基于振动信号分析的断路器机械故障模式识别研究

发布时间：2025-02-09 14:17

　　断路器是电力系统设备中至关重要的一环。断路器在运行过程中如果出现故障,直接威胁电网的稳定运行,对社会的经济发展带来隐患,因此对于断路器的可靠性有着非常严苛的要求。断路器振动信号包含着丰富的机械运行状态特征,传统的时频分析技术由于一些固有原因往往不能精确的获取振动信号中的特征参量,需要更加快速、精确的故障诊断方法代替。首先,本文以Z65型断路器作为对象,搭建硬件平台,主要采集了拒分、拒合、机构卡滞、基座螺栓松动以及正常运行状况下的振动信号,用作后续特征提取以及故障识别使用。其次,本文以经验模态变换(Empirical Mode Decompositon,EMD)作为对比,为了解决模态混叠等固有问题,改善信号高频特征的提取性能,提高故障识别速度,本文提出了一种基于改进变分模态分解(Variational Mode Decomposition,VMD)的断路器故障诊断方法。利用弗雷歇距离和VMD的改进方法对断路器不同故障类型的振动信号进行分解处理,避免产生过分解,并得到数个具有中心频率和有限带宽的模态;其次,求取每个模态的奇异值作为输入相关向量机(RVM)的特征向量。最后,通过与基于经验模态分...

【文章页数】：48 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3-1不同K值的VMD分解模态频域图

,0,1,infmax,tFABdAtBt(3-5)3.1.2.2基于弗雷歇距离初始化参数原理为了验证弗雷歇距离在VMD初始化参数选择的有效性，构造仿真函数：11cos4cos(52)cos(676)416....

图3-3EMD分解图

华北电力大学硕士学位论文作为对比，本仿真信号首先使用EMD进行分解，效果如图3-3所示。图3-3可以看出，仿真信号经过EMD分解得到了13个模态和一个剩余分量出现了虚假模态，没有较好的将原信号进行分解，对信号准确的特征提取困难。

图3-4VMD分解模态图

16图3-4VMD分解模态图在使用VMD分解信号前，首先利用上节中所用方法先对VMD进行初始化求K，得到K2，也与我们预设相符。图3-4为经过VMD方法分解后所得到的模态图。从图可见原信号中1s和2s两个振动波形被较好的得到了还原，而且由于....

图4-1硬件示意图

第4章断路器故障诊断实验研究故障诊断中最主要的部分就是建立针对于故障的知识库来自于两种方法。第一是建立数学模型。这种方法难度没有很好的效果。第二是利用实验中所获得的振动信号学方法，得到对应状态（包含各种故障）的特征值，确。本文即采用这种方法，在实验中搭建好相应的硬件平动信号....

本文编号：4032361