高压断路器机械故障诊断专家系统设计
机械故障诊断专家系统及其应用课件
准确的故障诊断能够减少不必要的维修工 作，降低维修成本和停机时间。
通过有效的故障诊断，企业能够保持设备 的稳定运行，提高生产效率和产品质量， 从而增强市场竞争力。
CHAPTER
02
机械故障诊断专家系统原理
基于知识的推理
知识表示
将领域知识以适当的方式表示出来，便于系统推理和查询。
பைடு நூலகம்知识推理
利用已知的事实和规则进行推理，得出新的结论或解决问题的方 法。
人机交互界面
提供用户与系统的交互通道， 方便用户输入数据、查询诊断
结果和更新知识库。
机械故障诊断的重要性
提高设备运行效率
保障生产安全
及时发现并解决故障，避免设备停机或性 能下降，提高生产效率。
机械故障可能导致设备损坏或生产事故， 故障诊断能够及时预警并采取措施，保障 生产安全。
降低维修成本
提高企业竞争力
根据当前问题的特征和需求 ，从案例库中检索相似的案 例。
案例复用
借鉴和修改相似案例的经验 和解决方案，为当前问题提 供参考。
基于模型的推理
模型建立
根据领域知识和数据建立数学模型或仿真模型 。
模型推理
利用模型进行计算、分析和推理，得出结论或 预测。
模型优化
根据实际应用反馈和效果，对模型进行优化和改进。
风力发电设备故障诊断
专家系统能够监测风力发电设备的运 行状态，及时发现并处理故障，提高 风力发电效率。
制造业领域应用
机械设备故障诊断
专家系统可以对各种机械设备进行实时监测和故障诊断，提高生产效率和设备使 用寿命。
生产线故障诊断
专家系统能够监测生产线的工作状态，及时发现并处理故障，保证生产线的稳定 运行。
高压断路器机械特性的检测系统的设计与研究
高压断路器机械特性的检测系统的设计与研究为了测试力传感器的实际应用效果，及验证通过力信号可以实现断路器机械特性的测量，设计了一种断路器机械特性测试系统。
将该系统进行了软件开发，采用C++Builder进行汇编，并设计了该系统的数据采集流程图。
将断路器分别进行合闸和分闸的动作试验来测试。
利用该系统对断路器机械特性进行了在线测量和离线测量，结论表明，在线测量的精确度较高一些。
标签：断路器；机械特性；在线测量；离线测量；力传感器；开合闸0 引言断路器是电力系统中重要电力设备，对电网有控制和保护的作用。
电力系统供电的可靠性直接影响社会经济生活，一直是电力公司各部门所关注的重点。
断路器的检修工作，则是保证断路器作业可靠性的重要途径[1-3]。
经过不断的改进和发展，断路器的检修由最初的事故检修到计划检修，而实现状态检修已成为当今电力运行的潮流，即将检修工作的进行在发生故障之前。
状态检修不仅可以判断断路器的实时运行状态，还可以对工作状态起到预测作用。
状态检修运用的技术包括传感器技术、计算机技术、信号处理技术等。
当断路器实行在线检测时，由于断路器复杂的机械结构，导致故障发生概率较高，因此断路器机械特性的在线监测便成为断路器在线监测的重要部分[2]。
1 实验方案原理本文设计了一个可以在线监测断路器机械性能的系统。
在这个测试系统中，要对一些常用的机械特性进行监测和测量，包括触头行程、分合闸线圈电流等。
除此之外，还包括主回路通断测量及拉杆力测量。
为了能在线获取刚分刚合时刻点，用来进行实际验证，系统设计选用力传感器，在研究传感器性能的基础上，设计的断路器监测系统，可以使基于力传感器测量时间的监测系统有不同的数据，在实现基于主回路通断测量的传统测试的同时，又可实现基于力信号测量的在线测试，使其监测系统的精度有了对比参照。
线圈电流、拉杆位移、主回路通断开关量、拉杆力等都是检测断路器性能的重要参数。
这些外部信号通过相应传感器进行交换，传送到信号调理单元调理成采集卡能采集的信号。
电网高压断路器多维度大数据分析智能专家系统的制作方法
一种电网高压断路器多维度大数据分析智能专家系统和使用该系统监测断路器的方法，该系统包括断路器集群云数据库和智能专家决策终端。
