1.用于电气安全保护的断路监测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:
采集断路器在工作时每次检测的振动信号、分合闸线圈电流信号以及环境参数;所述环境参数包括环境温度和湿度;
采用互相关分析法分析每次检测之前所有次检测时的振动信号、电流信号分别与第一次检测时对应的振动信号、电流信号之间的振动滞后量和电流滞后量;并结合振动信号、电流信号的波动特征与环境参数之间的相关性情况,计算每次检测时的环境扰动系数;
采用自相关系数分析每次检测之前所有次检测时的振动信号、电流信号的自相关系数;将每次检测之前所有次检测得到的两种信号的自相关系数分别进行直线拟合以分析拟合直线的趋势变化,计算每次检测时的时序稳定系数;
以第一次检测时的振动信号和电流信号作为期望信号,利用环境扰动系数和时序稳定系数构造对信号进行自适应滤波的步长,以对后续每次检测的振动信号和电流信号进行滤波处理;基于滤波后的信号进行断路器故障监测;
其中,将每次检测时的振动信号构成振动序列,所述振动滞后量为对两个振动序列之间采用互相关分析法时互相关系数最大值对应的滞后量。
2.如权利要求1所述的用于电气安全保护的断路监测方法,其特征在于,所述振动信号、分合闸线圈电流信号在每次检测的方法为:采集断路器工作时的振动信号,将振动信号利用电荷放大器进行放大,并将放大后的信号输入示波器,当振动信号大于预设的触发值时,自动保存振动信号前后100ms的数据,将该段数据作为一次检测的振动信号,并将该段时间范围作为一次检测的时间段;将该时间段内的分合闸线圈电流信号为该次检测的分合闸线圈电流信号。
3.如权利要求2所述的用于电气安全保护的断路监测方法,其特征在于,所述环境参数在每次检测时获取该检测时间段内最后一个数据采集时刻的环境参数。
4.如权利要求1所述的用于电气安全保护的断路监测方法,其特征在于,分析每次检测之前所有次检测时的振动信号、电流信号分别与第一次检测时对应的振动信号、电流信号之间的振动滞后量和电流滞后量;并结合振动信号、电流信号的波动特征与环境参数之间的相关性情况,计算每次检测时的环境扰动系数,包括:将每次检测时的振动信号构成振动序列,并计算每次检测之前所有次检测时的振动序列分别与第一次检测时的振动序列之间的振动滞后量;
将每次检测时的电流信号构成电流序列,并计算每次检测之前所有次检测时的振动序列分别与第一次检测时的振动序列之间的电流滞后量;获取电流滞后序列的趋势序列;
计算每次检测时的振动序列的方差构成振动波动序列;
计算每次检测时的电流序列的均值构成电流波动序列;
获取每次检测及其之前所有检测次数下的温度数据构成温度序列;
获取每次检测及其之前所有检测次数下的湿度数据构成湿度序列;
基于趋势序列的一阶差分序列、振动滞后量、振动波动序列以及电流波动序列分别与温度序列、湿度序列的相关性,计算每次检测时的环境扰动系数。
5.如权利要求4所述的用于电气安全保护的断路监测方法,其特征在于,基于趋势序列的一阶差分序列、振动滞后量、振动波动序列以及电流波动序列分别与温度序列、湿度序列的相关性,计算每次检测时的环境扰动系数,包括::是第次检测时的环境扰动系数,是第次检测时的温度序列与振动滞后序列之间的相关性度量,、是第次检测时的温度序列、湿度序列分别与振动波动序列之间的相关性度量,是第次检测时的电流滞后序列的趋势序列的一阶差分序列内元素均值,是第次检测时的湿度序列与电流波动序列之间相关性的趋势性度量。
6.如权利要求4所述的用于电气安全保护的断路监测方法,其特征在于,采用自相关系数分析每次检测之前所有次检测时的振动信号、电流信号的自相关系数;将每次检测之前所有次检测得到的两种信号的自相关系数分别进行直线拟合以分析拟合直线的趋势变化,计算每次检测时的时序稳定系数,包括:将每次检测及其之前所有次检测的振动序列按照检测次序构成总振动序列;
计算总振动序列的自相关系数,作为纵坐标,将检测次序作为横坐标,进行直线拟合,得到振动自相关系数的拟合直线;
将每次检测及其之前所有次检测的电流序列按照检测次序构成总电流序列;
计算总电流序列的自相关系数,作为纵坐标,将检测次序作为横坐标,进行直线拟合,得到电流自相关系数的拟合直线;
利用振动、电流自相关系数的拟合直线的斜率变化以及总振动序列、总电流序列的趋势序列中相邻元素的平均变化率,计算每次检测时的时序稳定系数。
7.如权利要求6所述的用于电气安全保护的断路监测方法,其特征在于,利用振动、电流自相关系数的拟合直线的斜率变化以及总振动序列、总电流序列的趋势序列中相邻元素的平均变化率,计算每次检测时的时序稳定系数,包括::是第次检测时的时序稳定系数,、分别是第次检测时的振动信号、电流信号的时序变化度量;其中,,、分别为第次、第次检测时的振动自相关系数的拟合直线的斜率,为第i次检测时的总振动序列的趋势序列中相邻元素的平均变化率;, 、分别为第次、第次检测时的电流自相关系数的拟合直线的斜率,为第i次检测时的总电流序列的趋势序列中相邻元素的平均变化率。
8.如权利要求1所述的用于电气安全保护的断路监测方法,其特征在于,所述对信号进行自适应滤波的步长的构建公式为::是第次检测时对信号进行自适应滤波的步长,、是预先设定的最大、最小步长,、是第次检测时归一化后的环境扰动系数、时序稳定系数,为预设的平滑因子,防止分母出现零且控制过渡斜率。
9.用于电气安全保护的断路监测装置,该装置包括采集模块、滤波模块和监测模块;其中,采集模块,用于采集断路器在工作时每次检测的振动信号、分合闸线圈电流信号以及环境参数;所述环境参数包括环境温度和湿度;
滤波模块,用于通过分析监测模块采集的多种数据,以实现对振动信号和电流信号的滤波处理,滤波处理执行时实现权利要求1-8任意一项所述用于电气安全保护的断路监测方法中的步骤;
监测模块用于基于滤波后的信号进行断路器故障监测。