RU2580183C1 - Method for diagnosing electric switching device - Google Patents

Method for diagnosing electric switching device Download PDF

Info

Publication number
RU2580183C1
RU2580183C1 RU2015100941/28A RU2015100941A RU2580183C1 RU 2580183 C1 RU2580183 C1 RU 2580183C1 RU 2015100941/28 A RU2015100941/28 A RU 2015100941/28A RU 2015100941 A RU2015100941 A RU 2015100941A RU 2580183 C1 RU2580183 C1 RU 2580183C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
informative
frequency
neural network
frequency range
movable contact
Prior art date
Application number
RU2015100941/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Игорьевич Дубров
Евгений Владимирович Кириевский
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова"
Priority to RU2015100941/28A priority Critical patent/RU2580183C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2580183C1 publication Critical patent/RU2580183C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Arc-Extinguishing Devices That Are Switches (AREA)

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention can be used for control of serviceability of electric switching devices, mainly of high-voltage automatic circuit breakers. Disclosed is a diagnostic technique for electric switching device based on measuring function of the movable contact during connection and/or disconnection of the diagnosed and deciding on the state of the apparatus. Movable contact is taken dependence of acceleration time are selected on the dependence of high-frequency component to generate several frequency bands change of high-frequency component. From the obtained frequency bands using neural networks-“analysers” and informative parameter Kq is separated as diagnostic signs of the most informative frequency bands. Then the obtained values of the selected frequency ranges of the measured acceleration function of time of the movable contact, the most informative diagnostic features, is fed to the input of the neural network-“expert”, which decides on the character of failure of switching device.
EFFECT: technical result consists in possibility of automatic diagnostics of high-voltage breakers with indication of cause of failure.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к области измерения и контроля и может быть использовано для контроля пригодности к эксплуатации электрических автоматических выключателей.The invention relates to the field of measurement and control and can be used to control the serviceability of electric circuit breakers.

Известен способ диагностики электрического коммутационного аппарата [Патент RU №2117309, МПК G01R 31/333, дата публикации: 10.08.1998], в котором определяют значения емкости между контактами аппарата в отключенном состоянии и в координате измерения или в двух близлежащих к ней координатах, формируют первый информативный параметр, характеризующий изменение емкости в окрестности координаты измерения по первому варианту, в виде первой производной емкости по координате, а по второму варианту - в виде разности упомянутых близлежащих координат, измеряют емкость между контактами этого аппарата и запоминают в виде зависимости емкости от времени, выбирают момент времени масштабирования емкостных зависимостей эталонного и диагностируемого аппаратов, определяют емкость между контактами диагностируемого аппарата в момент времени, соответствующий прохождению контактом точки с координатой измерения. По зависимости емкости от времени формируют второй информативный параметр, характеризующий ее изменение в окрестности координаты измерения по первому варианту - в виде первой производной этой емкости по времени, по второму варианту - в виде интервала времени перемещения контакта между упомянутыми близлежащими координатами, а о скорости перемещения подвижного контакта судят по соотношению информативных параметров.A known method for diagnosing an electrical switching device [Patent RU No. 2117309, IPC G01R 31/333, publication date: 08/10/1998], in which the capacitance between the contacts of the device in the off state and in the measurement coordinate or in two coordinates adjacent to it is determined, form the first informative parameter characterizing the change in capacitance in the vicinity of the coordinate of measurement according to the first embodiment, in the form of the first derivative of the capacitance with respect to the coordinate, and in the second embodiment, in the form of the difference of the mentioned nearby coordinates, measure e the capacitance between the contacts of this apparatus and is stored in the form of a dependence of the capacitance on time, the moment of time for scaling the capacitive dependencies of the reference and diagnosed apparatuses is selected, the capacitance between the contacts of the diagnosed apparatus at the time instant corresponding to the passage of the point with the coordinate of the measurement is determined. According to the dependence of the capacitance on time, a second informative parameter is formed, characterizing its change in the vicinity of the measurement coordinate according to the first embodiment — in the form of the first derivative of this capacitance with respect to time, and according to the second variant — in the form of the interval of time the contact moves between the mentioned nearby coordinates, and the moving speed contact judged by the ratio of informative parameters.

