CN114295971B - 有载分接开关状态检测装置、方法及控制设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种有载分接开关状态检测装置、方法及控制设备，包括：检测电路和控制设备；检测电路包括直流电源、电流传感器、振动传感器；控制设备与电流传感器和振动传感器连接；直流电源的两端分别与切换开关和分接选择器连接；电流传感器设置在由有载分接开关和直流电源所形成的回路中，用于测量该回路在目标时段内的电流信号；振动传感器设置在切换开关上，用于测量切换开关在目标时段内的振动信号。通过有载分接开关上的电流信号对振动信号进行划分，再提取划分后振动信号的特征进行分析，能够对有载分接开关的振动信号与切换过程进行良好的结合分析，精准确定有载分接开关的状态。
Description
技术领域
本申请属于电气设备故障检测技术领域，尤其涉及一种有载分接开关状态检测装置、方法及控制设备。
背景技术
随着电力系统的发展，电力调压变压器在电网应用逐渐增多，有载分接开关(on-load tap-changer，OLTC)作为一种灵活方便的分接开关逐渐成为主流。其工作原理是通过改变绕组抽头，增加或减少绕组的匝数来改变电压比，进而实现对线路电压的调节。但随着有载分接开关承载大电流开断闭合的频繁工作，其故障率在不断增加，严重影响电力系统的稳定性与安全性。
现有技术中，通常对有载分接开关切换过程中的振动信号进行分析来确定是否存在故障，但由于不同的变压器其有载分接开关的型号往往不同，所处的环境也不同，常规的检测方法难以准确的判断各种型号和环境下有载分接开关的故障，故障检测的准确性低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种有载分接开关状态检测装置、方法及控制设备，旨在解决对有载分接开关的故障检测的准确性低的问题。
本发明实施例的第一方面提供了一种有载分接开关状态检测装置，应用于有载分接开关；所述有载分接开关包括切换开关和分接选择器，所述装置包括：控制设备、直流电源、电流传感器、振动传感器；所述控制设备与所述电流传感器和所述振动传感器连接；所述直流电源的两端分别与所述切换开关和所述分接选择器连接形成目标回路；
所述电流传感器设置在目标回路中，用于测量目标回路在目标时段内的电流信号；
所述振动传感器设置在所述切换开关上，用于测量所述切换开关在目标时段内的振动信号；
所述控制设备，用于根据所述电流信号，确定所述有载分接开关的运动时序；根据所述运动时序对所述振动信号进行划分，确定多个动作阶段；对每个动作阶段的振动信号进行特征提取，得到各动作阶段的切换特征；根据各动作阶段的切换特征确定各动作阶段所述有载分接开关的状态；
其中，所述目标时段为所述有载分接开关进行档位切换的时段。
本发明实施例的第二方面提供了一种有载分接开关状态检测方法，应用于如上第一方面所述控制设备，包括：
接收电流传感器检测的电流信号和振动传感器检测的振动信号；
根据所述电流信号，确定所述有载分接开关的运动时序；根据所述运动时序对所述振动信号进行划分，确定多个动作阶段；对每个动作阶段的振动信号进行特征提取，得到各动作阶段的切换特征；根据各动作阶段的切换特征确定各动作阶段所述有载分接开关的状态；
其中，所述目标时段为所述有载分接开关进行档位切换的时段。
本发明实施例的第三方面提供了一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上第二方面所述方法的步骤。
本发明实施例提供的有载分接开关状态检测装置、方法及控制设备，包括：检测电路和控制设备；检测电路包括直流电源、电流传感器、振动传感器；控制设备与电流传感器和振动传感器连接；直流电源的两端分别与切换开关和分接选择器连接；电流传感器设置在由有载分接开关和直流电源所形成的回路中，用于测量该回路在目标时段内的电流信号；振动传感器设置在切换开关上，用于测量切换开关在目标时段内的振动信号。通过有载分接开关上的电流信号对振动信号进行划分，再提取划分后振动信号的特征进行分析，能够对有载分接开关的振动信号与切换过程进行良好的结合分析，精准确定有载分接开关的状态。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是有载分接开关切换过程中驱动电机的电流信号；
