高压断路器的机械振动信号的特征提取方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及高压断路器领域，具体而言，设及一种高压断路器的机械振动信号的 特征提取方法和装置。
【背景技术】
[0002] 根据国际大电网会议CIGRE和国家电网公司的统计，机械故障是高压断路器的主 要故障类型。尽早发现断路器电气控制回路和操动机构中的缺陷和故障，可W避免发生断 路器操作故障和事故，同时，也可W为实现断路器的状态维修提供必要的依据。
[0003] 高压断路器的操作起始于分合闽电磁铁线圈上电，之后通过一系列的机械联动实 现储能机构中能量的释放，进而通过力的传递和方向控制，带动动触头运动。整个操作过程 中，零部件之间的机械撞击、摩擦，W及机械力、电动力等的作用均可W激发机械振动。机械 振动通过设备零部件之间的连接向外传播，可W在传播路径和开关的机座、外壳上测得。机 械振动信号可W通过加速度传感器进行测量，测量手段都相对成熟。
[0004] 综上所述，断路器机械振动信号的特征可W直接反映电磁铁铁屯、和机构的动作过 程，可W用于对断路器的机械状态进行诊断。断路器机械振动产生的信号对应整个分合闽 操作过程的各个阶段事件，由于现场测试干扰，在原始波形上叠加了较多的噪声信号，此外 一次分合闽操作设及多个部件的机械运动，多个波形的叠加在一起，如何提取有用信号特 征用于设备状态诊断，一直是困扰机械振动测试诊断技术的难点。
[0005] 针对现有技术中难W从高压断路器的机械振动信号中提取有用信号特征的问题， 目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0006] 本发明的主要目的在于提供一种高压断路器的机械振动信号的特征提取方法和 装置，W解决现有技术中难W从高压断路器的机械振动信号中提取有用信号特征的问题。
[0007] 为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种高压断路器的机 械振动信号的特征提取方法。
[000引根据本发明的高压断路器的机械振动信号的特征提取方法包括：对所述机械振动 信号进行处理，得到所述机械振动信号的包络图；W及从所述包络图中提取突变信号起始 点，得到所述机械振动信号的特征参量。
[0009] 进一步地，从所述包络图中提取突变信号起始点，得到所述机械振动信号的特征 参量包括：从所述包络图的a个连续采集点中获取最大幅值和最小幅值；计算所述最大幅 值和所述最小幅值的幅值差值；判断所述幅值差值是否大于预设幅值；在判断出所述幅值 差值大于所述预设幅值的情况下，获取所述a个连续采集点中幅值为所述最小幅值的采集 点，得到目标采集点；计算所述目标采集点与上一次变信号起始点之间所间隔的采集点个 数；判断计算出的采集点个数是否小于预设个数；W及在判断出计算出的采集点个数小于 所述预设个数的情况下，确定所述目标采集点为当前次突变信号起始点。
[0010] 进一步地，对所述机械振动信号进行处理，得到所述机械振动信号的包络图包括： 对所述机械振动信号进行包络谱分析，得到所述包络图。
[0011] 进一步地，在对所述机械振动信号进行包络谱分析，得到所述包络图之前，对所述 机械振动信号进行处理，得到所述机械振动信号的包络图还包括：对所述机械振动信号进 行小波去噪处理，其中，对所述机械振动信号进行包络谱分析，得到所述包络图包括；对经 过所述小波去噪处理后的所述机械振动信号进行包络谱分析，得到所述包络图。
[0012] 进一步地，在对所述机械振动信号进行小波去噪处理之前，对所述机械振动信号 进行处理，得到所述机械振动信号的包络图还包括；对所述机械振动信号进行格式转换，其 中，对所述机械振动信号进行小波去噪处理包括；对经过所述格式转换后的所述机械振动 信号进行小波去噪处理，对所述机械振动信号进行包络谱分析，得到所述包络图包括；对经 过所述格式转换，并经过所述小波去噪处理后的所述机械振动信号进行包络谱分析，得到 所述包络图。
[0013] 为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种高压断路器的机 械振动信号的特征提取装置。
[0014] 根据本发明的高压断路器的机械振动信号的特征提取装置包括：处理单元，用于 对所述机械振动信号进行处理，得到所述机械振动信号的包络图；W及提取单元，用于从所 述包络图中提取突变信号起始点，得到所述机械振动信号的特征参量。
