一种断路器的工作电流的电流曲线处理方法和装置与流程

本申请涉及输变电技术领域，更具体地说，涉及一种断路器的工作电流的电流曲线处理方法和装置。

背景技术：

分合闸线圈是气体绝缘金属封闭组合电器(gis)断路器进行分合操作的重要组成部分，它的状态关系到断路器能否正常进行分合闸操作。为了对断路器的状态进行监测，需要对断路器的分合闸线圈的工作电流进行信号采集，但由于断路器周围电磁场复杂，容易使采集的分合闸线圈的工作电流的电流曲线出现干扰波形，导致无法真实反映其工作电流。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种断路器的工作电流的电流曲线处理方法和装置，用于对断路器的工作电流的电流曲线进行处理，以使该电流曲线能够真实反映断路器的工作电流。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种断路器的工作电流的电流曲线处理方法，包括步骤：

对检测到电流曲线进行零点校准处理；

确定经过零点校准处理的电流曲线中有效数据的位置，根据所述位置从所述电流曲线中获取有效电流数据段；

根据预设的纵向滤波上限值和纵向滤波下限值对所述有效电流数据段进行纵向滤波处理；

根据预设的横向滤波下限值对经过所述纵向滤波处理的有效电流数据段进行横向滤波处理。

可选的，所述对检测到电流曲线进行零点校准处理，包括：

根据预设的零点漂移限值遍历所述电流曲线上的每一个数据点，获取与零点相近的所有电流值，并进行数据分段；

计算每一个所述分段内所有数据的平均值；

根据每个所述平均值对对应的分段内的所有数据进行差值运算。

可选的，所述确定经过零点校准处理的电流曲线中有效数据的位置，根据所述位置从所述电流曲线中获取有效电流数据段，包括：

根据预设的磁铁运动触发电流的最小值x，在所述电流曲线的坐标系内划y＝x的直线，所述直线产生与所述电流曲线产生两个交叉点，分别为第一交叉点和第二交叉点；

沿着所述第一交叉点向前查找数据的第一零点位置，沿着所述第二交叉点向后查找数据的第二零点位置；

将取所述电流曲线上介于所述第一零点位置与所述第二零点位置之间的曲线选定为所述有效电流数据段。

可选的，所述根据预设的纵向滤波上限值和纵向滤波下限值对所述有效电流数据段进行纵向滤波处理，包括：

计算所述有效电流数据段内所有相邻两点的电流值的差值；

如果所述差值小于所述纵向滤波下限值或者大于所述纵向滤波上限值，则将相邻两点中靠后点的电流值用其前一个电流值与其后多个电流值的平均值取代。

可选的，所述根据预设的横向滤波下限值对经过所述纵向滤波处理的有效电流数据段进行横向滤波处理，包括：

计算所述有效电流数据段内所有相邻两点的电流值的电流差值，所得到的多个电流差值构成数据序列d；

如果所述数据序列中相邻两个电流差值同为正数或者同为负数，则分到第一组中，否则分到第二组中，并将对应的电流差值的索引存放为索引序列i。

计算对所述索引序列中相邻两个数据的数据差值；

如果所述数据差值为正数且小于所述横向滤波下限值，则所述有效电流数据段内数据点d1的索引与所述索引序列i中i2的值相同的数据点的值使用数据点d1之前的数据点的值替代；

如果所述数据差值为负数且其绝对值小于所述横向滤波下限值，则将所述有效电流数据段内数据点d1的索引与索引序列i中i1的值相同的数据点的值使用数据点d1之后的数据点的值替代。