Недостатком данного способа является невозможность выявления причин неисправности выключателя.The disadvantage of this method is the inability to identify the causes of malfunction of the switch.

Известен также способ диагностики электрических коммутационных аппаратов с использованием вибрографа [Сборник методических пособий по контролю состояния электрооборудования. Раздел 4. Методы контроля состояния коммутационных аппаратов. - М.: ОРГРЭС, 1997 г., с. 243-245], основанный на регистрации скорости движения и хода подвижных частей высоковольтного выключателя, при котором носитель осциллограмм закрепляется на штанге, прикрепленной к подвижной части высоковольтного выключателя, а регистрирующий элемент осциллограммы крепится к неподвижному корпусу высоковольтного выключателя.There is also a method for diagnosing electrical switching devices using a vibrograph [Collection of teaching aids for monitoring the status of electrical equipment. Section 4. Methods for monitoring the status of switching devices. - M.: ORGRES, 1997, p. 243-245], based on the registration of the speed and movement of the moving parts of the high voltage switch, in which the waveform carrier is mounted on a rod attached to the movable part of the high voltage switch, and the recording element of the waveform is attached to the fixed housing of the high voltage switch.

Недостатком указанного способа диагностики электрических коммутационных аппаратов являются необходимость обработки виброграмм вручную и трудности ее автоматизации, невозможность автоматического протоколирования результатов диагностики и выявления причин неисправности выключателя.The disadvantage of this method for diagnosing electrical switching devices is the need to manually process vibrograms and the difficulties of its automation, the inability to automatically log diagnostic results and identify the causes of breaker breakdowns.

Также известен способ раннего обнаружения дефектов в механизмах высоковольтных выключателей [Чернышев Н.А., Ракевич А.Л. Аппаратура и метод раннего обнаружения дефектов в механизмах высоковольтных выключателей - Электрические станции, 2004, №11, с. 61-65], который заключается в измерении функции перемещения подвижного контакта высоковольтного выключателя в виде скоростной характеристики с помощью датчика перемещения, разбиении ее на временные участки, где в наибольшей степени проявляется влияние различных звеньев высоковольтного выключателя, последующем анализе полученных графиков путем сравнения результатов измерения с допустимыми значениями и принятии решения о состоянии высоковольтного выключателя.Also known is a method for early detection of defects in the mechanisms of high-voltage circuit breakers [Chernyshev N.A., Rakevich A.L. The apparatus and method for early detection of defects in the mechanisms of high-voltage circuit breakers - Electrical stations, 2004, No. 11, p. 61-65], which consists in measuring the moving function of the movable contact of the high voltage circuit breaker in the form of a speed characteristic using a displacement sensor, dividing it into temporary sections, where the influence of various parts of the high voltage circuit breaker is most manifested, then analyzing the obtained graphs by comparing the measurement results with permissible values and deciding on the state of the high voltage circuit breaker.

Этот способ является наиболее близким к заявляемому по технической сущности и принят за прототип.This method is the closest to the claimed technical essence and is taken as a prototype.

К недостаткам способа-прототипа относится отсутствие автоматического принятия решения о состоянии высоковольтного выключателя с указанием причины неисправности, как следствие, низкая достоверность процесса диагностики из-за субъективного принятия решения оператором.The disadvantages of the prototype method include the lack of automatic decision-making on the state of the high-voltage switch indicating the cause of the malfunction, as a result, the low reliability of the diagnostic process due to subjective decision-making by the operator.

Технической задачей изобретения является создание способа диагностики электрического коммутационного аппарата, преимущественно высоковольтного автоматического выключателя (ВВ), обеспечивающего возможность автоматического диагностирования высоковольтных выключателей с указанием причины неисправности.An object of the invention is to provide a method for diagnosing an electrical switching apparatus, mainly a high-voltage circuit breaker (BB), providing the ability to automatically diagnose high-voltage circuit breakers with an indication of the cause of the malfunction.