图2是本发明实施例提供的有载分接开关状态检测装置的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的有载分接开关的结构示意图；
图4是本发明另一实施例提供的有载分接开关状态检测装置的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的有载分接开关状态检测方法的实现流程图；
图6是本发明实施示例提供的通过电流信号对两组振动信号进行划分的示意图；
图7是本发明实施示例提供的通过电流信号对一组振动信号进行划分的示意图；
图8是本发明实施示例提供的划分出的第一阶段的振动信号；
图9是本发明实施示例提供的划分出的第二阶段的振动信号；
图10是本发明实施示例提供的划分出的第三阶段的振动信号；
图11是本发明实施例提供的控制设备的结构示意图。
具体实施方式
以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本发明实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
随着电力系统的发展，电力调压变压器在电网应用逐渐增多，有载分接开关(on-load tap-changer，OLTC)作为一种灵活方便的分接开关逐渐成为主流。其工作原理是通过改变绕组抽头，增加或减少绕组的匝数来改变电压比，进而实现对线路电压的调节。随着有载分接开关承载大电流开断闭合的频繁工作，其故障率在不断增加，严重影响电力系统的稳定性与安全性。
在故障检测领域，有载分接开关作为一种带电切换的机械部件，在其切换过程中，会产生振动信号，这些振动信号包含着丰富的设备状态信息。利用由振动传感器、声音传感器、采集卡以及电脑组成的声振信号采集装置，可以完整记录下开关切换过程中产生的一系列声振信号，并对数据进行处理分析。利用振动信号若干阶段的时域特征可有效检测有载分接开关驱动机构的机械状态以及表征主触头、主通断触头、过渡触头、过渡支路转换开关、主支路转换开关是否按照时序动作，动作过程是否存在异常。但振动信号频率复杂并且相互叠加，难以有效辨别出某段信号对应于切换过程中哪一动作。常规的振动信号诊断方法可以在分接开关运行或停电检修过程中开展，且可以有效地检测传动轴和齿轮故障、驱动电机故障、切换时序异常以及结构松动、断裂等机械故障。
目前，基于振动信号分析已成为OLTC机械故障诊断的重要手段。现有技术中可以使用电机电流信号作为诊断特征量，但是根据实地采集的电机电流波形，不同的有载分接开关的电机电流具有较大差别，同一型号的分接开关的驱动电机电流也会因为外部环境的不同而有差别。
图1是有载分接开关切换过程中驱动电机的电流信号。如图1所示，针对M型有载分接开关的驱动电机电流进行采集，其电流信号只有在电机刚开始动作时与电机停止运作时有一定变化，在整个切换过程内，切换过程的细小的故障并不会反映到驱动电机电流信号中，也无法提取特征量，更无法对有载分接开关的振动信号与切换过程进行良好的结合分析。
现有技术中还通常进行波形测试(The waveform test)。波形测试是电气行业内为验证有载分接开关在运输时没有受到损伤，并确保有载分接开关的安装和接线正确，最后确认在变压器运输过程中没有发生意外的测试方法。该方法的电路结构为配有直流电源和匹配电阻的测量电路与变压器电路连接，并串联限流电阻。在测试过程中，主通断触头打开，强迫电流通过过渡电阻。该方法在变压器装配完毕、或运输和有载分接开关检修结束后做波形测试比较有效，但无法发现变压器以及分接开关的潜在隐患。
本发明提供了一种有载分接开关状态检测方法。在对有载分接开关振动信号采集的同时，利用提前连接好的动态电阻测量电路来获得有载分接开关上的电流信号，然后通过电流分析，可以得到有载分接开关切换的时序，并利用该时序对所采集到的振动信号进行详细分段并分析，可以实现对分接开关振动信号更好的诊断，有效降低故障检测成本，避免发生严重事故的发生。
