一种交流接触器开断性能退化评估方法技术

本发明专利技术涉及一种交流接触器开断性能退化评估方法，构建交流接触器性能退化参数模型，得到能够反映出交流接触器退化趋势的性能退化参数，从原始数据中提取出交流接触器退化特征参数，构建基于维纳过程的交流接触器开断性能退化评估模型，根据交流接触器退化特征参数评估交流接触器的开断性能退化程度。本发明专利技术的方法能够实现交流接触器开断性能退化评估，实现对交流接触器在全寿命周期内开断性能的监测，电力公司能够实时监测电力系统中交流接触器的运行状态，能够在交流接触器发生故障前提前预知，降低交流接触器故障发生概率，提升交流接触器运行安全性，提升电力系统运行安全性，提升配电网供电可靠性。提升配电网供电可靠性。提升配电网供电可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种交流接触器开断性能退化评估方法


[0001]本专利技术涉及交流接触器
，尤其涉及一种交流接触器开断性能退化评估方法。

技术介绍

[0002]为了满足信息化经济的发展和日益增长的电力需求，社会对电力系统的安全性和可靠性提出了更高的要求。交流接触器是电力系统中需求量最大的低压电器产品之一，交流接触器在使用过程中难免会出现性能退化、功能失效等状态，这种故障状态会直接影响电能的供应甚至造成巨大的经济损失。从交流接触器的性能开始变差到完全失效通常要经过一系列不同的性能退化阶段。因此，如果能够在交流接触器性能退化的过程中显示出交流接触器性能退化的程度，就能够很好的避免上述问题。在交流接触器性能退化预警后，及时对交流接触器可能出现的故障进行排查，从而有针对性的维修。因此，本专利技术针对交流接触器性能退化评估技术的研究具有重要意义。
[0003]目前，国内外针对交流接触器开断性能退化评估的研究已经具有一定基础。基于回归模型的退化分析主要分为物理加速模型与数据加速模型，物理加速模型主要针对产品内部的物理劣化，需对产品内部劣化机理做化学光谱分析；数据加速模型则依托于产品退化数据库，建模方法更加科学，但实际应用中很难分析产品内部退化机理。基于竞争失效模型的退化分析考虑到了退化失效与突发失效的内在联系，再通过数据逐一验证。基于随机过程的退化分析假定产品性能退化是从一定时期内的分布中获得的，然后随着产品的退化的累积，能够通过这个原理来评估整个退化过程。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种交流接触器开断性能退化评估方法，实现交流接触器开断性能退化评估，实现对交流接触器在全寿命周期内开断性能的监测，电力公司能够实时监测电力系统中交流接触器的运行状态，能够在交流接触器发生故障前提前预知，降低交流接触器故障发生概率，提升交流接触器运行安全性，提升电力系统运行安全性，提升配电网供电可靠性。。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供了一种交流接触器开断性能退化评估方法，包括：
[0006](1)采集交流接触器的触头电压值与电流值原始数据；依据所述原始数据中获取交流接触器退化特征参数，包括弹跳时间、吸合时间、释放时间、燃弧时间、燃弧能量以及吸合同步时间；
[0007](2)将所述交流接触器退化特征参数去噪降维后进行重要度分析，得到最重要的影响参量，以最重要的影响参量构建特征向量矩阵；
[0008](3)构建基于维纳过程的交流接触器开断性能退化评估模型，基于特征向量矩阵评估交流接触器的开断性能退化程度。
[0009]进一步地，所述步骤(1)中依据所述原始数据中获取交流接触器退化特征参数具
体为：从原始数据中提取弹跳时间、吸合时间、释放时间、燃弧时间以及吸合同步时间；计算燃弧能量：
[0010][0011]t
a
、t
b
为电弧的燃熄时间，a、b分别为t
a
、t
b
所对应的离散采样次数，f
s
为采样率，u
n
、i
n
为第n次采样的触头电压值与电流值，Δt为采样间隔。
[0012]进一步地，所述步骤(2)中将所述交流接触器退化特征参数去噪降维后进行重要度分析包括：对弹跳时间、吸合时间、释放时间、燃弧时间、燃弧能量以及吸合同步时间分别进行经验模态分解得到去噪后的退化参数，应用主成分分析法，得到降维后的弹跳时间的前7个主元分量作为特征向量矩阵。
[0013]进一步地，去噪降维后的退化特征参数通过如下方式得到：
[0014]a.令k＝1，针对原始信号X(t)，确定极值点，将信号局部的极大值点相连，形成上包络线e
+
(t)，将信号局部的极小值点相连，形成下包络线e
‑
(t)，得到上下包络线的均值m1(t)：
[0015][0016]b.在信号中去掉上下包络线的均值，从而得到只保留信号中的高频部分的信号；
[0017]c.令高频部分作为新的信号，返回步骤b，直到满足高频部分极值点与过零点基本相等并且极值点平均值等于零，得到原始信号X(t)的k阶本征模态函数分量c
k
