断路器的故障类型诊断方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电力技术领域，尤其涉及一种断路器的故障类型诊断方法及系统。
【背景技术】
[0002]目前的断路器的故障检测采用计划性预防检修，其盲目性大，费时、费力，还会带来很多非必要的停工，并且频繁的操作以及过度的拆卸检修会降低断路器的可靠性。因此，如何对断路器的工作状态进行有效的监测，及时发现断路器的故障，对有缺陷部位提前进行处理，避免断路器故障恶性发展，防止断路器爆炸等恶性事故的发生，对于保障电网的安全可靠运行有着十分重要的意义。随着电力系统对经济性要求的不断提高，计划检修已不能适应现场的需求，对高压断路器机械状态进行监测和故障诊断已是大势所趋。
[0003]长期以来，国内外研宄人员对高压断路器机械故障振动诊断投入了大量研宄。高压断路器机械振动信号包含有大量的断路器的状态信息，它由一系列瞬态波形构成，每一个瞬态波形都是断路器操作期间内部“事件”的反映，通过适当的检测手段和信号处理方法，可以识别振动的激励源，从而找出故障源。但是，断路器的振动受到断路器内部多种激励源的作用，使得断路器的振动响应极其复杂，如果忽略断路器操作过程中合闸或者合闸机构的释能过程，尽管简化了激励源和振动响应信号，但合闸和分闸机构的某些故障类型将不能被故障诊断系统所监测，如果不加区分地对断路器振动信号进行采集，则增大了振动信号故障特征的提取难度，在某些情况下故障特征还易被干扰信号所覆盖，为此，需要对目前的利用断路器操作振动信号进行故障诊断方法进行改进，从而提高故障诊断的诊断效率和正确率等。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种断路器的故障类型诊断方法及系统，其首先区分断路器的振动信号是受迫振动信号还是自由振动信号，再以振动信号为依据实时诊断断路器的故障类型，诊断效率高，正确率高。
[0005]为了解决上述技术问题，本发明提供了一种断路器的故障类型诊断方法，包括:
[0006]实时监测分闸指令和合闸指令；
[0007]若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
[0008]若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
[0009]将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
[0010]进一步的，在所述实时监测分闸指令和合闸指令之前，还包括:
[0011]在无故障的样本断路器上，测取其合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为正常态下断路器的振动信号储存在数据库中；
[0012]在所述样本断路器上预设多种故障，并测取在每种故障下合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为每种故障态下断路器的振动信号储存在数据库中。
[0013]其中，所述若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当所述自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令，具体包括:
[0014]若合闸指令有效，则记录待测断路器合闸时的受迫振动信号；
[0015]判断合闸位置接点是否闭合，若否，则返回继续记录所述待测断路器合闸时的受迫振动信号，若是，则
[0016]记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号；
[0017]提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则返回继续记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号，若是，则
[0018]返回继续监测分闸指令和合闸指令。
[0019]其中，所述若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当所述自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令，具体包括:
[0020]若分闸指令有效，则记录待测断路器分闸时的受迫振动信号；
[0021]判断分闸位置接点是否闭合，若否，则返回继续记录所述待测断路器分闸时的受迫振动信号，若是，则
[0022]记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号；
[0023]提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则返回继续记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号，若是，则
[0024]返回继续监测分闸指令和合闸指令。
[0025]本发明还公开了一种断路器的故障类型诊断系统，包括
[0026]监测模块，用于实时监测分闸指令和合闸指令；
[0027]合闸处理模块，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当合闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
[0028]分闸处理模块，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，当分闸时的自由振动信号小于预设阈值时，返回继续监测分闸指令和合闸指令；
[0029]故障类型诊断模块，用于将记录的待测断路器合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，对应的与预先存储的正常态下和多种故障态下断路器的振动信号进行对比，从而实时诊断出待测断路器的故障类型。
[0030]进一步的，断路器的故障类型诊断系统还包括:
[0031]断路器正常信号获取模块，用于在无故障的样本断路器上，测取其合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为正常态下断路器的振动信号储存在数据库中；
[0032]断路器故障信号获取模块，用于在所述样本断路器上预设多种故障，并测取在每种故障下合闸时的受迫振动信号和自由振动信号以及分闸时的受迫振动信号和自由振动信号，作为每种故障态下断路器的振动信号储存在数据库中。
[0033]其中，所述合闸处理模块具体包括:
[0034]合闸受迫振动记录单元，用于在合闸指令有效时，记录待测断路器合闸时的受迫振动信号；
[0035]合闸结束判断单元，用于判断合闸位置接点是否闭合，若否，则所述受迫振动信号记录单元继续记录所述待测断路器合闸时的受迫振动信号；
[0036]合闸自由振动记录单元，用于在合闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号；
[0037]合闸自由振动判断单元，用于提取所述待测断路器合闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则所述合闸自由振动记录单元继续记录所述待测断路器合闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块继续监测分闸指令和合闸指令。
[0038]其中，所述分闸处理模块具体包括:
[0039]分闸受迫振动记录单元，用于在分闸指令有效时，记录待测断路器分闸时的受迫振动信号；
[0040]分闸结束判断单元，用于判断分闸位置接点是否闭合，若否，则所述分闸受迫振动记录单元继续记录所述待测断路器分闸时的受迫振动信号；
[0041]分闸自由振动记录单元，用于在分闸位置接点闭合时，记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号；
[0042]分闸自由振动判断单元，用于提取所述待测断路器分闸时的自由振动信号的特征值，并判断所述特征值是否小于预设阈值，若否，则所述分闸自由振动记录单元继续记录所述待测断路器分闸时的自由振动信号，若是，则所述监测模块返回继续监测分闸指令和合闸指令。
[0043]实施本发明，具有如下有益效果:本发明应用在线监测操作振动信号实现高压断路器分类故障诊断，既可以对合闸过程中合闸机构运行情况，又可以对分闸过程中分闸机构的运行情况进行实时监测，通过监测合闸或分闸完成后的自由振动信号，同时还免除了断路器操作机构释能激励引起的复杂振动响应，使振动信号能更加清晰地反映断路器的状态信息，从而对高压断路器进行更加全面的状态和工作性能评估，再以振动信号为依据实时诊断断路器的故障类型，诊断效率高，正确率高。
【附图说明】
[0044]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0045]图1是本发明提供的断路器的故障类型诊断方法的第一实施例的