一种防爆配电箱的智能故障诊断方法及系统与流程

本技术涉及防爆配电箱技术相关领域，具体涉及一种防爆配电箱的智能故障诊断方法及系统。

背景技术：

1、随着工业技术的不断发展，防爆配电箱作为保障工业生产安全的重要设备，其安全性和稳定性直接影响到生产线的正常运行，在实际运行过程中，防爆配电箱可能会因各种原因出现故障，如电气元件老化、接线松动、环境温度过高等，这些故障若不能及时发现和处理，可能会引发严重的安全事故，传统的防爆配电箱故障诊断，主要依赖于人工巡检和经验判断，要求维修人员具备丰富的专业知识和实践经验，通过对配电箱的外观检查、电气元件的测试以及运行数据的分析，来判断故障发生的原因和位置，人工巡检和判断容易受到人为因素的影响，导致故障诊断的准确性和效率不高，并且无法实现对故障的实时监测和预警，难以适应新的故障类型和诊断需求，一定程度上增加了生产线的风险。

2、因此，现阶段防爆配电箱故障诊断相关技术中，存在依赖于人工巡检和经验判断易受影响、无法实现对故障的实时监测和精准预警，导致防爆配电箱故障诊断准确性和效率不高的技术问题，达到了提高配电箱故障诊断的准确性和效率的技术效果。

技术实现思路

1、本技术通过提供一种防爆配电箱的智能故障诊断方法及系统，采用傅里叶变换、构建信号处理通道、融合处理等技术手段，解决了现有防爆配电箱故障诊断存在的依赖于人工巡检和经验判断易受影响、无法实现对故障的实时监测和精准预警，导致防爆配电箱故障诊断准确性和效率不高的技术问题，达到了提高配电箱故障诊断的准确性和效率的技术效果。

2、本技术提供一种防爆配电箱的智能故障诊断方法，所述方法包括：获取防爆配电箱的电压波形，所述电压波形通过示波器采集；对所述电压波形进行信号转换，所述信号转换指通过傅里叶变换将所述电压波形的时域信号转换为频域信号；建立所述时域信号与频域信号的对应关系；构建时域信号处理通道、频域信号处理通道，所述时域信号处理通道用于对时域信号进行异常识别分析，所述频域信号处理通道用于对频域信号进行异常识别分析；建立所述时域信号处理通道、频域信号处理通道的融合连接层，基于所述时域信号与频域信号的对应关系，将所述时域信号处理通道的时间性异常分析结果与所述频域信号处理通道的频率异常分析结果进行融合输出，获得故障诊断结果。

3、在可能的实现方式中，所述构建时域信号处理通道、频域信号处理通道，执行以下处理：配置信号处理通道组成，包括信号筛选模块、信号处理模块、异常识别模型，其中，所述信号筛选模块用于按照预设目标对电压波形信号进行筛选，所述时域信号处理通道的信号处理模块用于对时域信号进行信号时间定位和频率特征分析处理，所述频域信号处理通道的信号处理模块用于对频域信号进行特征频率、功率谱密度分析处理，所述异常识别模型用于对信号处理模块导入的信号进行异常识别分析，所述异常识别模块为经过训练数据集进行有监督训练收敛的运算模型。

4、在可能的实现方式中，所述时域信号处理通道的信号处理模块用于对时域信号进行信号时间定位和频率特征分析处理，执行以下处理：根据所述时域信号的时间映射关系，按照不同时间尺度进行分解，获得多个分解尺度信号；进行分解尺度信号的频率特征识别，获得各尺度信号特征；基于不同时间尺度之间的时间映射关系，对所述各尺度信号特征进行相似度计算，获得特征相似度；根据所述特征相似度进行异常时间定位、频率特征标注。

5、在可能的实现方式中，所述基于不同时间尺度之间的时间映射关系，对所述各尺度信号特征进行相似度计算，获得特征相似度，还执行以下处理：基于所述时间映射关系，将所述不同时间尺度的信号对齐；基于频率特征的对齐关系，计算对齐每对频率特征之间的距离，并将距离进行累加构建距离矩阵；基于所述距离矩阵，按照路径约束条件进行路径搜索，获得距离最小路径生成所述特征相似度，其中，路径约束条件包括搜索起点、搜索方向。