图2是本发明实施例提供的有载分接开关状态检测装置的结构示意图。如图2所示，在一些实施例中，有载分接开关状态检测装置，应用于有载分接开关；有载分接开关包括切换开关和分接选择器，该装置包括：检测电路21和控制设备22；检测电路21包括直流电源211、电流传感器212、振动传感器213；控制设备22与电流传感器212和振动传感器213连接；直流电源211的两端分别与切换开关和分接选择器连接形成目标回路。
本实施例中，可以为M型有载分接开关、RM型有载分接开关、R型有载分接开关、G型有载分接开关等，在此不做限定。图3是本发明实施例提供的有载分接开关的结构示意图。图3仅是对本发明所应用的有载分接开关的举例说明，但并不作为限定。如图3所示，在一些实施例中，有载分接开关包括主通断触头31、主触头32、过渡触头33、过渡电阻34、分接选择器主体35、分接选择器静触头36、分接选择器动触头37。在直流电源211连接时，将直流电源211的一端与主通断触头31连接，另一端与分接选择器静触头36连接。
本实施例中，控制设备22可以是MCU、单片机、手持终端、电脑、笔记本等，在此不做限定。控制设备22可以与一个检测电路21连接，也可以和多个检测电路21连接，在此不做限定。
电流传感器212设置在目标回路中，用于测量目标回路在目标时段内的电流信号；
振动传感器213设置在切换开关上，用于测量切换开关在目标时段内的振动信号；
控制设备22，用于根据电流信号，确定有载分接开关的运动时序；根据运动时序对振动信号进行划分，确定多个动作阶段；对每个动作阶段的振动信号进行特征提取，得到各动作阶段的切换特征；根据各动作阶段的切换特征确定各动作阶段有载分接开关的状态；
其中，目标时段为有载分接开关进行档位切换的时段。
本实施例中，电流传感器212可以是AC/DC电流传感器、霍尔电流传感器等，在此不做限定。振动传感器213可以是机械式测振仪、激光测振仪等，在此不做限定。
本实施例中，目标回路即为上述的动态电阻测量回路，动态电阻测量回路的连接过程如下：首先将分接开关中切换开关部分的中性点处的接线引出并连接至直流源的正极，分接开关的分接选择器部分与变压器绕组相断开，并将分接选择器各个静触头用导线到一起，任意选择一个触头做出引线连接到直流源的负极。
动态电阻测量回路不同于传统的波形测试的回路，该电路不与变压器绕组相连。传统的波形测试电路有变压器绕组相连，在回路内电阻变化时电流会有一定的衰减时间，电流不能突变。本发明中的动态电阻测试回路的优点是回路中几乎没有电容电感，因此电流信号的波形变化近似阶跃信号，更便于清晰划分切换开关的切换时序。
本实施例中，直流电源211为恒压低压电源，由于动态电阻测量电路的回路阻值较小，回路中的电流会较大，因此避免直流电源211电压过高，或者在直流电源211电压较高时，直流电源211应具有一定的容量。
本实施例中，有载分接开关状态检测装置、方法及控制设备，包括：检测电路和控制设备；检测电路包括直流电源、电流传感器、振动传感器；控制设备与电流传感器和振动传感器连接；直流电源的两端分别与切换开关和分接选择器连接；电流传感器设置在由有载分接开关和直流电源所形成的回路中，用于测量该回路在目标时段内的电流信号；振动传感器设置在切换开关上，用于测量切换开关在目标时段内的振动信号。通过有载分接开关上的电流信号对振动信号进行划分，再提取划分后振动信号的特征进行分析，能够对有载分接开关的振动信号与切换过程进行良好的结合分析，精准确定有载分接开关的状态，例如，分接开关过渡电阻阻值是否正常、是否发生损坏导致阻值变化等。
在一些实施例中，控制设备22，具体用于：
根据电流信号的采样频率确定第一时间窗口的尺寸；
将第一时间窗口以预设步长从第一个采样点开始在电流信号的采样点序列上正向滑动，并计算每次正向滑动后第一时间窗口内的采样点的平均值和极差；
若在某次正向滑动后，计算得到的平均值在预设的第一阈值范围内，且极差在预设的第二阈值范围内，则确定当前的第一时间窗口内的采样点对应的电流值的中位数，并将该中位数对应的采样点标记为第一分段点；
记录标记的第一分段点对应的采样时间，以组成运动时序。
本实施例中，正向滑动为与电流信号的时序方向滑动，即由上一时刻滑向下一时刻。每个采样点对应一个电流信号的采样时间和幅值。每两个相邻的第一分段点之间的电流信号都对应一个有载分接开关切换阶段。每个第一分段点所处的时刻为有载分接开关由上一切换阶段进入下一切换阶段的时刻。