Поставленная задача решается использованием нейронной сети-«эксперта», обученной на библиотеке исправных и неисправных характеристик ВВ. Однако перед использованием нейронной сети-«эксперта» анализируемые характеристики ВВ необходимо особым образом преобразовать, чтобы выделить из них определенные информативные параметры для автоматической достоверной оценки состояния ВВ. Исследования показали, что использование и обучение нейронной сети-«эксперта» на используемых в способе-прототипе скоростных характеристиках позволяет достичь достоверности диагностики не более 80%. Таким образом, для существенного повышения достоверности диагностики ВВ необходимо использовать иную, чем в способе-прототипе, последовательность операций в процессе преобразования контролируемых параметров движения ВВ.The problem is solved using the neural network of the "expert", trained in the library of serviceable and faulty characteristics of explosives. However, before using the “expert” neural network, the analyzed characteristics of explosives must be specially converted in order to isolate certain informative parameters from them for automatic reliable assessment of the state of explosives. Studies have shown that the use and training of an “expert” neural network using the speed characteristics used in the prototype method makes it possible to achieve a diagnostic reliability of not more than 80%. Thus, to significantly increase the reliability of the diagnosis of explosives, it is necessary to use a different sequence of operations than in the prototype method in the process of converting the controlled parameters of explosive motion.

Увеличение уровня достоверности в предлагаемом способе возможно благодаря формированию особого информативного параметра K и выделению и использованию для диагностики на его основе наиболее информативных частотных диапазонов функции ускорения подвижного контакта ВВ.An increase in the level of reliability in the proposed method is possible due to the formation of a special informative parameter K and the allocation and use for diagnosis on its basis of the most informative frequency ranges of the acceleration function of the movable contact of explosives.

В заявляемом техническом решении принимают в качестве упомянутой функции перемещения подвижного контакта зависимость его ускорения от времени, выделяют на этой зависимости высокочастотную составляющую, формируют несколько частотных диапазонов изменения высокочастотной составляющей, формируют нейронную сеть-«анализатор» для каждого из образованных частотных диапазонов, определяют информативный параметр Kq для каждого сформированного частотного диапазона по формуле:In the claimed technical solution, the dependence of its acceleration on time is taken as the mentioned function of moving the movable contact, the high-frequency component is distinguished on this dependence, several frequency ranges of the high-frequency component are formed, a neural network “analyzer” is formed for each of the formed frequency ranges, an informative parameter is determined K q for each generated frequency range according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где q=1…p; p - количество сформированных частотных диапазонов; j=1…m; m - количество дискретных значений сигнала в q-м частотном диапазоне; dql, dqt - эталонные значения выходного сигнала нейронной сети-«анализатора» для q-го частотного диапазона при обучении и при тестировании соответственно; φql, φqt - функции активации для q-го частотного диапазона при обучении и при тестировании соответственно; xqj - j-е значение уровня сигнала внутри q-го частотного диапазона; wqj - весовой коэффициент для j-го значения уровня сигнала внутри q-го частотного диапазона, сравнивают уровень каждого полученного значения информативного параметра Kq с его заданным пороговым значением, выделяют в качестве диагностических признаков наиболее информативные частотные диапазоны, у которых информативный параметр Kq не превысил порогового значения, подают значения выделенных частотных диапазонов измеренной функции ускорения от времени подвижного контакта, наиболее информативных в качестве диагностических признаков, на вход нейронной сети-«эксперта», а о характере неисправности коммутационного аппарата судят по значению сигналов на выходах нейронной сети-«эксперта».where q = 1 ... p; p is the number of generated frequency ranges; j = 1 ... m; m is the number of discrete signal values in the qth frequency range; d ql , d qt - reference values of the output signal of the neural network “analyzer” for the q-th frequency range during training and testing, respectively; φ ql , φ qt - activation functions for the q-th frequency range during training and testing, respectively; x qj is the jth value of the signal level inside the qth frequency range; w qj is the weight coefficient for the j-th signal level value inside the q-th frequency range, compare the level of each obtained value of the informative parameter K q with its predetermined threshold value, select the most informative frequency ranges for which the informative parameter K q did not exceed the threshold value, the values of the allocated frequency ranges of the measured acceleration function versus the time of the moving contact, the most informative as diagnostic signs, are fed in one neural network is an “expert”, and the nature of the malfunction of the switching apparatus is judged by the value of the signals at the outputs of the neural network “expert”.

