高压断路器振动信号的在线监测开题报告

1. 研究目的与意义

高压断路器是联系发电和用电之间的重要环节，其可靠运行对于保证电网的安全意义重大。

调查结果显示，在主要故障中机械故障占高压断路器总故障的63%，主要表现为操动机构故障，因此，迫切需要加强对高压断路器操动机构机械状态的在线监测。

高压断路器机械故障的发生大多可以通过其振动信号反映出来，振动信号是一个丰富的信息载体，包含有大量的设备状态信息，它由一系列瞬态波形构成，每一个瞬态波形都是断路器操作期间内部事件的反映。

2. 课题关键问题和重难点

论文针对基于高压断路器振动信号展开研究，主要内容如下： （1）高压断路器机构比较复杂，断路器故障绝大多数并不是单一故障，而是多种故障的综合表现，如何有效的辨识出具体的故障类型和故障程度，是一个值得继续研究的问题。

（2）振动信号信息量丰富，能全面的包含各种状态信息，但也因其信息量较大的原因，学者们对于振动信号的处理，有时候会偏向于经验化，导致在信号处理和提取方面存在一定的误差，从而致使故障诊断结果有所偏差。

（3）在线监测系统功能不完善，多数系统只局限于研究断路器电气、机械性能上的某一个或几个参数，如监测开断电流、累计跳闸次数等，这十分不利于故障的精确判断（4）针对各类信号的特征及处理方法，进而判断出断路器是否故障，是本课题的难点。

3. 国内外研究现状（文献综述）

上个世纪50年代，国外开始着手对高压断路器状态监测和故障诊断的研究,研究初期并没有太大的进展。

直至上世纪80年代后，澳大利亚、日本、美国等国家在一定的条件支持下开展了对高压断路器状态监测的研究，这个课题才逐渐成为了受国际性追捧的新研究热点。

在此阶段，v.dem janenko团队在故障检测方面，提出了新思想:利用时域信号的均值和标准差作为特征量，以此来表示；不同状态的置信空间，根据不同振动信号的置信度来进行故障分类，但同时也存在很明显的缺点：此方法并不能准确反映振动信号的局部特征，因此其准确度也不够精确[1]。

4. 研究方案

对上述因素进行理论分析，研究出有效的方案，选取出合适的处理方法，建立相应的数学模型，利用仿真软件matlab，通过建立实际电网模型，编写仿真程序，进行仿真验证。

具体方案如下：1.采集振动信号采用虚拟仪器技术搭建断路器振动信号采集平台，主要是把需要的硬件和高效的软件两部分结合起来。

主要工作包括选择合适的传感器、信号调理器以及信号采集卡。

5. 工作计划

毕业设计前一学期末完成英文翻译，收集、查阅文献资料并准备开题报告。

第1周 查阅并掌握高压断路器三相振动信号的特性及一般处理方法；第2周 查阅关于高压断路器振动信号的在线监测资料，构思开题报告；第3周 完成开题报告并请指导老师审核批阅；第4周 按照相关要求修改开题报告，完成英文文献翻译；第5周 查找并阅读相关文献，了解课题相关内容，研究振动信号处理方法；第6周 选择合适的传感器进行振动型号采集，并建立相关数学模型；第7周 使用Matlab仿真验证；第8周 进行振动信号特征提取，进而识别断路器故障；第9周 撰写论文的目录及绪论部分；第10周 撰写论文正文，提交给指导老师批阅和确认；第11周 修改论文；第12周 评阅，成果验收，规范化检查，进行毕业答辩。