闸结束。
S2053、记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号。其中，分闸时的自由振动信号是由于分闸时断路器受迫振动结束后，即撤去外力后，自由振动产生的振动信号。
S2054、提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值。若否，则返回执行步骤S2053，若是，则返回执行步骤S203。其中，提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，具体是对该信号进行基于人工智能的分析处理，包括FFT分析、小波分析、功率谱分析等，由此提取出用于衡量故障与否的一个特征值，并为特征值设置一个预设阈值，如果特征值小于预设阈值，说明断路器无故障，则返回到执行监测，以监测下一次的断路器操作，若特征值大于预设阈值，说明断路器存在故障，则继续记录分闸时的自由振动信号，用于后期故障类型诊断。
S206、将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明应用在线监测操作振动信号实现高压断路器分类故障诊断，既可以对合闸过程中合闸机构运行情况，又可以对分闸过程中分闸机构的运行情况进行实时监测，通过监测合闸或分闸完成后的自由振动信号，同时还免除了断路器操作机构释能激励引起的复杂振动响应，使振动信号能更加清晰地反映断路器的状态信息，从而对高压断路器进行更加全面的状态和工作性能评估，再以振动信号为依据实时诊断断路器的故障类型，诊断效率高，正确率高。
图5是本发明提供的断路器的故障类型诊断系统的第一实施例的功能框图，如图5所示，包括：
监测模块301，用于实时监测分闸指令和合闸指令；
合闸处理模块302，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
分闸处理模块303，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
故障类型诊断模块304，用于将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
其中，所述合闸处理模块302具体包括：
合闸受迫振动记录单元3021，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号；
合闸结束判断单元3022，用于判断合闸位置接点是否闭合，若否，则所述受迫振动信号记录单元继续记录所述待测断路器合闸时的受迫振动信号；
合闸自由振动记录单元3023，用于在合闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号；
合闸自由振动判断单元3024，用于提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值。若否，则所述合闸自由振动记录单元3023继续记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块301继续监测分闸指令和合闸指令。
其中，所述分闸处理模块303具体包括：
分闸受迫振动记录单元3031，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号；
分闸结束判断单元3032，用于判断分闸位置接点是否闭合，若否，则所述分闸受迫振动记录单元继续记录所述待测断路器分闸时的受迫振动信号；
分闸自由振动记录单元3033，用于在分闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号；
分闸自由振动判断单元3034，用于提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值。若否，则所述分闸自由振动记录单元3033继续记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块301返回继续监测分闸指令和合闸指令。
具体的，本实施例的模块或单元与断路器的故障类型诊断方法的第一实施例一一对应，具体模块和单元的功能可参考断路器的故障类型诊断方法的第一实施例，此处不再赘述。
实施本发明，具有如下有益效果：本发明应用在线监测操作振动信号实现高压断路器分类故障诊断，既可以对合闸过程中合闸机构运行情况，又可以对分闸过程中分闸机构的运行情况进行实时监测，通过监测合闸或分闸完成后的自由振动信号，同时还免除了断路器操作机构释能激励引起的复杂振动响应，使振动信号能更加清晰地反映断路器的状态信息，从而对高压断路器进行更加全面的状态和工作性能评估，再以振动信号为依据实时诊断断路器的故障类型，诊断效率高，正确率高。
图6是本发明提供的断路器的故障类型诊断系统的第二实施例的功能框图，如图6所示，包括：
断路器正常信号获取模块401，用于在无故障的样本断路器上，测取其合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为正常态下断路器的振动信号储存在数据库中；
断路器故障信号获取模块402，用于在所述样本断路器上预设多种故障，并测取在每种故障下合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为每种故障态下断路器的振动信号储存在数据库中；
监测模块403，用于实时监测分闸指令和合闸指令；
合闸处理模块404，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
分闸处理模块405，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
故障类型诊断模块406，用于将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
其中，所述合闸处理模块404具体包括：
合闸受迫振动记录单元4041，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号；
合闸结束判断单元4042，用于判断合闸位置接点是否闭合，若否，则所述受迫振动信号记录单元继续记录所述待测断路器合闸时的受迫振动信号；
合闸自由振动记录单元4043，用于在合闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号；
合闸自由振动判断单元4044，用于提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值。若否，则所述合闸自由振动记录单元4043继续记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块403继续监测分闸指令和合闸指令。
其中，所述分闸处理模块405具体包括：
分闸受迫振动记录单元4051，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号；
分闸结束判断单元4052，用于判断分闸位置接点是否闭合，若否，则所述分闸受迫振动记录单元继续记录所述待测断路器分闸时的受迫振动信号；
分闸自由振动记录单元4053，用于在分闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号；
分闸自由振动判断单元4054，用于提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值。若否，则所述分闸自由振动记录单元4053继续记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块403返回继续监测分闸指令和合闸指令。
具体的，本实施例的模块或单元与断路器的故障类型诊断方法的第二实施例一一对应，具体模块和单元的功能可参考断路器的故障类型诊断方法的第二实施例，此处不再赘述。
实施本发明，具有如下有益效果：本发明应用在线监测操作振动信号实现高压断路器分类故障诊断，既可以对合闸过程中合闸机构运行情况，又可以对分闸过程中分闸机构的运行情况进行实时监测，通过监测合闸或分闸完成后的自由振动信号，同时还免除了断路器操作机构释能激励引起的复杂振动响应，使振动信号能更加清晰地反映断路器的状态信息，从而对高压断路器进行更加全面的状态和工作性能评估，再以振动信号为依据实时诊断断路器的故障类型，诊断效率高，正确率高。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统和方法可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (7)