Таким образом, на этапе сравнения допустимых значений сигнала с измеренными значениями используют высокочастотные составляющие функции ускорения с наиболее информативными в качестве диагностических признаков частотными диапазонами, выделенными с помощью информативного параметра K, в результате решение о техническом состоянии ВВ и причине его неисправности принимает не оператор, а нейронная сеть-«эксперт».Thus, at the stage of comparing the acceptable values of the signal with the measured values, the high-frequency components of the acceleration function are used with the frequency ranges that are most informative as diagnostic signs and allocated using the informative parameter K, as a result, the decision on the technical condition of the explosive and the cause of its malfunction is made not by the operator, but neural network is an “expert."

Предлагаемое техническое решение иллюстрируется фиг. 1-5. На фиг. 1 представлена структурная схема варианта диагностической системы, реализующей предлагаемый способ, в которую входят следующие элементы: микроконтроллер 1, модуль сопряжения с силовыми контактами 2, модуль сопряжения с датчиками 3, аналоговый датчик ускорения 4, дисплей 5, flash-накопитель 6.The proposed solution is illustrated in FIG. 1-5. In FIG. 1 is a structural diagram of a variant of a diagnostic system that implements the proposed method, which includes the following elements: microcontroller 1, interface module with power contacts 2, interface module with sensors 3, analog acceleration sensor 4, display 5, flash drive 6.

Микроконтроллер 1 осуществляет управление всем устройством в целом, прием и обработку измерительной информации. Модуль сопряжения с силовыми контактами 2 осуществляет гальваническую развязку с силовыми цепями диагностируемого выключателя и подачу на соответствующие линии ввода/вывода микроконтроллера логических сигналов, соответствующих текущему состоянию контактов каждой из фаз (замкнута/разомкнута) и наличию импульса запуска привода выключателя, по фронту которого начинается процесс измерения ускорения. Модуль сопряжения с датчиками 3 служит для подключения аналогового датчика ускорения. Ко входам микроконтроллера 1 подключены выходы модуля сопряжения с силовыми контактами 2 и модуля сопряжения с датчиками 3, а также дисплей 5 и flash-накопитель 6 для отображения и сохранения результатов диагностики.The microcontroller 1 controls the entire device as a whole, receiving and processing measurement information. The module for interfacing with power contacts 2 carries out galvanic isolation with the power circuits of the circuit breaker being diagnosed and supplying logic signals corresponding to the current state of contacts of each phase (closed / open) to the corresponding input / output lines of the microcontroller and the presence of a start pulse of the circuit breaker drive, along the edge of which the process begins acceleration measurements. The sensor interface module 3 is used to connect an analog acceleration sensor. The inputs of the microcontroller 1 are connected to the outputs of the interface module with power contacts 2 and the interface module with sensors 3, as well as display 5 and flash drive 6 for displaying and saving diagnostic results.

