基于经验模态分解的高压断路器机械故障诊断方法_黄建.pdf

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1、第31卷第12期中国电机工程学报Vol.31No.12Apr.25,20111082011年4月25日ProceedingsoftheCSEE©2011Chin.Soc.forElec.Eng.文章编号：0258-8013(2011)12-0108-06中图分类号：TM56文献标志码：A学科分类号：470⋅40基于经验模态分解的高压断路器机械故障诊断方法黄建，胡晓光，巩玉楠（北京航空航天大学自动化科学与电气工程学院，北京市海淀区100191）MachineryFaultDiagnosisofHighVoltageCircuitBreakerBased

2、onEmpiricalModeDecompositionHUANGJian,HUXiaoguang,GONGYunan(SchoolofAutomationScienceandElectricalEngineering,BeihangUniversity,HaidianDistrict,Beijing100191,China)ABSTRACT:Toresearchthecharacteristicsofmechanical高压断路器机械故障能取得良好的效果。vibrationsignalsofhighvoltagecircuitbreakers,an

3、ewmethod关键词：高压断路器；振动信号；能量熵；支持向量机；故forfaultdiagnosiswasproposedbasedonimprovedempirical障诊断modedecomposition(EMD)energyentropyandsupportvectormachine(SVM);andfeasiblediagnosticstepsandanalysis0引言werealsointroduced.Firstly,theoriginalvibrationsignalsweredecomposedintoanumberofintr

4、insicmodefunctions(IMF)随着电网运行自动化程度和可靠性要求的提bytheEMDmethod.Secondly,theenergyentropyvectorwas高，高压断路器作为电力系统中一种重要的设备，extractedwiththesegmentalenergyofIMFbasedonthetheoryofentropyandthemethodofequalenergy,andwas对其故障诊断技术的研究具有重要意义。高压断路consideredastheinputvectorofSVM.TheBinarytreevecto

5、r器动作产生的机械振动信号蕴含着许多重要的状machinewasusedtosolvethemulti-classclassification态信息，分析振动信号能够发现触头磨损、螺丝松problem;andthegradientmethodandcross-validationwere[1-3]动等许多机械故障征兆，因此，基于振动信号的takentooptimizemodelparameters.Theexperimentshows[4-10]thattheproposedmethodiseffectivetodiagnosethe状态分析逐渐成为

6、研究的焦点。文献[6]提出利machineryfaultsofhighvoltagecircuitbreakers.用小波包和短时能量分析的方法处理振动信号，得KEYWORDS:highvoltagecircuitbreaker；vibrationsignal；出了断路器合闸同期性；文献[8]使用改进的动态时energyentropy；supportvectormachine(SVM)；faultdiagnosis间规整算法(dynamictimewarping，DTW)分析振动摘要：分析高压断路器机械振动信号的特性，提出一种以改信号，得到正常状态和

7、测试状态的振动信号时间偏进的经验模态分解(empiricalmodedecomposition，EMD)能量移的估计，以此与参考相比较进行诊断，取得良好熵和支持向量机(supportvectormachine，SVM)相结合的诊断的诊断效果；文献[9]提出利用小波包能量熵提取振高压断路器机械故障的方法，并给出了可行的诊断步骤和分动信号包络的特征，并对机械故障进行诊断，也取析。首先利用经验模态分解方法将高压断路器的振动信号分得了较好的效果；文献[10]研究了断路器各机构部解成一些相互独立的内禀模态函数(intrinsicmodefunction，IMF

8、)，然后利用正常状态标准信号所得各固有内禀模态函数件运动的内在机理，分析了振动频率变化与时间偏包络信号的等能