一种断路器的工作电流的电流曲线处理装置，包括：

零点校准模块，用于对检测到电流曲线进行零点校准处理；

数据选取模块，用于确定经过零点校准处理的电流曲线中有效数据的位置，根据所述位置从所述电流曲线中获取有效电流数据段；

纵向滤波模块，用于根据预设的纵向滤波上限值和纵向滤波下限值对所述有效电流数据段进行纵向滤波处理；

横向滤波模块，用于根据预设的横向滤波下限值对经过所述纵向滤波处理的有效电流数据段进行横向滤波处理。

可选的，所述零点校准模块包括：

数据分段单元，用于根据预设的零点漂移限值遍历所述电流曲线上的每一个数据点，获取与零点相近的所有电流值，并进行数据分段；

第一计算单元，用于计算每一个所述分段内所有数据的平均值；

第二计算单元，用于根据每个所述平均值对对应的分段内的所有数据进行差值运算。

可选的，所述数据选取模块包括：

第三计算单元，用于根据预设的磁铁运动触发电流的最小值x，在所述电流曲线的坐标系内划y＝x的直线，所述直线产生与所述电流曲线产生两个交叉点，分别为第一交叉点和第二交叉点；

位置查找单元，用于沿着所述第一交叉点向前查找数据的第一零点位置，沿着所述第二交叉点向后查找数据的第二零点位置；

数据选定单元，用于将取所述电流曲线上介于所述第一零点位置与所述第二零点位置之间的曲线选定为所述有效电流数据段。

可选的，所述纵向滤波模块包括：

第四计算单元，用于计算所述有效电流数据段内所有相邻两点的电流值的差值；

第一替代单元，用于如果所述差值小于所述纵向滤波下限值或者大于所述纵向滤波上限值，则将相邻两点中靠后点的电流值用其前一个电流值与其后多个电流值的平均值取代。

可选的，所述横向滤波模块包括：

第五计算单元，用于计算所述有效电流数据段内所有相邻两点的电流值的电流差值，所得到的多个电流差值构成数据序列d；

数据分组单元，用于如果所述数据序列中相邻两个电流差值同为正数或者同为负数，则分到第一组中，否则分到第二组中，并将对应的电流差值的索引存放为索引序列i。

第六计算单元，用于计算对所述索引序列中相邻两个数据的数据差值；

第二替代单元，用于如果所述数据差值为正数且小于所述横向滤波下限值，则所述有效电流数据段内数据点d1的索引与所述索引序列i中i2的值相同的数据点的值使用数据点d1之前的数据点的值替代；

第三替代单元，用于如果所述数据差值为负数且其绝对值小于所述横向滤波下限值，则将所述有效电流数据段内数据点d1的索引与索引序列i中i1的值相同的数据点的值使用数据点d1之后的数据点的值替代。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种断路器的工作电流的电流曲线处理方法和装置，具体为对检测到电流曲线进行零点校准处理；确定经过零点校准处理的电流曲线中有效数据的位置，根据位置从电流曲线中获取有效电流数据段；根据预设的纵向滤波上限值和纵向滤波下限值对有效电流数据段进行纵向滤波处理；根据预设的横向滤波下限值对经过纵向滤波处理的有效电流数据段进行横向滤波处理。通过上述处理可以去除其中的干扰，从而是电流曲线能够真实反映断路器的工作电流。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例的一种断路器的工作电流的电流曲线处理方法的流程图；

图2为本申请实施例的一种断路器的工作电流的电流曲线示意图；

图3为本申请实施例的一种断路器的工作电流的电流曲线处理装置的框图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一

图1为本申请实施例的一种断路器的工作电流的电流曲线处理方法的流程图。

如图1所示，本实施例提供的电流曲线处理方法用于采自断路器的工作电流的电流曲线进行处理，即对电流曲线进行采样所得的电流信号构成的数据曲线进行处理，以便消除其中的干扰，该电流曲线处理方法包括如下步骤：

s1、对检测到的电流曲线进行零担校准处理。

高压开关在线监测装置采集到的断路器的分合闸线圈电流信号上传给监测后台系统，该信号由许多固定采样率的数据点组成，利用这些数据点可绘制出分合闸线圈电流曲线，电流曲线的横坐标是时间，纵坐标是电流值。

电流曲线中往往叠加了一些干扰信号，比如较大的毛刺，或者连续的微小波形，这些干扰信号有时会使曲线产生零点漂移，也会严重影响对电磁铁特性的分析，因此必须进行零点校准，并从曲线中滤除。