На фиг. 2 представлена структурная схема нейронной сети-«эксперта» 7, в качестве которой могут выступать различные типы нейронных сетей, например персептрон. На фиг. 3 представлены три функции скорости контакта ВВ от его хода: одного исправного (кривая 8) и двух неисправных ВВ (кривая 9 и кривая 10). На фиг. 4 представлены три графика изменения уровня сигнала ускорения в различных частотных диапазонах: также одного исправного (фото 11) и двух неисправных ВВ (фото 12 и 13), каждый их которых представляет собой разбитую на 40 частотных диапазонов высокочастотную составляющую сигнала ускорения a(t). На фиг. 5 представлены зависимости точности (параметр, являющийся дополнением ошибки диагностирования до 100%) нейронной сети от параметров скорости обучения λ и количество эпох обучения нейронной сети.In FIG. 2 is a structural diagram of an “expert” neural network 7, which can be various types of neural networks, such as a perceptron. In FIG. Figure 3 shows three functions of the explosive contact speed as a function of its course: one operational (curve 8) and two faulty explosives (curve 9 and curve 10). In FIG. Figure 4 shows three graphs of the change in the level of the acceleration signal in different frequency ranges: one healthy (photo 11) and two faulty explosives (photo 12 and 13), each of which is a high-frequency component of the acceleration signal a (t) divided into 40 frequency ranges. In FIG. Figure 5 shows the dependences of accuracy (a parameter that complements the diagnostic error up to 100%) of a neural network on the parameters of the learning speed λ and the number of epochs of learning the neural network.

Рассмотрим работу способа диагностики электрического коммутационного аппарата на примере работы системы, реализующей предлагаемый способ (фиг. 1). На первом этапе с помощью аналоговых датчиков ускорения 4 и модуля сопряжения с датчиками 3 происходит измерение функции ускорения во времени движущихся контактов ВВ при их замыкании/размыкании (включении/отключении). Определение момента начала и окончания измерения обеспечивает модуль сопряжения с силовыми контактами 2. Из полученной функции ускорения микроконтроллер 1 выделяет ее высокочастотную составляющую. В нем же в соответствии с предлагаемым способом сигнал выделенной высокочастотной составляющей разбивается на несколько частотных диапазонов р. Далее формируется p нейронных сетей-«анализаторов» типа персептрон (по одной на каждый частотный диапазон). С помощью нейронных сетей-«анализаторов» формируют информативный параметр К для каждого частотного диапазона по формуле:Consider the method of diagnosing an electrical switching device using the example of a system that implements the proposed method (Fig. 1). At the first stage, using the analog acceleration sensors 4 and the interface module with sensors 3, the acceleration function is measured in time of the moving explosive contacts when they are closed / opened (on / off). Determining the start and end of the measurement provides a module for interfacing with power contacts 2. From the obtained acceleration function, the microcontroller 1 selects its high-frequency component. In it, in accordance with the proposed method, the signal of the selected high-frequency component is divided into several frequency ranges p. Then p neural networks are formed - “analyzers” of the perceptron type (one for each frequency range). Using neural networks, "analyzers" form an informative parameter K for each frequency range according to the formula:

K q = | ( d q l ϕ q l ( j = 0 m w q j x q j ) ) ( d q t ϕ q t ( j = 0 m w q j x q j ) ) | , ( 1 )

Figure 00000002
K q = | ( d q l - ϕ q l ( j = 0 m w q j x q j ) ) - ( d q t - ϕ q t ( j = 0 m w q j x q j ) ) | , ( one )
Figure 00000002

где q=1…p, p - количество сформированных частотных диапазонов; j=1…m, m - количество дискретных значений сигнала в q-м частотном диапазоне; dql, dqt - эталонные значения выходного сигнала нейронной сети-«анализатора» для q-го частотного диапазона при обучении и при тестировании соответственно; φql, φqt - функции активации для q-го частотного диапазона при обучении и при тестировании соответственно; xqj - j-е значение уровня сигнала внутри q-го частотного диапазона; wqj - весовой коэффициент для j-го значения уровня сигнала внутри q-го частотного диапазона.where q = 1 ... p, p is the number of generated frequency ranges; j = 1 ... m, m is the number of discrete signal values in the qth frequency range; d ql , d qt are the reference values of the output signal of the neural network “analyzer” for the q-th frequency range during training and testing, respectively; φ ql , φ qt - activation functions for the q-th frequency range during training and testing, respectively; x qj is the jth value of the signal level inside the qth frequency range; w qj is the weight coefficient for the j-th signal level value inside the q-th frequency range.

