摘要：机械故障在高压断路器的安全运行中一直以来都是较为重要的一项问题。通常机械故障主要包含了润滑不良、触头磨损和螺丝松动等问题。这些问题可以通过监测断路器动作过程中的振动信号来进行故障的识别，以便于能将故障问题有效排除。本文主要针对高压断路器机械故障振动诊断进行了分析。
关键词：高压断路器；机械故障；振动诊断
1 引言
高压断路器是高压电力系统中一种至关重要的安全电力设备。高压断路器能够对电力系统进行有效的控制，当电力系统运行出现异常时，高压断路器能够及时断开，以确保电力系统的安全运行。但是高压断路器在使用过程中容易出现各类故障，对电力系统的安全运行造成了极大的不利影响。根据国际大电网会议的调查统计，断路器的机械问题造成断路器出现故障的比例高达80%。由此可见，对高压断路器的机械故障诊断问题进行研究是非常有必要的，而且对断路器的机械故障进行有效的诊断可以进一步确保电力系统安全高效地运行。
2 高压断路器概念监测管理
(1)随着变电站综合自动化水平提高，高压断路器在配电系统中的使用数量、检修数量和费用都很高，高压断路器故障会造成严重的停电问题，也会产生高昂的设备修理费用，所以需要要加强对于高压断路器的监测和管理工作。高压断路器需要实时进行监测工作，及时了解运行中存在问题，掌握好运行特殊性和变化趋势，发现问题要及早处理，采取有效措施保证维修管理可靠性。实施高压断路器检测会提高维修费用，所以需要具有针对性进行检修处理，从而提高设备使用时间，同时更好的服务于电力系统。(2)高压断路器监测技术主要用于设备状态检修过程，为了更好地实现有计划检修，需要对断路器故障按照操作机构设计方法进行机械性检测管理，。目前发展情况是国内很多高压断路器设备都是在处理交换期间，利用便携式设备进行定期管理和预防试验，根据检修结构实现合理维修管理。
3 高压断路器操作机构机械合闸线圈电流检测
(1) 断路器运动形程都具有一定时间特性，利用计算机和电子技术，，结合其他参数不断提取各种机械动作参数，实现计算合闸操作管理，同时做好断路器速度与动触头运动管理。断路器各种机械动作参数都具有一定取值范围，超出范围会对于机构零部件造成严重撞击，需要运用缓冲工作方式实现对于断路器的保护控制，同时还要做好对于行程运动曲线认识，提高对高压断路器的监测管理认识。
(2)高压断路器每次合闸过程中线圈电流都会随着时间变化波动。电磁铁线圈电流含有很多重要信息，会直接反应电磁铁本身控制的操作过程，通过对于分合闸操作线圈动作电流监测，可以了解到断路器二次控制工作情况和基础操作机构模式。高压断路器大多都是配合有液压、弹簧和气动操作，在长期运行过程中需要及时预防和解决传动件变形和气、液路流通不畅问题。在电磁铁铁芯动作中，可以和电流特性实现相互反映，需要及时记录分合闸电流波形，如发现问题要就是处理，对于故障做好预防工作。
4 高压断路器操作机构机械研究中存在问题
(1)高压断路器操作机构机械研究中存在最重要问题就是国内起步比较晚，实用化产品不是很多。电气绝缘和电力设备是国家重点实验研究对象，利用振动信号分析断路器机械状态检测工作，需要及时对研究对象实现真空断路器管理，根据试验研究真实情况，实现对于振动信号合理处理，利用欧式距离方法、积分参数方法和短时间能量测算方法，提高零部件故障管理水平，降低高压断路器机械故障。
(2)振动信号特征参量提取方法主要可以用于断路器机械振动信号分析，根据振动信号波计算异常问题，需要做好断路器状态识别工作，通过合理分析信号波情况及时处理好不同信号高压断路器操作中存在问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆断路器在线监测系统设备市场推广有一定难度，需要及时发现问题及时处理，在高压断路器运行中需要随时做好检测工作，预防试验施加检测电压实际情况，在实际运行中实现对于断路器合理真实使用。
(3)在线检测系统合理完成机械性管理，可以实现故障记录合理化，同时还可以取消停电检测模式，保证电力顺利运行。在数量上要实现检测产品市场容量扩大化处理，设计师对于设备安装、调试和实现设备可靠性解决，通过技术手段改善高压断路器存在故障问题。高压断路器操作机构运行故障需要正确及时统计高压断路器动作次数，提高安全运行管理模式，还要做好断路器检修和试验工作，严格按照一定周期设备预防提高设备故障问题，保证设备能够安全稳定运行，提高高压断路器可靠性和高效性，保证整个电力系统安全稳定。
5 故障诊断方法
5.1 离散小波分解
小波分析的时频分辨率随着频段变化而变化，在高频段时间分辨率高而频率分辨率低，在低频段频率分辨率高而时间分辨率低。小波分析具有较高的时-频分辨率，利用小波分解可以对断路器的振动信号进行抽取或重构，以有效避免外界干扰提取有用的振动信号。在小波分析-向量机组合诊断系统中，利用二进离散小波变换对小波进行离散分解，即把小波分解过程视为高低滤波器的工作，通过一个高通滤波器和一个低通将振动信号分解成逼近信号和细节信号两个子信号，经过多少次的分解，便可得多少层的分解结果。
5.2 提取故障特征向量
断路器在运行中出现机械故障时，不同频带内的能量会发生变化，这就对不同频带内的信号采样点的信号采集造成了较大的不利影响。因此，在该诊断系统中，在对振动信号进行离散小波分解后，以能量元素进行特征向量的构造。若对样本信号进行了n层的小波分解，则应将对n次分解各阶段的特征能量元素值进行提取，并将所得的特征能量值向量进行归一化处理，得到小波分解后提取的特征向量。
5.3 支持向量机
支持向量机是目前常用的一种分类方法，它主要是基于统计学习和风险最小理论的一种有效的分类方法。向量机主要是利用核函数将样本直接映射到高维特征空间，在特征空间中构造最优线性分类超平面来实现分类。因此，向量机核函数的选取直接影响着向量机分类的结果。同时，对支持向量机法而言，样本数量越大或类型越多其核函数的选取难度大。由此可见，向量机的一大优点就是非常适合于小样本或二分类问题。高压断路器的机械故障振动诊断问题是现实中较为经典的小样本问题，采用向量机对断路器故障进行诊断分类是非常合理的。在小波分析-向量机组合诊断系统中，采用风险化最小且比较适合小样本的SVM学习6 结束语
高压断路器的研究诊断近年来一直在不断的发展，但目前仍然存在着一定的问题。高压断路器振动诊断如果应用到实际中，应当进一步的考虑到现场电磁的干扰性。为了进一步的促使高压断路器机械故障诊断能得到发展，未来还需要对此进行更加详细的研究，促使其发挥出最佳的效果和作用。
参考文献
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论文作者:王文博
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/22
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