(t)；
[0018]d.在原始信号中除去c
k
(t)，得到只保留低频成分的信号；判断k是否等于分解级数n，如果等于则进入步骤e，否则另k+1，返回步骤b；
[0019]e.得到去噪降维后的退化特征参数为：
[0020][0021]式中，r
n
(t)为最后剩余的残余信号。
[0022]进一步地，所述退化特征参数应用主成分分析法得到特征向量矩阵具体为：
[0023][0024]式中，U为弹跳时间前P个特征值所对应特征向量所组成的矩阵，u
i
′
为特征参数第i的主成分，u
nm
为第n个主成分的第m个数值。
[0025]进一步地，述步骤(3)中所述基于维纳过程的交流接触器开断性能退化评估模型，评估交流接触器的开断性能退化程度评估，具体如下：
[0026]采用增加初始值的维纳过程模型来反映交流接触器的退化过程，利用极大似然理论对模型的漂移系数μ和扩散系数σ进行估计，得到可靠度函数模型：
[0027][0028]式中，D为规定失效阈值，μ和δ为待估计的未知参数，X0为性能退化参数的初始值；t为弹跳时间，Φ()失效概率密度函数。
[0029]进一步地，将求取的μ和δ代入可靠度函数模型，得到接触器的评估的可靠度函数曲线；将交流接触器的开断性能退化的试验数据分为10个阶段，分别计算每个阶段的失效率，生成失效函数曲线，进行插值拟合，将其作为交流接触器实际可靠度曲线，然后与评估的可靠度函数曲线相比较，如果相符合，则直接由评估的曲线纵坐标的可靠度概率值得到开断时触头的可靠度，对产品整个工作过程进行性能退化评估；如果不相符则更新性能退化参数的初始值X0，重新获取评估的可靠度函数曲线。
[0030]本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
[0031]本专利技术的方法能够实现交流接触器开断性能退化评估，实现对交流接触器在全寿命周期内开断性能的监测，电力公司能够实时监测电力系统中交流接触器的运行状态，能够在交流接触器发生故障前提前预知，降低交流接触器故障发生概率，提升交流接触器运行安全性，提升电力系统运行安全性，提升配电网供电可靠性。
附图说明
[0032]图1是交流接触器弹跳时间变化趋势实验数据；
[0033]图2是弹跳时间原始信号经验模态分解图；
[0034]图3是每个主成分的贡献率；
[0035]图4是弹跳时间重构信号图；
[0036]图5是性能退化评估结果对比。
具体实施方式
[0037]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。应该理解，这些描述只本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种交流接触器开断性能退化评估方法，其特征在于，包括：(1)采集交流接触器的触头电压值与电流值原始数据；依据所述原始数据中获取交流接触器退化特征参数，包括弹跳时间、吸合时间、释放时间、燃弧时间、燃弧能量以及吸合同步时间；(2)将所述交流接触器退化特征参数去噪降维后进行重要度分析，得到最重要的影响参量，以最重要的影响参量构建特征向量矩阵；(3)构建基于维纳过程的交流接触器开断性能退化评估模型，基于特征向量矩阵评估交流接触器的开断性能退化程度。2.根据权利要求1所述的交流接触器开断性能退化评估方法，其特征在于，所述步骤(1)中依据所述原始数据中获取交流接触器退化特征参数具体为：从原始数据中提取弹跳时间、吸合时间、释放时间、燃弧时间以及吸合同步时间；计算燃弧能量：t
a
、t
b
为电弧的燃熄时间，a、b分别为t
a
、t
b
所对应的离散采样次数，f
s
为采样率，u
n
、i
n
为第n次采样的触头电压值与电流值，Δt为采样间隔。3.根据权利要求1所述的交流接触器开断性能退化评估方法，其特征在于，所述步骤(2)中将所述交流接触器退化特征参数去噪降维后进行重要度分析包括：对弹跳时间、吸合时间、释放时间、燃弧时间、燃弧能量以及吸合同步时间分别进行经验模态分解得到去噪后的退化参数，应用主成分分析法，得到降维后的弹跳时间的前7个主元分量作为特征向量矩阵。4.根据权利要求3所述的交流接触器开断性能退化评估方法，其特征在于，去噪降维后的退化特征参数通过如下方式得到：a.令k＝1，针对原始信号X(t)，确定极值点，将信号局部的极大值点相连，形成上包络线e
+
(t)，将信号局部的极小值点相连，形成下包络线e
‑
(t)，得到上下包络线的均值m1(t)：b.在信号中去掉上下包络线的均值，从而得到只保留信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：李津，罗绍青，马慧卓，王韬尉，张正文，宋晓楠，刘蒙蒙，张新阳，秦三营，刘明旗，郭维雅，张小明，
申请(专利权)人：河北雄安许继电科综合能源技术有限公司许继集团有限公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：