Сформированные с помощью нейронных сетей-«анализаторов» информативные параметры K далее сравниваются с установленным пороговым значением. Если информативный параметр Kq выше заданного порогового значения, то соответствующий q-й частотный диапазон удаляется из спектра высокочастотной функции ускорения. Чем выше уровень порогового значения для информативного параметра K, тем больше информативных диапазонов останется в высокочастотной составляющей функции ускорения. Последний этап диагностики состояния ВВ по функции ускорения его подвижных контактов - это запуск нейронной сети-«эксперта» 7, которая принимает решение о состоянии ВВ. На вход нейронной сети-«эксперта» 7 (фиг. 2) подаются полученные значения y1-yn выделенных частотных диапазонов, наиболее информативных в качестве диагностических признаков. В результате работы нейронная сеть-«эксперт» 7, обученная на соответствующих эталонных значениях таких же заданных информативных частотных диапазонов и принимающая решение о наличии соответствующих дефектов коммутационного аппарата, принимает решение о его техническом состоянии. Результаты процедуры микроконтроллер 1 отображает на дисплей 5 и сохраняет на flash-накопитель 6.The informative parameters K formed using neural networks-“analyzers” are further compared with a set threshold value. If the informative parameter K q is higher than the specified threshold value, then the corresponding qth frequency range is removed from the spectrum of the high-frequency acceleration function. The higher the threshold level for the informative parameter K, the more informative ranges will remain in the high-frequency component of the acceleration function. The last stage in diagnosing the state of explosives by the function of accelerating their moving contacts is the launch of an “expert” neural network 7, which decides on the state of explosives. The input of the “expert” neural network 7 (Fig. 2) receives the obtained values of y 1 -y n of the selected frequency ranges, the most informative as diagnostic features. As a result of the work, the neural network “expert” 7, trained on the corresponding reference values of the same given informative frequency ranges and decides on the presence of corresponding defects in the switching apparatus, makes a decision on its technical condition. The microcontroller 1 displays the results of the procedure on display 5 and saves it to the flash drive 6.

Преимущества применения данного способа иллюстрируются на фиг. 3-5.The advantages of using this method are illustrated in FIG. 3-5.

Графики фиг. 3-4 демонстрируют, что разбиение высокочастотной составляющей сигнала на частотные диапазоны позволяет задать четкие граничные информативные параметры, отличающие исправные и неисправные выключатели, поскольку между графиками характеристик исправного и неисправных высоковольтных выключателей видны большие различия.The graphs of FIG. 3-4 show that dividing the high-frequency component of the signal into frequency ranges allows you to set clear boundary informative parameters that distinguish between healthy and faulty circuit breakers, since there are big differences between the performance graphs of a healthy and faulty high-voltage circuit breaker.

Для иллюстрации преимуществ предлагаемого выделения наиболее информативных частотных диапазонов, полученных с помощью информативного параметра K, была построена нейронная сеть-«эксперт», которая обучалась на частотных диапазонах высокочастотной составляющей сигнала ускорения с использованием операции выделения наиболее информативных диапазонов и без нее.To illustrate the advantages of the proposed allocation of the most informative frequency ranges obtained using the informative parameter K, an “expert” neural network was constructed, which was trained on the frequency ranges of the high-frequency component of the acceleration signal using the operation of extracting the most informative ranges and without it.

Графики 14 и 15 отображают зависимости точности, соответственно, при обучении и при тестировании до применения описанной выше операции выбора информативного диапазона, а соответствующие графики 16 и 17 - после применения данной операции.Graphs 14 and 15 show the dependencies of accuracy, respectively, during training and testing before applying the operation to select the information range described above, and the corresponding graphs 16 and 17 after applying this operation.

