[發明專利]一種有載分接開關的機械狀態異常檢測方法、裝置及設備

有效

• 申請號: 202110896824.1
• 申請日: 2021-08-05
• 公開（公告）號: CN113642439B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 陶風波;王同磊;馬勇;謝天喜;許建剛;吳鵬;薄斌;吳益明;楊景剛;林元棣;李建生;王勝權
• 申請（專利權）人: 國網江蘇省電力有限公司電力科學研究院;國網江蘇省電力有限公司;江蘇省電力試驗研究院有限公司
• 主分類號: G06F18/2433
• 分類號: G06F18/2433;G06F18/2411;G06F18/2131;G06F18/214;G01M13/00;G06F123/02
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 丁博寒

1.一種有載分接開關的機械狀態異常檢測方法，其特征在于，包括：

利用加速度傳感器采集有載分接開關在切換時的振動信號；

對所述振動信號進行分幀，并在分幀后的多幀振動波形中提取能量最大的振動波形，得到主振動波形；

對所述主振動波形進行S變換，得到所述主振動波形的時頻矩陣，并對所述時頻矩陣進行灰度化；

提取灰度化后的所述時頻矩陣的統計特征值，并以所述統計特征值作為所述振動信號的特征向量建立振動信號特征樣本庫；

以所述振動信號特征樣本庫內的特征向量為訓練樣本，以所述有載分接開關的異常檢測結果為樣本標簽，對預置的SVDD異常檢測模型進行訓練，得到訓練好的SVDD異常檢測模型；

將待檢測的振動信號的特征向量輸入所述訓練好的SVDD異常檢測模型，得到所述待檢測的振動信號對應的異常檢測結果；

所述對所述振動信號進行分幀，并在分幀后的多幀振動波形中提取能量最大的振動波形，得到主振動波形，包括：

設置主振動波形的時長和幀移；

根據所述時長，利用預置第一公式計算得到幀長；

根據所述幀長和所述幀移，對所述振動信號進行分幀，得到分幀后的多幀振動波形；

利用預置第二公式計算每幀振動波形的短時能量值；

提取短時能量值最大的振動波形，得到主振動波形；

其中，所述預置第一公式具體為：

n_window＝floor(T_main*fs)；

式中，n_window代表幀長，floor代表向下取整函數，T_main代表時長，fs代表振動信號的采樣頻率；

所述預置第二公式具體為：

式中，energy_i代表第i幀振動波形的短時能量值，signal_i[k]表第i幀振動波形中的第k個采樣數據；其中，i＝1,2,...,II代表總的幀數，N_signal代表振動信號的采樣點個數，n_step代表幀移；k＝1,2,3…N，N＝n_window-1；

所述對所述主振動波形進行S變換，得到所述主振動波形的時頻矩陣，包括：

利用預置第三公式對所述主振動波形進行S變換，得到所述主振動波形的時頻矩陣，其中，所述預置第三公式具體為：

式中，S[m,n]代表主振動波形的時頻矩陣，m代表主振動波形的頻率數，n代表主振動波形的采樣點個數；

所述對所述時頻矩陣進行灰度化，包括：

利用預置第四公式對所述時頻矩陣進行灰度化，其中，所述預置第四公式具體為：

S_gray[m,n]＝floor(255×S_amplitude[m,n]/max(S_amplitude))；

式中，S_amplitude[m,n]代表時頻矩陣的幅值，Re代表時頻矩陣中各個元素的實部，Im代表時頻矩陣中各個元素的虛部，S_gray[m,n]代表時頻矩陣的幅值對應的灰度級；

所述提取灰度化后的所述時頻矩陣的統計特征值，包括：

提取灰度化后的所述時頻矩陣的平均值、方差、偏度、峰度、能量和熵；

其中，所述時頻矩陣的平均值的表達式為：

所述時頻矩陣的方差的表達式為：

所述時頻矩陣的偏度的表達式為：

所述時頻矩陣的峰度的表達式為：

所述時頻矩陣的能量的表達式為：

所述時頻矩陣的熵的表達式為：

式中，代表時頻矩陣的平均值，代表時頻矩陣的方差，D_s代表時頻矩陣的偏度，D_k代表時頻矩陣的峰度，D_E代表時頻矩陣的能量，D_H代表時頻矩陣的熵，N(D)代表時頻矩陣的幅值對應的灰度級中值為D的元素的個數，L＝256。

2.根據權利要求1所述的有載分接開關的機械狀態異常檢測方法，其特征在于，所述加速度傳感器安裝于所述有載分接開關的頂蓋、傳動軸和變壓器的側壁上。