在一些实施例中，控制设备22，还用于：
在组成运动时序之后，将预设尺寸的第二时间窗口以预设步长从最后一个采样点开始在电流信号的采样点序列上反向滑动，并计算每次反向滑动后第二时间窗口内的采样点的平均值；
若在某次反向滑动后，计算得到的平均值在预设的第三阈值范围内，则保留当前的第二时间窗口内的第一分段点的标记；
若在某次反向滑动后，计算得到的平均值不在预设的第三阈值范围内，且当前的第二时间窗口内存在第一分段点，则去除该第一分段点的标记。
本实施例中，反向滑动与上述正向滑动的方向相反。当电流信号变化剧烈并具有较大尖峰时，可以加入第二时间窗口以对第一分段点进行进一步的筛选，以提高运动时序划分的准确性。在设置时，第二时间窗口的大小应小于第一时间窗口的大小，具体可以根据实际需求确定，在此不做限定。
本实施例中，第一时间窗口可以用于检测电流信号是否存在突变情况。第二时间窗口可以用于检测电流信号突变后是否平稳。
在一些实施例中，控制设备22，还用于：
在根据电流信号，确定有载分接开关的运动时序之前，对电流信号进行滤波，以去除尖峰脉冲。
过多的尖峰信号或者过大的尖峰信号往往会对时序划分造成影响。本实施例中，通过在确定运动时序之前进行滤波，可以提高运动时序划分的准确性。
在一些实施例中，控制设备22，具体用于：
从数据库中获取每个动作阶段的标准数据；
计算每个动作阶段的标准数据与每个动作阶段的切换特征之间的相关系数；
根据每个动作阶段的相关系数确定每个动作阶段的有载分接开关的状态。
本实施例中，相关系数可以是皮尔森相关系数。每个动作阶段的标准数据预先存储在控制设备22中。在一些实施例中，根据每个动作阶段的相关系数确定每个动作阶段的有载分接开关的状态，包括：针对每个动作阶段，若该动作阶段的相关系数大于预设阈值，则有载分接开关在该动作阶段运行良好，否则，有载分接开关在该动作阶段存在故障。
在一些实施例中，振动传感器设置在切换开关上至少两个位置，每个位置上的振动传感器用于采集一组振动信号；每组振动信号对应一组动作特征；
控制设备22，具体用于：
针对每组动作特征，从数据库中获取每个动作阶段的标准数据；计算每个动作阶段的标准数据与该组动作特征中每个动作阶段的切换特征之间的相关系数；根据每个动作阶段的相关系数确定每个动作阶段的有载分接开关的状态；
对于每个动作阶段，根据该动作阶段内由各组动作特征确定出的有载分接开关的状态，确定最终的有载分接开关的状态。
本实施例中，振动传感器可以设置在切换开关正上方的顶盖处、切换开关顶的齿轮盒处等，在此不做限定。在一些实施例中，两个振动传感器分别设置在切换开关正上方的顶盖处和切换开关顶的齿轮盒处。
对于一个动作阶段，若两组动作特征确定出的有载分接开关的状态均为正常状态，则最终的有载分接开关的状态为正常状态；若两组动作特征确定出的有载分接开关的状态均为故障状态，则最终的有载分接开关的状态为故障状态；若两组动作特征确定出的有载分接开关的状态，一个为正常状态，另一个为故障状态，则最终的有载分接开关的状态为可能故障状态。
在一些实施例中，控制设备22，还用于：
将采集的振动信号进行希尔伯特变换以得到振动信号的包络线；
控制设备22，具体用于：
根据运动时序对振动信号的包络线进行划分，确定多个动作阶段。
图4是本发明另一实施例提供的有载分接开关状态检测装置的结构示意图。如图4所示，在一些实施例中，载分接开关状态检测装置还包括采集卡；采集卡与电流传感器和振动传感器连接；采集卡与控制设备连接；
采集卡用于采集电流传感器检测的电流信号和振动传感器检测的振动信号，并发送给控制设备。
图5是本发明实施例提供的有载分接开关状态检测方法的实现流程图。如图5所示，有载分接开关状态检测方法，应用于上述任一实施例所示的控制设备22，包括：
S201，接收电流传感器检测的电流信号和振动传感器检测的振动信号。
S202，根据电流信号，确定有载分接开关的运动时序。
S203，根据运动时序对振动信号进行划分，确定多个动作阶段。
S204，对每个动作阶段的振动信号进行特征提取，得到各动作阶段的切换特征。
S205，根据各动作阶段的切换特征确定各动作阶段有载分接开关的状态.