首先，根据预设的零点漂移限值遍历该电流曲线上的每个数据点，获取与零点相近的所有电流值，再将曲线中的接近零点的数据进行分段处理，如图2所示，其中5之前，和6之后的两段数据；然后对每段内的所有数据点进行均值处理，处理后计算两段的均值组成的直线的斜率；最后将该段内所有数据减去该均值与斜率的乘积，从而实现零点校准。

本实施例中的零点漂移限值可以根据实际需要的校准精度选择。

s2、确定电流曲线中有效数据的位置，并确定有效电流数据段。

确定经过零点校准处理的电流曲线中有效数据的位置，根据有效数据的位置从电流曲线中获取有效电流数据段。

具体到本实施例来说，使用预设的磁铁运动触发电流的最小值，绘制一条水平线y＝x，x为磁铁运动触发电流的最小值，如图2所示，与电流曲线相交，会产生两个交点x1和x2，在所有数据点中查找x1和x2的时间点；根据查找到的时间点x1、x2，从x1向前5的方向查找零点，从x2向6的方向查找零点，从而确定5至6的数据段区间为有效电流数据段。

s3、对有效电流数据段进行纵向滤波处理。

这里是根据预设的纵向滤波上限值和纵向滤波下限值对有效电流数据段进行纵向滤波处理。具体处理过程如下：

针对图2所示，在5至6的有效电流数据段间，从第一个点开始，同时取相邻的两个点的数据进行差值运算；如果电流值的差值小于滤波下限，或者差值大于滤波上限，则将相邻两个电流值中靠后的数据点的值用该值前一个数据点的值和该值后10个数据点的值的平均值替换。

s4、对有效电流数据段进行横向滤波处理。

用于根据预设的横向滤波下限值对经过纵向滤波处理的有效电流数据段进行横向滤波处理。具体过程如下：

对有效电流数据段内的所有相邻两个数据进行差值运算，将每相邻两个数据点的差值组成新的数据序列l；

在数据序列l中，按正负数进行分组，如果数据序列l中，相邻两个数据同为正数或者同为负数，则分到同一组中；否则分为不同的组中，并将对应的数据点的索引存放到索引序列i中。

对索引序列i中相邻两个数据的差值(i2-i1)进行运算。

如果差值为正数且小于横向滤波下限，则将步骤c中所述数据段内数据点d1的索引与索引序列i中i2的值相同的数据点的值使用d1数据点之前的数据点的值替代。

如果差值为负数且绝对值小于横向滤波下限，则将步骤c中所述数据段内数据点d1的索引与索引序列i中i1的值相同的数据点的值使用d1数据点之后的数据点的值替代。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种断路器的工作电流的电流曲线处理方法，具体为对检测到电流曲线进行零点校准处理；确定经过零点校准处理的电流曲线中有效数据的位置，根据位置从电流曲线中获取有效电流数据段；根据预设的纵向滤波上限值和纵向滤波下限值对有效电流数据段进行纵向滤波处理；根据预设的横向滤波下限值对经过纵向滤波处理的有效电流数据段进行横向滤波处理。通过上述处理可以去除其中的干扰，从而是电流曲线能够真实反映断路器的工作电流。

实施例二

图3为本申请实施例的一种断路器的工作电流的电流曲线处理装置的框图。

如图3所示，本实施例提供的电流曲线处理装置用于采自断路器的工作电流的电流曲线进行处理，即对电流曲线进行采样所得的电流信号构成的数据曲线进行处理，以便消除其中的干扰，该电流曲线处理装置包括零点校准模块10、数据选取模块20、纵向滤波模块30和横向滤波模块40。

零点校准模块用于对检测到的电流曲线进行零担校准处理。

高压开关在线监测装置采集到的断路器的分合闸线圈电流信号上传给监测后台系统，该信号由许多固定采样率的数据点组成，利用这些数据点可绘制出分合闸线圈电流曲线，电流曲线的横坐标是时间，纵坐标是电流值。