Как видно из графиков 14, 15, 16, 17 на фиг. 5, при различных комбинациях параметров нейронной сети-«эксперта» (скорость обучения, количество эпох) увеличилась ее адекватность, т.е. графики точности нейронной сети-«эксперта» при обучении и при тестировании перестали отличаться и стали практически идентичными. Одновременно с этим была достигнута точность нейронной сети-«эксперта», при тестировании до 90%, которая в данном случае является параметром, обратным ошибке диагностики. Также уменьшился размер данных для обучения с 40 частотных диапазонов вейвлет-спектра до 11 наиболее информативных, что существенно ускоряет процесс обучения нейронной сети-«эксперта».As can be seen from graphs 14, 15, 16, 17 in FIG. 5, with various combinations of parameters of the “expert” neural network (learning speed, number of epochs), its adequacy increased, i.e. the accuracy graphs of the “expert” neural network during training and testing ceased to differ and became almost identical. At the same time, the accuracy of the “expert” neural network was achieved, with testing up to 90%, which in this case is a parameter opposite to the diagnostic error. The data size for training has also decreased from 40 frequency ranges of the wavelet spectrum to 11 of the most informative ones, which significantly speeds up the learning process of an “expert” neural network.

Наиболее целесообразно применение предлагаемого технического решения для диагностики как в процессе производства, так и при эксплуатации на электрических подстанциях высоковольтных автоматических выключателей различных типов и модификаций рабочим напряжением от 10 кВ до 220 кВ.The most appropriate application of the proposed technical solution for diagnostics both in the production process and during operation at electrical substations of high-voltage circuit breakers of various types and modifications with an operating voltage of 10 kV to 220 kV.

Claims (1)

Способ диагностики электрического коммутационного аппарата, основанный на том, что измеряют, по крайней мере, в одной фазе, функцию перемещения подвижного контакта при включении и/или отключении диагностируемого аппарата, сравнивают результаты измерения с допустимыми значениями и принимают решение о состоянии аппарата, отличающийся тем, что принимают в качестве упомянутой функции перемещения подвижного контакта зависимость его ускорения от времени, выделяют на этой зависимости высокочастотную составляющую, формируют несколько частотных диапазонов изменения высокочастотной составляющей, формируют нейронную сеть-«анализатор» для каждого образованного частотного диапазона, определяют информативный параметр Kq для каждого сформированного частотного диапазона по формуле:
Figure 00000003

где q=1…p;
р - количество сформированных частотных диапазонов;
j=1…m;
m - количество дискретных значений сигнала в q-м частотном диапазоне; dql, dqt - эталонные значения выходного сигнала нейронной сети-«анализатора» для q-го частотного диапазона при обучении и при тестировании соответственно;
φql, φqt - функции активации для q-го частотного диапазона при обучении и при тестировании соответственно;
xqj - j-е значение уровня сигнала внутри q-го частотного диапазона;
wqj - весовой коэффициент для j-го значения уровня сигнала внутри q-го частотного диапазона;
сравнивают уровень каждого полученного значения информативного параметра Kq с его заданным пороговым значением, выделяют в качестве диагностических признаков наиболее информативные частотные диапазоны, у которых информативный параметр Kq не превысил порогового значения, подают значения выделенных частотных диапазонов измеренной функции ускорения от времени подвижного контакта, наиболее информативных в качестве диагностических признаков, на вход нейронной сети-«эксперта», а о характере неисправности коммутационного аппарата судят по значению сигналов на выходах нейронной сети-«эксперта».
A method for diagnosing an electrical switching apparatus, based on the fact that, at least in one phase, the function of moving a movable contact is measured when the diagnosed apparatus is turned on and / or off, the measurement results are compared with acceptable values and a decision is made on the state of the apparatus, characterized in what is taken as the mentioned function of moving the movable contact is the dependence of its acceleration on time, a high-frequency component is isolated on this dependence, several parts are formed tnyh band high-frequency component changes, neural Network-formed "analyzer" formed for each frequency band determined by K q informative parameter for each frequency band generated by the formula:
Figure 00000003