1.一种断路器的故障类型诊断方法，其特征在于，包括：
实时监测分闸指令和合闸指令；
若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型；
在所述实时监测分闸指令和合闸指令之前，还包括：
在无故障的样本断路器上，测取其合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为正常态下断路器的振动信号储存在数据库中；
在所述样本断路器上预设多种故障，并测取在每种故障下合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为每种故障态下断路器的振动信号储存在数据库中。
2.如权利要求1所述的断路器的故障类型诊断方法，其特征在于，所述若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当所述自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令，具体包括：
若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号；
判断合闸位置接点是否闭合，若否，则返回继续记录所述待测断路器合闸时的受迫振动信号，若是，则
记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号；
提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则返回继续记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号，若是，则
返回继续监测分闸指令和合闸指令。
3.如权利要求1所述的断路器的故障类型诊断方法，其特征在于，所述若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当所述自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令，具体包括：
若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号；
判断分闸位置接点是否闭合，若否，则返回继续记录所述待测断路器分闸时的受迫振动信号，若是，则
记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号；
提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则返回继续记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号，若是，则
返回继续监测分闸指令和合闸指令。
4.一种断路器的故障类型诊断系统，其特征在于，包括
监测模块，用于实时监测分闸指令和合闸指令；
合闸处理模块，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
分闸处理模块，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
故障类型诊断模块，用于将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
5.如权利要求4所述的断路器的故障类型诊断系统，其特征在于，还包括：
断路器正常信号获取模块，用于在无故障的样本断路器上，测取其合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为正常态下断路器的振动信号储存在数据库中；
断路器故障信号获取模块，用于在所述样本断路器上预设多种故障，并测取在每种故障下合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为每种故障态下断路器的振动信号储存在数据库中。
6.如权利要求4或5所述的断路器的故障类型诊断系统，其特征在于，所述合闸处理模块具体包括：
合闸受迫振动记录单元，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号；
合闸结束判断单元，用于判断合闸位置接点是否闭合，若否，则所述受迫振动信号记录单元继续记录所述待测断路器合闸时的受迫振动信号；
合闸自由振动记录单元，用于在合闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号；
合闸自由振动判断单元，用于提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则所述合闸自由振动记录单元继续记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块继续监测分闸指令和合闸指令。
7.如权利要求4或5所述的断路器的故障类型诊断系统，其特征在于，所述分闸处理模块具体包括：
分闸受迫振动记录单元，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号；
分闸结束判断单元，用于判断分闸位置接点是否闭合，若否，则所述分闸受迫振动记录单元继续记录所述待测断路器分闸时的受迫振动信号；
分闸自由振动记录单元，用于在分闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号；
分闸自由振动判断单元，用于提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则所述分闸自由振动记录单元继续记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块返回继续监测分闸指令和合闸指令。
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Application publication date: 20150506

Assignee: Hefei Yibing Power Technology Co.,Ltd.

Assignor: STATE GRID JIANGSU ELECTRIC POWER Co.,Ltd. MAINTENANCE BRANCH

Contract record no.: X2020320000009

Denomination of invention: Method and system for diagnosing fault type of breaker

Granted publication date: 20171003

License type: Common License

Record date: 20200507

CI03 Correction of invention patent
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Correction item: Inventor

Correct: Dai Feng|Chen Hao|Ding Ran|Zhang Haihua|Zhu Chao|Zhang Jianzhong|Chen Tao|Chen Xuan|Tao Jiagui|Zhang Ming|Wei Chunping

False: Dai Feng|Chen Hao|Ding Ran|Zhang Haihua|Zhu Chao|Zhang Jianzhong|Chen Dao|Chen Xuan|Tao Jiagui|Zhang Ming|Wei Chunping

Number: 15-01

Volume: 36