其中，目标时段为有载分接开关进行档位切换的时段。
在一些实施例中，S202，可以包括：
根据电流信号的采样频率确定第一时间窗口的尺寸；
将第一时间窗口以预设步长从第一个采样点开始在电流信号的采样点序列上正向滑动，并计算每次正向滑动后第一时间窗口内的采样点的平均值和极差；
若在某次正向滑动后，计算得到的平均值在预设的第一阈值范围内，且极差在预设的第二阈值范围内，则确定当前的第一时间窗口内的采样点对应的电流值的中位数，并将该中位数对应的采样点标记为第一分段点；
记录标记的第一分段点对应的采样时间，以组成运动时序。
在一些实施例中，在S202之后，还可以包括：
将预设尺寸的第二时间窗口以预设步长从最后一个采样点开始在电流信号的采样点序列上反向滑动，并计算每次反向滑动后第二时间窗口内的采样点的平均值；
若在某次反向滑动后，计算得到的平均值在预设的第三阈值范围内，则保留当前的第二时间窗口内的第一分段点的标记；
若在某次反向滑动后，计算得到的平均值不在预设的第三阈值范围内，且当前的第二时间窗口内存在第一分段点，则去除该第一分段点的标记。
在一些实施例中，在S202之前，还包括：对电流信号进行滤波，以去除尖峰脉冲。
在一些实施例中，S205，可以包括：
从数据库中获取每个动作阶段的标准数据；
计算每个动作阶段的标准数据与每个动作阶段的切换特征之间的相关系数；
根据每个动作阶段的相关系数确定每个动作阶段的有载分接开关的状态。
在一些实施例中，振动传感器设置在切换开关上至少两个位置，每个位置上的振动传感器用于采集一组振动信号；每组振动信号对应一组动作特征。
S205，可以包括：
针对每组动作特征，从数据库中获取每个动作阶段的标准数据；计算每个动作阶段的标准数据与该组动作特征中每个动作阶段的切换特征之间的相关系数；根据每个动作阶段的相关系数确定每个动作阶段的有载分接开关的状态；
对于每个动作阶段，根据该动作阶段内由各组动作特征确定出的有载分接开关的状态，确定最终的有载分接开关的状态。
在一些实施例中，该方法还包括：将采集的振动信号进行希尔伯特变换以得到振动信号的包络线。
S203，可以包括：根据运动时序对振动信号的包络线进行划分，确定多个动作阶段。
在一些实施例中，该方法还包括：通过采集卡采集电流传感器检测的电流信号和振动传感器检测的振动信号，并发送给控制设备。
下面给出一个实施示例进一步对本发明的有载分接开关状态检测方法进行说明，但并不作为限定。在该实施示例中，有载分接开关为M型有载分接开关。其左侧的过渡触头为过渡触头1，右侧的过渡触头为过渡触头2。考虑到回路电阻较小(切换过程中电阻最大为3Ω)，直流电源选用经过降压处理的1.5V锂电池，并串联单刀单掷开关作为控制开关。触头连线使用1.5mm线径的铜线连接。直流传感器使用型号为TCPA300的AC/DC电流传感器，其测量范围为0-30A,灵敏度为1mV/A。振动传感器使用型号为603M170的振动传感器，灵敏度为10.2mV(m/s2)。
首先，将该M型有载分接开关的分接选择器静触头全部用导线并联到一起，并做出抽头连接电源的负极。在有载分接开关的切换开关外壁找出中性点抽头，做引出线连接直流电源正极。用直流传感器测量回路的电流。在有载分接开关的切换开关顶部，把一个振动传感器安装在切换开关顶盖上，另一个振动传感器安装在切换开关的齿轮盒上。将三个传感器连接到采集卡上，采集卡连接至控制设备上。
测试开始时，开启直流电源，切换有载分接开关档位，记录三个通道信号，利用电流信号确定切换过程，利用切换过程分割振动信号提取相应特征。具体如下：
1.连接好系统后开始进行电流信号和振动信号的采集。
2.对振动信号进行hilbert变换取包络线，然后根据电流信确定振动信号的多个动作阶段。
图6是本发明实施示例提供的通过电流信号对两组振动信号进行划分的示意图。图7是本发明实施示例提供的通过电流信号对一组振动信号进行划分的示意图。图6和图7的横轴均为时间，纵轴为信号幅值。如图6和7所示，根据采集的电流信号，可划分的时间段t1～t3依次对应三个动作阶段：动触头接触过渡触头1、动触头同时接触过渡触头1与过渡触头2、动触头离开过渡触头1并接触过渡触头2。
具体划分可以使用窗口法。使用窗口法进行分段，由于采用频率为51200Hz，选择采样窗口(即上述第一时间窗口)大小为50个采样点。以t1为例，t1起点的极差阈值(即第二阈值范围)为0-1.6，t1终点的平均值范围(即第一阈值范围)为0.77-1。根据精准的时间段划分可以定位相关振动信号，以提取特征。
以图7所示的顶盖处的振动信号为例，将振动信号划分为了如图8-图10的三个部分。图8是本发明实施示例提供的划分出的第一阶段的振动信号。图9是本发明实施示例提供的划分出的第二阶段的振动信号。图10是本发明实施示例提供的划分出的第三阶段的振动信号。图8-图10的横轴为时间，纵轴为振动信号的强度。
3.针对图8-图10所示的三个运动阶段的振动信号，分别计算与数据库的标准数据的相关系数，各运动阶段计算出的相关系数为0.878、0.897、0.911，均大于0.85，因此，有载分接开关的切换开关部分运行良好。
