[發明專利]基于振動信號檢測的斷路器在線監測與故障診斷系統

有效

• 申請號: 201410069804.7
• 申請日: 2014-02-27
• 公開（公告）號: CN103809115A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 武建文;孫一航;張路明;廉世軍
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學;珠海市可利電氣有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 北京永創新實專利事務所 11121
• 代理人: 李有浩

1.一種基于振動信號檢測的斷路器在線監測與故障診斷系統，該系統包括有雙核處理器（3）和上位機計算處理模塊（4）；其特征在于：還包括有加速度傳感器（1）和電壓調理單元（2）；?

其中，上位機計算處理模塊（4）包括有EMD分解單元（41）、IMF計算單元（42）、SVM分析單元（43）、WCPSO優化單元（44）和監測診斷結果顯示單元（45）；?

加速度傳感器（1）一方面用于采集12KV彈簧機構高壓斷路器的合閘振動信號A_in，另一方面將所述合閘振動信號A_in轉換成電壓信號V_in輸出給電壓調理單元（2）；?

電壓調理單元（2）一方面接收電壓信號V_in，另一方面對所述電壓信號V_in進行穩壓處理，得到穩定的濾波后電壓信號V₂₀；該穩定的濾波后電壓信號V₂₀輸出給雙核處理器（3）；?

雙核處理器（3）一方面用于接收穩定的濾波后電壓信號V₂₀，另一方面將所述穩定的濾波后電壓信號V₂₀進行模數轉換，獲得數字量的電壓值點V₃₀；所述數字量的電壓值點V₃₀輸出給上位機計算處理模塊（4）中的EMD分解單元（41）；?

EMD分解單元（41）一方面用于接收數字量的電壓信號V₃₀，另一方面將所述數字量的電壓值點V₃₀分解成內稟模態函數V_EMD，所述內稟模態函數V_EMD輸出給IMF計算單元（42）；?

IMF計算單元（42）一方面接收內稟模態函數V_EMD，另一方面將所述內稟模態函數V_EMD的分量能量總量進行計算，得到內稟模態函數的分量能量總量V_IMF；?

SVM分析單元（43）第一方面接收內稟模態函數的分量能量總量V_IMF，第二方面接收WCPSO優化單元（44）輸出的動態加速常數協同慣性權重系數粒子群優化支持向量機參數及核函數參數OP_PSO，第三方面采用支持向量機對V_IMF和OP_PSO進行處理，得到故障狀態分類信息S_SVM；?

WCPSO優化單元（44）對斷路器中振動信號產生的能量信號，結合支持向量機從而產生動態加速常數協同慣性權重系數粒子群優化支持向量機參數及核函數參數OP_PSO；?

監測診斷結果顯示單元（45）用于將接收到的故障狀態分類信息S_SVM進行界面可視化顯示；也可以將故障狀態分類信息S_SVM輸出給用戶。?

2.根據權利要求1所述的基于振動信號檢測的斷路器在線監測與?故障診斷系統，其特征在于EMD分解單元（41）的具體處理流程為：?

步驟41－1：提取出數字量的電壓值點V₃₀的局部最大值點及局部最小值點

步驟41－2：將提取出的所有局部最大值點進行擬合，得到上包絡線；?

步驟41－3：將提取出的所有局部最小值點進行擬合，得到局部下包絡線；?

步驟41－4：對步驟41－1中局部最大值點與局部最小值點?相加后除2，得到平均電壓各均值點；?

步驟41－5：利用數字量的電壓值點V₃₀減去平均電壓均值點，得到相對電壓各差值點；?

步驟41－6：在一個采樣周期里，判斷相對電壓差值點是否滿足IMF條件；?

首先，極值點的個數和過零點的個數必須相等或相差最多不超一個；?

其次，在任意一采樣時刻，由局部極大值點形成的上包絡線和由局部極小值點形成的下包絡線的平均值為零，即上、下包絡線相對于采樣時間軸局部對稱；?

步驟41－7：若滿足IMF條件，則數字量的電壓值點V₃₀為EMD分解的第一個IMF分量；?

若不滿足，則重新進行局部最大最小點的獲取。?