where q = 1 ... p;
p is the number of generated frequency ranges;
j = 1 ... m;
m is the number of discrete signal values in the qth frequency range; d ql , d qt - reference values of the output signal of the neural network “analyzer” for the q-th frequency range during training and testing, respectively;
φ ql , φ qt - activation functions for the q-th frequency range during training and testing, respectively;
x qj is the jth value of the signal level inside the qth frequency range;
w qj is the weight coefficient for the j-th signal level inside the q-th frequency range;
the level of each obtained value of the informative parameter K q is compared with its predetermined threshold value, the most informative frequency ranges for which the informative parameter K q does not exceed the threshold value are selected as diagnostic signs, the values of the selected frequency ranges of the measured acceleration function from the time of the moving contact are fed, the most informative as diagnostic signs, to the input of the neural network - “expert”, and the nature of the malfunction of the switching apparatus is judged by the value of the signals at the outputs of the neural network - "expert".
RU2015100941/28A 2015-01-12 2015-01-12 Method for diagnosing electric switching device RU2580183C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100941/28A RU2580183C1 (en) 2015-01-12 2015-01-12 Method for diagnosing electric switching device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2015100941/28A RU2580183C1 (en) 2015-01-12 2015-01-12 Method for diagnosing electric switching device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2580183C1 true RU2580183C1 (en) 2016-04-10

Family

ID=55793934

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015100941/28A RU2580183C1 (en) 2015-01-12 2015-01-12 Method for diagnosing electric switching device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2580183C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1446637A1 (en) * 1987-06-09 1988-12-23 Винницкий политехнический институт Device for monitoring the service life of switching units
RU2117309C1 (en) * 1997-04-10 1998-08-10 Научно-производственное объединение "Диатех" Method for testing of electric commutator
RU2361310C1 (en) * 2008-03-17 2009-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Технос" Diagnostic method for switching unit contacts gap

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1446637A1 (en) * 1987-06-09 1988-12-23 Винницкий политехнический институт Device for monitoring the service life of switching units
RU2117309C1 (en) * 1997-04-10 1998-08-10 Научно-производственное объединение "Диатех" Method for testing of electric commutator
RU2361310C1 (en) * 2008-03-17 2009-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "Технос" Diagnostic method for switching unit contacts gap

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT511807B1 (en) METHOD AND DEVICE FOR ONLINE RECOGNITION OF STATE-OF-CHARGE INSULATION IN AN ELECTRICAL MACHINE
James et al. Development of computer-based measurements and their application to PD pattern analysis
CN104090214B (en) A kind of Cable fault examination and aging analysis method
US9989581B2 (en) Method and device for locating partial discharges in electric cables
CN104237713B (en) Deformation of transformer winding diagnostic method based on wavelet transform
CN110309872B (en) Multi-parameter-based distribution cable health state assessment method, system and medium
US20120330871A1 (en) Using values of prpd envelope to classify single and multiple partial discharge (pd) defects in hv equipment
US20110291666A1 (en) Device and method for determining partial discharges at an electrical component
RU2700368C1 (en) Method for determining technical state of a digital transformer based on parameters of partial discharges in insulation
CN101887110A (en) Device and method for detecting insulating oil dielectric strength tester
CN110824389A (en) IFRA-based synchronous generator winding short-circuit fault detection method
US8841925B2 (en) Method for testing a laboratory device and correspondingly equipped laboratory device
CN114217164A (en) Cable fault distance measurement method and system based on discharge waveform intelligent identification
CN110375598B (en) Reliability analysis method for initiating explosive device product test system
US11249137B2 (en) Diagnostic method of switchgear and device thereof
RU2580183C1 (en) Method for diagnosing electric switching device
Kraetge et al. Advanced noise suppression during PD measurements by real-time pulse-waveform analysis of PD pulses and pulse-shaped disturbances
CN102288881B (en) Method for diagnosing severity of discharging shortcoming of oil paper insulation thorn of transformer
CN105629144A (en) High voltage switchgear partial discharge diagnosis method and system based on fingerprint database
CN104062673B (en) Core analyzer self-diagnosable system
CN102590762A (en) Information entropy principle-based method for fault diagnosis of switch power supply
CN116298719A (en) Equipment insulation aging identification method and device, electronic equipment and storage medium
RU2641322C2 (en) Method of control and diagnostics of complex object state
US11867763B2 (en) Method for monitoring circuit breaker and apparatus and internet of things using the same
CN106918773A (en) Craft type hardware Trojan horse monitoring method and device

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200113