图像为一体的断路器测 试与机械特征分析的自反馈系统。
[0012] 本发明的有益效果是采用高速、高分辨率的(XD传感器用于分析动触头运动，测 试精度和速度大大提高，且是一种非接触式测量方法，避免现场不同断路器安装传感器夹 具不通用的问题，这是对于断路器特性检测方法的创新。由断路器操作机构运动特性进而 诊断其状态，提尚断路器操动可靠性，为状态检修实现奠定基础。
【附图说明】
[0013] 图1尚压断路器不意图；
[0014] 图2系统整体结构框图；
[0015] 图3电信号；
[0016] 图4三路振动信号；
[0017] 图5两路声音信号；
[0018] 图6网格多密度聚类算法流程图；
[0019] 表1弹簧操动机构故障；
[0020] 表2断路器动作特性评估指标。
[0021] 由图1可见，在高压断路器的操动过程中，需要依靠操动能源系统和传动系统的 合作来完成动触头的分合功能，在运动过程中会产生包含断路器运行状态信息的多种信 号，例如振动、声音、电流、动触头运动轨迹，运动过程等。信号随着机械状态的改变而改变， 通过分析这些信号可以评估断路器动作特性，从而实现其特性的分析。
[0022] 表1弹簧操动机构故障
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【主权项】
1. 一种基于网格多密度聚类的高压断路器动作特性分析方法，其特征是，首先对断路 器运动过程中采集到的电信号、视频信号、振动信号、声波信号抽取特征指标，然后采用主 元分析法对原始特征空间进行降维处理，再利用网格多密度聚类算法对新的特征向量进行 聚类分析，评估断路器的健康状态，最后根据断路器状态与特征向量之间的紧密度关系给 特征向量重新确定权重，建立具有反馈能力的故障诊断方法；步骤如下：第一步，采用图像 处理技术，获取在高压断路器动作时机械参数，融合振动信号、声波信号以及电信号，对各 种信号进行分析处理，获取所需的特征向量；第二步，将获取的特征向量经主元分析法选定 d个主要特征向量构成d维数据空间；第三步，将由断路器运动参数构成的d维数据空间的 每一维划分为k个不相交的区间段，而且每个区间都是左闭右开的等长段，形成kd个网格 单元；第四步，对划分好的kd个网格单元进行初始化，将所有的断路器运动参数样本进行 扫描并将这些数据集中的点映射到网格数据空间中，计算每个网格单元中断路器样本数据 的数目，通过计算比较选取网格单元中数据样本个数的最大值；第五步，调用密度阈值处理 方法，计算阈值MinPts;第六步，逐个检查每一个网格单元，若某个网格单元中样本的个数 大于MinPts，则标记该单元为高密度单元，否则标记该单元为低密度单元；第七步，对所有 已标记的高密单元进行聚类即相邻高密单元合并，若低密度单元邻接高密度单元也进行并 入高密度单元聚类，若低密度单元邻接的是低密度单元则单独作为一类，统计经聚类后类 的个数，若类的个数不满足需求则修改密度阈值MinPts，继续聚类；第八步，对于新的断路 器运动参数样本特征向量，利用相邻相似性对新的样本进行类别判断，评估断路器的故障 类型；第九步，根据新的聚类结果修改各个特征指标权重，为下一次聚类做好准备。
2. 根据权利要求1所述的一种基于网格多密度聚类的高压断路器动作特性分析方法， 其特征在于：采用非接触传感技术捕获高压断路器运动特征参数。
3. 根据权利要求1所述的一种基于网格多密度聚类的高压断路器动作特性分析方法， 其特征在于：采用将视频信号、振动信号、声波信号以及振动信号进行融合即四位一体的诊 断方法，对高压断路器的特征向量进行故障诊断。
4. 根据权利要求1所述的一种基于网格多密度聚类的高压断路器动作特性分析方法， 其特征在于：采用网格多密度聚类算法对视频、声音、振动以及分、合闸线圈的电信号等特 征进行聚类分析，提取出了能够反映断路器动作特性和适合高压断路器分级特征的参数； 网格多密度聚类算法不仅可以有效地处理孤立点数据，自适应的密度阈值能够较好地满足 用户的多级分类需求。
5. 根据权利要求1所述的一种基于网格多密度聚类的高压断路器动作特性分析方法， 其特征在于：运用欧几里德距离判定断路器运动参数样本的新样本与已有类别中样本的平 均相似度，从而确定新样本的类别。
6. 根据权利要求1所述的一种基于网格多密度聚类的高压断路器动作特性分析方法， 其特征在于：根据聚类结果修正指标权重，建立集电、声、振动和图像为一体的断路器测试 与机械特征分析的自反馈系统。
【专利摘要】一种基于网格多密度聚类的高压断路器动作特性分析方法，其特征是,首先对断路器运动过程中采集到的电信号、视频信号、振动信号、声波信号抽取特征指标，然后采用主元分析法对原始特征空间进行降维处理，再利用网格多密度聚类算法对新的特征向量进行聚类分析，评估断路器的健康状态，最后根据断路器状态与特征向量之间的紧密度关系给特征向量重新确定权重，建立具有反馈能力的故障诊断方法。本发明的有益效果是避免现场不同断路器安装传感器夹具不通用的问题，这是对于断路器特性检测方法的创新。由断路器操作机构运动特性进而诊断其状态，提高断路器操动可靠性，为状态检修实现奠定基础。
【IPC分类】G01M13-00
【公开号】CN104713714
【申请号】CN201510065533
【发明人】程志万, 赵现平, 赵书涛, 牛为华
【申请人】云南电网有限责任公司电力科学研究院
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月9日