6、在可能的实现方式中，根据所述特征相似度进行异常时间定位、频率特征标注，还执行以下处理：筛选所述特征相似度不满足阈值的频率特征，定位所在不同时间尺度；基于所述不同时间尺度进行最小时间尺度定位分解，确定所述异常时间定位；根据所述异常时间定位进行频率特征标注。

7、在可能的实现方式中，所述频域信号处理通道的信号处理模块用于对频域信号进行特征频率、功率谱密度分析处理，还执行以下处理：建立故障特征频率，利用所述故障特征频率对所述频域信号的频率分布进行遍历比对，标注故障特征频率；根据所述频率分布，进行异常峰值识别，标注特征频率异常峰值；对所述频域信号进行功率谱密度分析，获得功率与频率的分布关系。

8、在可能的实现方式中，基于所述时域信号与频域信号的对应关系，将所述时域信号处理通道的时间性异常分析结果与所述频域信号处理通道的频率异常分析结果进行融合输出，获得故障诊断结果，还执行以下处理：基于所述时域信号与频域信号的对应关系，建立所述时间性异常分析结果、频率异常分析结果的对应关系；根据所述时间性异常分析结果、频率异常分析结果，分别获取故障类型、故障目标；判断所述故障类型、故障目标是否满足所述时间性异常分析结果、频率异常分析结果的对应关系；当满足时，将所述故障类型、故障目标作为所述故障诊断结果；当不满足时，获取所述故障目标的拓扑结构，确定所述故障目标的电压影响关系，配置融合系数；基于所述融合系数对所述时间性异常分析结果、频率异常分析结果进行融合，获得所述故障诊断结果。

9、在可能的实现方式中，基于所述融合系数对所述时间性异常分析结果、频率异常分析结果进行融合，获得所述故障诊断结果，还执行以下处理：根据时间性异常分析结果、频率异常分析结果的故障类型进行关联性分析，确定原因故障类型、结果故障类型，所述原因故障类型指该故障类型为造成结果故障类型发生的原因；基于所述关联性配置优先级系数，其中，所述结果故障类型的优先级系数高于所述原因故障类型的优先级系数；根据所述融合系数、优先级系数进行故障目标、故障类型搜索，确定评价结果最高的异常分析结果作为所述故障诊断结果。

10、本技术还提供了一种防爆配电箱的智能故障诊断系统，包括：

11、电压波形获取模块，所述电压波形获取模块用于获取防爆配电箱的电压波形，所述电压波形通过示波器采集；

12、波形信号转换模块，所述波形信号转换模块用于对所述电压波形进行信号转换，所述信号转换指通过傅里叶变换将所述电压波形的时域信号转换为频域信号；

13、对应关系建立模块，所述对应关系建立模块用于建立所述时域信号与频域信号的对应关系；

14、信号处理通道构建模块，所述信号处理通道构建模块用于构建时域信号处理通道、频域信号处理通道，所述时域信号处理通道用于对时域信号进行异常识别分析，所述频域信号处理通道用于对频域信号进行异常识别分析；

15、分析结果融合输出模块，所述分析结果融合输出模块用于建立所述时域信号处理通道、频域信号处理通道的融合连接层，基于所述时域信号与频域信号的对应关系，将所述时域信号处理通道的时间性异常分析结果与所述频域信号处理通道的频率异常分析结果进行融合输出，获得故障诊断结果。

16、拟通过本技术提出的一种防爆配电箱的智能故障诊断方法及系统，获取防爆配电箱的电压波形；对电压波形进行信号转换，信号转换指通过傅里叶变换将电压波形的时域信号转换为频域信号；建立时域信号与频域信号的对应关系；构建时域信号处理通道、频域信号处理通道；建立处理通道的融合连接层，将时域信号处理通道的时间性异常分析结果与频域信号处理通道的频率异常分析结果进行融合输出，获得故障诊断结果。解决了现有防爆配电箱故障诊断存在的依赖于人工巡检和经验判断易受影响、无法实现对故障的实时监测和精准预警，导致防爆配电箱故障诊断准确性和效率不高的技术问题，达到了提高配电箱故障诊断的准确性和效率的技术效果。