基于定量递归分析的高压断路器机械缺陷辨识及应用

发布时间：2024-12-22 08:30

　　 针对采用振动信号识别高压断路器(HVCBs)机械缺陷困难及难于实现工程应用问题,提出一种基于定量递归分析(RQA)的振动信号分析方法,并将其应用于变电站在运高压断路器机械缺陷辨识中。为便于缺陷部位的准确定位,将高压断路器振动信号分割为各功能子区,将各功能子区信号映射至高维相空间,以充分展示高压断路器动力学变化特征,并在相空间进行递归图重构。最后,引入递归率(RR)、确定率(DET)、最大对角线长度(Lmax)、信息熵(ENT)、层状度(LAM)和捕获时间(TT)对各功能子区递归图进行定量分析,以实现高压断路器机械缺陷的有效辨识。试验结果表明,所提方法能够准确地辨识高压断路器的机械缺陷,在实际工程应用中也表现出较高的准确率。

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【部分图文】：

图1 时域信号向递归图转化过程举例

式中，表示范数，本文采用Euclidean范数；?(?)为“色码函数”，它将距离映射为颜色，即以颜色的深浅（称为色标）表示距离的大小。而有阈值递归图（见图1d）通过以下方式构造。

图2 实测在运252k V SF6高压断路器（山东泰开）C相操动机构合闸振动信号

图2所示是某一220kV变电站一台在运的山东泰开252kVSF6高压断路器C相操动机构的实测合闸振动信号（测试时间：2019年6月17日），可以看出，该合闸振动信号包含多个幅值不一、持续时间不一的冲击子波。考虑到这些冲击子波是按照断路器零部件动作的时间先后顺序出现的，断路器....

图3 小波降噪后的振动信号

在断路器振动信号采集过程中往往会受到噪声的干扰，进一步分析之前应先对振动信号降噪处理。考虑到断路器振动信号的特殊性（非平稳非线性的时变冲击信号），本文采用小波分析的方法进行降噪处理。以图2所示的振动信号为例，采用coif5小波函数，进行5层分解，采用无偏估计阈值的原则对各层进行软....

图4 振动信号分区分割结果

将上述降噪后的振动信号分割成4个区域（见图3中的区域A、B、C和D），分别对应断路器动作过程中的脱扣阶段、机构解列阶段、传动阶段和制动阶段。将分割后的各子区信号单独抽取出来，如图4所示。这种对振动信号按照断路器的动作特性进行分区分割的好处是可以实现异常信号的快速定位，进而实现缺陷....

本文编号：4019731