本发明所提供的有载分接开关状态检测方法的有益效果是：
1.监测结果准确，对电流以及振动信号的分段准确，针对振动信号提取特征更有效。
2.动态电阻测量回路是通过测量有载分接开关动作时接入电路的电阻阻值的变化来反映动作时序信息，同步测量的振动信号利用该时序信息可以较好的定位并划分各个动作阶段。同时，使用该动态电阻测量回路也可以监测有载分接开关过渡电阻的运行状态。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
图11是本发明实施例提供的控制设备的结构示意图。如图11所示，该实施例的控制设备110包括：处理器1100、存储器1101以及存储在存储器1101中并可在处理器1100上运行的计算机程序1102。处理器1100执行计算机程序1102时实现上述各个并机系统功率模块投入方法实施例中的步骤，例如图5所示的步骤501至505。或者，处理器1100执行计算机程序1102时实现上述各装置实施例中各模块/单元的功能。
示例性的，计算机程序1102可以被分割成一个或多个模块/单元，一个或者多个模块/单元被存储在存储器1101中，并由处理器1100执行，以完成本发明。一个或多个模块/单元可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段，该指令段用于描述计算机程序1102在控制设备110中的执行过程。
控制设备110可以是MCU、单片机、手持终端、电脑、笔记本等。本领域技术人员可以理解，图11仅仅是控制设备110的示例，并不构成对控制设备110的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件。
所称处理器1100可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
存储器1101可以是控制设备110的内部存储单元，例如控制设备110的硬盘或内存。存储器1101也可以是控制设备110的外部存储设备，例如控制设备110上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，存储器1101还可以既包括控制设备110的内部存储单元也包括外部存储设备。存储器1101用于存储计算机程序以及终端所需的其他程序和数据。存储器1101还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述并机系统功率模块投入方法实施例中的步骤。
计算机可读存储介质存储有计算机程序1102，计算机程序1102包括程序指令，程序指令被处理器1100执行时实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序1102来指令相关的硬件来完成，计算机程序1102可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序1102在被处理器1100执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序1102包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
计算机可读存储介质可以是前述任一实施例的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是终端的外部存储设备，例如终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，计算机可读存储介质还可以既包括终端的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存储介质用于存储计算机程序及终端所需的其他程序和数据。计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各功能单元、模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各功能单元、模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。另外，各功能单元、模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。上述系统中单元、模块的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
