[發(fā)明專利]一種高壓開關機械故障的自動識別方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010583389.2
• 申請日: 2020-06-23
• 公開（公告）號: CN111796180A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設計）人: 林翔宇;王曉明;周柯;巫聰云;李文偉;周衛(wèi);蘆宇峰;彭博雅
• 申請（專利權）人: 廣西電網(wǎng)有限責任公司電力科學研究院;廣西電網(wǎng)有限責任公司欽州供電局
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327;G01M13/00;G06N3/04
• 代理公司: 北京國帆知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11334
• 代理人: 李增朝;徐愛萍

本發(fā)明公開了一種高壓開關機械故障的自動識別方法及裝置，其中，所述方法包括：基于電流鉗采集高壓開關分合閘控制回路在分合閘時的電流信號；基于聲音傳感器采集高壓開關分合閘控制回路在分合閘時的聲音信號；對所述電流信號及所述聲音信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，獲得電流及聲音數(shù)字信號；對所述電流及聲音數(shù)字信號進行預處理，獲得預處理后的數(shù)字信號；將預處理后的數(shù)字信號輸入訓練收斂的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型中進行高壓開關機械故障的自動識別。在本發(fā)明實施例中，通過采集高壓開關的聲音和電流信號，利用深度學習的方式在聲音和電流信號自動提取故障特征，自動識別相應的故障信息，提高了故障識別的準確性。

技術領域

本發(fā)明涉及高壓開關故障識別技術領域，尤其涉及一種高壓開關機械故障的自動識別方法及裝置。

背景技術

高壓開關機械故障識別是對開關進行狀態(tài)監(jiān)測、異常識別和故障分類。振動、電流、聲音等傳感器可用來采集開關運行的各項數(shù)據(jù)，并根據(jù)這些數(shù)據(jù)預測開關機械故障的發(fā)生以及對故障進行分類；目前，開關機械故障識別方法主要存在以下局限：(1)一些方法主要關注于開關的機械振動信號，并將其用于故障征兆的預測，如小波變換、經(jīng)驗模態(tài)分解等方法均是用于對振動信號進行分析；這些方法必須在開關表面安裝加速度傳感器來采集振動信號，加速度傳感器的安裝拆卸在實際應用中會帶來運維不便，同時傳感器安裝位置也會極大影響辨識效果；(2)一些方法采用電流信號作為故障識別的依據(jù)，其主要聚焦于分合閘線圈電流的時間、幅值等波形分析。但受采樣頻率限制，當采樣點中未能包含電流波形的關鍵特征點時，該類方法的效果將大打折扣；此外，該類方法只能識別與分合閘線圈有關的機械故障，而對驅(qū)動機構的故障則無能為力；(3)此外，傳統(tǒng)的開關機械故障特征是基于人工選擇，極大依賴于研究人員的經(jīng)驗和判斷，當人工選擇的魯棒性較差時，傳統(tǒng)方法的故障分類效果將受到嚴重影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種高壓開關機械故障的自動識別方法及裝置，利用深度學習的方式在聲音和電流信號自動提取故障特征，自動識別相應的故障信息，提高了故障識別的準確性。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明實施例提供了一種高壓開關機械故障的自動識別方法，所述方法包括：

基于電流鉗采集高壓開關分合閘控制回路在分合閘時的電流信號；以及，

基于聲音傳感器采集高壓開關分合閘控制回路在分合閘時的聲音信號；

對所述電流信號及所述聲音信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，獲得電流及聲音數(shù)字信號；

對所述電流及聲音數(shù)字信號進行預處理，獲得預處理后的數(shù)字信號；

將預處理后的數(shù)字信號輸入訓練收斂的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡模型中進行高壓開關機械故障的自動識別。

可選的，所述電流鉗設置在高壓開關本體的分合閘控制回路的電纜出線處，所述電流鉗為交直流兩用電流鉗，電流采樣頻率為200kHz；

所述聲音傳感器設置在距離高壓開關本體中央表面10CM處，聲音采樣頻率為200kHz。

可選的，所述基于電流鉗采集高壓開關分合閘控制回路在分合閘時的電流信號，包括：

設定電流閾值，在高壓開關分合閘控制時，在電流達到電流閾值時，所述電流鉗采集該時刻的前0.25s和該時刻后0.75s時間窗口內(nèi)的電流信號；

所述基于聲音傳感器采集高壓開關分合閘控制回路在分合閘時的聲音信號，包括：

在高壓開關分合閘控制時，在電流達到電流閾值時，所述聲音傳感器采集該時刻的前0.25s和該時刻后0.75s時間窗口內(nèi)的聲音信號。

可選的，所述對所述電流信號及所述聲音信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換處理，獲得電流及聲音數(shù)字信號，包括：