基于声振联合特征熵的断路器故障诊断方法.pdf

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1、第43卷第6期华北电力大学学报Vo1．43．No．62016年11月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversityNov．，2016doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2016．06．04基于声振联合特征熵的断路器故障诊断方法赵书涛，王亚潇，李沐峰，孙会伟(华北电力大学电气与电子工程学院，河北保定071003)摘要：针对断路器机械故障复杂、诊断困难的现状。提出了一种基于声振联合分析的断路器故障诊断方法。利用小波包和特征熵理论对采集到的振动和声音信号进行分解和特

2、征提取，故障状态与正常状态之间的差异由特征熵矩阵之间的偏差来反映。将形成的特征熵矩阵作为支持向量机的输入特征向量，对断路器的卡涩和螺丝松动故障进行了分类识别，并与传统的单一信号故障诊断方法进行了比较。结果表明：以声振联合特征熵矩阵作为输入的支持向量机，在分类的效果上明显优于单信号，更适合在断路器故障识别中应用。关键词：支持向量机；断路器；特征熵矩阵；单一信号；故障识别中图分类号：TM835文献标识码：A文章编号：1007—2691(2016)06—0020—05BreakerFaultDiagnosis、vithSou

3、ndandVibrationCharacteristicEntropyZHAOShutao，WANGYaxiao，LIMufeng，SUNHuiwei(SchoolofElectricalandElectronicEngineering，NorthChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abstract：Mechanicalfaultofbreakersiscomplexanddifficultfordiagnosis．Faultdiagnosismethodo

4、fbreakerbasedonsoundandvibrationanalysisisproposedinthispaper．Thecollectedvibrationandsoundsignalaredecomposedandfeatureextractionofthemhasbeendonebywaveletpacketandcharacteristicentrophy．Deviationsofcharacteristicen-trophymatricesdemonstratedifferencesbetweenfa

5、ultstateandnormalstate．Takingthecharacteristicentrophymatrixastheinputfeaturevectorofsuppo~vectormachine(SVM)，problemssuchasjammingandfaultofloosedscrewcanbeclassifiedandrecognized．Andacomparisonbetweentheproposedmethodandsingle-signalfaultdiagnosishasbeendone．T

6、heresultsshowthatifsoundandvibrationcharacteristicentropymatrixaretakenastheinputSVM．itwilldoabetterjobinclassificationthansinglesignalanditissuitableforfaultrecognitionofbreaker．Keywords：SVM；breaker；characteristicentropymatrix；singlesignal；faultrecognition算奇异性指

7、数作为反应故障诊断的特征参数；0引言2004年赵海龙等利用小波包一能量熵分析振动信号，利用各尺度上模极大值的传递性计算奇异性断路器作为电力系统中必不可少的保护和控指数作为特征参数。这些方法都是从振动信号制设备，利用振动信号分析进行故障诊断一直中提取特征参数，然后通过神经网络分析断路器是科研人员研究的热点问题。2001年胡晓光教授状态。但是在实际使用中会出现很多问题，如振等提出基于小波变换的信号奇异性检测理论处理动信号通常采用压电式加速度传感器采集，虽然振动信号，利用多层小波分解包络的模极大值计灵敏度高，但在振幅较大时存

8、在饱和现象，波形存在削顶现象，且电荷累积效应会导致传感器连续高频冲击失效；神经网络的分类能力受样本数收稿日期：2016—03—23量限制很大，训练耗时过长，容易陷入局部极值第6期赵书涛，等：基于声振联合特征熵的断路器故障诊断方法21点，无法收敛¨。生剧烈变化的特点，运用能量突变法和包络线点文献[5]提出一种声振联合诊断方法，其中声