电流曲线中往往叠加了一些干扰信号，比如较大的毛刺，或者连续的微小波形，这些干扰信号有时会使曲线产生零点漂移，也会严重影响对电磁铁特性的分析，因此必须进行零点校准，并从曲线中滤除。

该模块具体包括数据分段单元、第一计算单元和第二计算单元。数据分段单元用于根据预设的零点漂移限值遍历该电流曲线上的每个数据点，获取与零点相近的所有电流值，再将曲线中的接近零点的数据进行分段处理，如图2所示，其中5之前，和6之后的两段数据；第一计算单元用于对每段内的所有数据点进行均值处理，处理后计算两段的均值组成的直线的斜率；第二计算单元用于将该段内所有数据减去该均值与斜率的乘积，从而实现零点校准。

本实施例中的零点漂移限值可以根据实际需要的校准精度选择。

数据选取模块用于确定电流曲线中有效数据的位置，并确定有效电流数据段。

确定经过零点校准处理的电流曲线中有效数据的位置，根据有效数据的位置从电流曲线中获取有效电流数据段。

具体到本实施例来说，该模块包括第三计算单元、位置查找单元和数据选定单元。第三计算单元用于使用预设的磁铁运动触发电流的最小值，绘制一条水平线y＝x，x为磁铁运动触发电流的最小值，如图2所示，与电流曲线相交，会产生两个交点x1和x2；位置查找单元用于在所有数据点中查找x1和x2的时间点；根据查找到的时间点x1、x2，从x1向前5的方向查找零点，从x2向6的方向查找零点；数据选定单元用于确定5至6的数据段区间为有效电流数据段。

纵向滤波模块用于对有效电流数据段进行纵向滤波处理。

这里是根据预设的纵向滤波上限值和纵向滤波下限值对有效电流数据段进行纵向滤波处理。该模块包括第四计算单元和第一替代单元。

针对图2所示，第四计算单元用于在5至6的有效电流数据段间，从第一个点开始，同时取相邻的两个点的数据进行差值运算；第一替代单元用于电流值的差值小于滤波下限，或者差值大于滤波上限，则将相邻两个电流值中靠后的数据点的值用该值前一个数据点的值和该值后10个数据点的值的平均值替换。

横向滤波模块用于对有效电流数据段进行横向滤波处理。

具体用于根据预设的横向滤波下限值对经过纵向滤波处理的有效电流数据段进行横向滤波处理。该模块包括第五计算单元、数据分组单元、第六计算单元、第二替代单元和第三替代单元。

第五计算单元用于对有效电流数据段内的所有相邻两个数据进行差值运算，将每相邻两个数据点的差值组成新的数据序列l；

数据分组单元用于在数据序列l中，按正负数进行分组，如果数据序列l中，相邻两个数据同为正数或者同为负数，则分到同一组中；否则分为不同的组中，并将对应的数据点的索引存放到索引序列i中。

第六计算单元用于对索引序列i中相邻两个数据的差值(i2-i1)进行运算。

第二替代单元用于如果差值为正数且小于横向滤波下限，则将步骤c中所述数据段内数据点d1的索引与索引序列i中i2的值相同的数据点的值使用d1数据点之前的数据点的值替代。

第三替代单元用于如果差值为负数且绝对值小于横向滤波下限，则将步骤c中所述数据段内数据点d1的索引与索引序列i中i1的值相同的数据点的值使用d1数据点之后的数据点的值替代。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种断路器的工作电流的电流曲线处理装置，具体为对检测到电流曲线进行零点校准处理；确定经过零点校准处理的电流曲线中有效数据的位置，根据位置从电流曲线中获取有效电流数据段；根据预设的纵向滤波上限值和纵向滤波下限值对有效电流数据段进行纵向滤波处理；根据预设的横向滤波下限值对经过纵向滤波处理的有效电流数据段进行横向滤波处理。通过上述处理可以去除其中的干扰，从而是电流曲线能够真实反映断路器的工作电流。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本发明实施例的实施例可提供为方法、装置、或计算机程序产品。因此，本发明实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明实施例是参照根据本发明实施例的方法、终端设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本发明所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。