[0015] 进一步地，所述提取单元包括；第一获取模块，用于从所述包络图的a个连续采集 点中获取最大幅值和最小幅值；第一计算模块，用于计算所述最大幅值和所述最小幅值的 幅值差值；第一判断模块，用于判断所述幅值差值是否大于预设幅值；第二获取模块，用于 在判断出所述幅值差值大于所述预设幅值的情况下，获取所述a个连续采集点中幅值为所 述最小幅值的采集点，得到目标采集点；第二计算模块，用于计算所述目标采集点与上一次 变信号起始点之间所间隔的采集点个数；第二判断模块，用于判断计算出的采集点个数是 否小于预设个数；W及确定模块，用于在判断出计算出的采集点个数小于所述预设个数的 情况下，确定所述目标采集点为当前次突变信号起始点。
[0016] 进一步地，所述处理单元包括：分析模块，用于对所述机械振动信号进行包络谱分 析，得到所述包络图。
[0017] 进一步地，所述处理单元还包括：去噪模块，用于对所述机械振动信号进行小波去 噪处理，其中，所述分析模块用于对经过所述小波去噪处理后的所述机械振动信号进行包 络谱分析，得到所述包络图。
[0018] 进一步地，所述处理单元还包括：转换模块，用于对所述机械振动信号进行格式转 换，其中，所述去噪模块用于对经过所述格式转换后的所述机械振动信号进行小波去噪处 理，所述分析模块用于对经过所述格式转换，并经过所述小波去噪处理后的所述机械振动 信号进行包络谱分析，得到所述包络图。
[0019] 根据发明实施例，采用对所述机械振动信号进行处理，得到所述机械振动信号的 包络图；W及从所述包络图中提取突变信号起始点，得到所述机械振动信号的特征参量。 通过从包络图中提取突变信号起始点，能够得到机械振动信号所表示的振动事件的发生时 亥IJ，振动事件的发生时刻能够作为指纹特征来对断路器的机械状态进行分析，实现了通过 突变信号起始点提取，方便快速地得到机械振动信号的有用信号特征，解决了现有技术中 难w从高压断路器的机械振动信号中提取有用信号特征的问题，达到了提高特征提取准确 性和提取速度的效果。
【附图说明】
[0020] 构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实 施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
[0021] 图1是根据本发明实施例的高压断路器的机械振动信号的特征提取方法的流程 图；
[0022] 图2是根据本发明实施例的高压断路器的机械振动信号的特征提取方法的原理 图；
[0023] 图3是根据本发明实施例的高压断路器的机械振动信号的特征提取方法提取突 变信号起始点的流程图；
[0024] 图4是利用本发明实施例的高压断路器的机械振动信号的特征提取方法所采集 到的高压断路器的合闽过程振动信号；
[0025] 图5是利用本发明实施例的高压断路器的机械振动信号的特征提取方法对图4中 的合闽过程振动信号进行突变信号起始点法处理后的信号图；
[0026] 图6是利用本发明实施例的高压断路器的机械振动信号的特征提取方法所采集 到的高压断路器的分闽过程振动信号；
[0027] 图7是利用本发明实施例的高压断路器的机械振动信号的特征提取方法对图6中 的分闽过程振动信号进行突变信号起始点法处理后的信号图；W及
[002引图8是根据本发明实施例的高压断路器的机械振动信号的特征提取装置的示意 图。
【具体实施方式】
[0029] 需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可W相 互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0030] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的 附图，对本发明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 本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术 人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范 围。