本领域普通技术人员可以意识到，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、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。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。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端实施例仅仅是示意性的，例如，模块或单元的划分，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讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种有载分接开关状态检测装置，其特征在于，应用于包括切换开关和分接选择器的有载分接开关；所述装置包括：控制设备、直流电源、电流传感器、振动传感器；所述直流电源的两端分别与所述切换开关和所述分接选择器连接形成目标回路；所述电流传感器设置在由目标回路中，用于测量目标回路在目标时段内的电流信号；所述振动传感器设置在所述切换开关上，用于测量所述切换开关在目标时段内的振动信号；所述控制设备用于根据所述电流信号确定所述有载分接开关的运动时序，根据所述运动时序对所述振动信号进行划分，确定多个动作阶段，对每个动作阶段的振动信号进行特征提取，得到各动作阶段的切换特征，根据各动作阶段的切换特征确定各动作阶段所述有载分接开关的状态，其中，所述目标时段为所述有载分接开关进行档位切换的时段；
所述控制设备，具体用于：
根据所述电流信号的采样频率确定第一时间窗口的尺寸；
将所述第一时间窗口以预设步长从第一个采样点开始在电流信号的采样点序列上正向滑动，并计算每次正向滑动后所述第一时间窗口内的采样点的平均值和极差；
若在某次正向滑动后，计算得到的平均值在预设的第一阈值范围内，且极差在预设的第二阈值范围内，则确定当前的第一时间窗口内的采样点对应的电流值的中位数，并将该中位数对应的采样点标记为第一分段点；
记录标记的第一分段点对应的采样时间，以组成所述运动时序。
2.根据权利要求1所述的有载分接开关状态检测装置，其特征在于，所述控制设备，还用于：
在组成所述运动时序之后，将预设尺寸的第二时间窗口以预设步长从最后一个采样点开始在电流信号的采样点序列上反向滑动，并计算每次反向滑动后所述第二时间窗口内的采样点的平均值；
若在某次反向滑动后，计算得到的平均值在预设的第三阈值范围内，则保留当前的第二时间窗口内的第一分段点的标记；
若在某次反向滑动后，计算得到的平均值不在预设的第三阈值范围内，且当前的第二时间窗口内存在第一分段点，则去除该第一分段点的标记。
3.根据权利要求1所述的有载分接开关状态检测装置，其特征在于，所述控制设备，还用于：
在根据所述电流信号，确定所述有载分接开关的运动时序之前，对所述电流信号进行滤波，以去除尖峰脉冲。
4.根据权利要求1所述的有载分接开关状态检测装置，其特征在于，所述控制设备，具体用于：
从数据库中获取每个动作阶段的标准数据；
计算每个动作阶段的标准数据与每个动作阶段的切换特征之间的相关系数；
根据每个动作阶段的相关系数确定每个动作阶段的有载分接开关的状态。
5.根据权利要求1所述的有载分接开关状态检测装置，其特征在于，所述振动传感器设置在所述切换开关上至少两个位置，每个位置上的振动传感器用于采集一组振动信号；每组振动信号对应一组动作特征；
所述控制设备，具体用于：
针对每组动作特征，从数据库中获取每个动作阶段的标准数据；计算每个动作阶段的标准数据与该组动作特征中每个动作阶段的切换特征之间的相关系数；根据每个动作阶段的相关系数确定每个动作阶段的有载分接开关的状态；
对于每个动作阶段，根据该动作阶段内由各组动作特征确定出的有载分接开关的状态，确定最终的有载分接开关的状态。
6.根据权利要求1-5任一项所述的有载分接开关状态检测装置，其特征在于，所述控制设备，还用于：
将采集的振动信号进行希尔伯特变换以得到所述振动信号的包络线；
所述控制设备，具体用于：
根据所述运动时序对所述振动信号的包络线进行划分，确定多个动作阶段。
7.根据权利要求1-5任一项所述的有载分接开关状态检测装置，其特征在于，所述装置还包括采集卡；所述采集卡与所述电流传感器和所述振动传感器连接；所述采集卡与所述控制设备连接；
所述采集卡用于采集所述电流传感器检测的电流信号和所述振动传感器检测的振动信号，并发送给所述控制设备。
8.一种有载分接开关状态检测方法，其特征在于，应用于如上的权利要求1-7任一项所述装置中的控制设备，包括：
接收电流传感器检测的电流信号和振动传感器检测的振动信号；
根据所述电流信号，确定所述有载分接开关的运动时序；根据所述运动时序对所述振动信号进行划分，确定多个动作阶段；对每个动作阶段的振动信号进行特征提取，得到各动作阶段的切换特征；根据各动作阶段的切换特征确定各动作阶段所述有载分接开关的状态；
其中，所述目标时段为所述有载分接开关进行档位切换的时段。
9.一种控制设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求8所述方法的步骤。
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