断路器集群数据库包括断路器实时监控数据库、断路器技术监督数据库、断路器安全风险技术指标数据库、断路器仓储备品备件数据库，智能专家决策终端包括设备安全风险评估模块、设备维护最优方案排序模块、移动终端在线动态预警模块。
断路器集群数据库动态地进行数据的获取，智能专家决策终端对获取的数据进行历史分析、趋势分析、变量分析、对比分析以及因素分析。
该系统以大数据分析技术为基础，通过对在线、离线的海量云数据进行多维度分析，实现对断路器统一实时监控管理，提供诸如断路器状态安全风险评估、设备维护最优方案排序、移动终端在线动态预警功能等功能，提升断路器设备运行维护的安全经济水平，更好地对断路器实施设备全生命周期管理。
技术要求1.一种电网高压断路器多维度大数据分析智能专家系统，其特征在于，所述电网高压断路器多维度大数据分析智能专家系统包括断路器集群云数据库和智能专家决策终端，其中所述断路器集群云数据库包括断路器实时监控数据库，其中所述断路器实时监控数据库中的数据提供了所述断路器的实时工作参数；断路器技术监督数据库，其中所述断路器技术监督数据库的数据提供了断路器的固有参数；断路器安全风险技术指标数据库，其中所述断路器安全风险技术指标数据库中的数据提供了安全风险技术指标；断路器仓储备品备件数据库，其中所述断路器仓储备品备件数据库中的数据提供了所述断路器的规格参数，其中所述智能专家决策终端包括设备安全风险评估模块，配置成评估设备的安全风险；设备维护最优方案排序模块，配置成对设备维护方案排序；移动终端在线动态预警模块，配置成提供移动终端在线动态预警，其中所述断路器集群云数据库配置成动态地进行数据的获取，所述智能专家决策终端配置成对获取的数据进行历史分析、趋势分析、变量分析、对比分析以及因素分析，其中所述多维度大数据分析智能专家系统被配置成监控断路器，所述监控步骤包括：从变电站自动化系统和现场测控装置中获取电网中的断路器的工作参数，该电网的工作参数包括断路器的工作电压、工作电流、分合闸线圈状态、三相触头位置、分合闸动作计数器、操作机构状态、马达打压计数器、SF6气体压力、隔离开关位置、接地刀闸位置；从变电站的继电保护管理信息系统中获取断路器保护装置、线路保护装置、相关元件保护装置中的断路器动作过程和开断电流值；从故障录波装置中获取断路器开断的故障电流值及三相触头动作过程；从断路器集群云数据库获取与断路器相关的固有参数，所述固有参数包括断路器国家技术标准、断路器生产厂家设计参数、调试验收参数、设备缺陷台账、设备可靠性统计；基于已经获取的断路器的工作参数和与断路器相关的固有参数，进行历史分析、趋势分析、变量分析、对比分析、因素分析；基于分析结果，调用设备状态安全风险评估、设备维护最优方案排序、移动终端在线动态预警模块，获取运行维护决策建议。
机械设备故障诊断专家系统的设计
机械设备故障诊断专家系统的设计【摘要】随着科技的不断发展，机械设备故障诊断系统也开始向自动化方向发展。
本文通过对诊断系统的概述，进一步探讨了机械设备故障诊断专家系统的设计。
【关键词】机械设备；故障诊断；设计一、前言对于机械企业来说，机械设备是生产中的重要核心，一旦发生故障，将会造成巨大的损失，严重时将危及工作人员的生命安全。
因此，加强对机械设备故障诊断专家系统的设计分析，对于保证人民财产和生命安全有着重要的意义。
二、诊断系统的概述诊断系统是一种完整的技术体系，用以获取机器技术状态信息并加以处理，进而判断和预测机器技术状态。
诊断系统一般包括状态监测、故障检测(发现故障)、故障定位(故障隔离)和故障识别。
机电设备监测诊断模式经历了从单机监测诊断系统到分布式监测诊断系统，再到基于Internet的远程监测诊断系统这样一个发展过程。
单机监测诊断系统是针对某一机器设计，是一种封闭式的系统，信息的交流限于系统内部。
分布式监测诊断系统是针对大型机电设备主机和多辅机功能分布和地域分布的特点设计的，它通过工业局域网把分布的各个局部现场、独立完成特定功能的本地计算机互联起来，成为实现资源共享、协同工作、分散监测和集中操作、管理、诊断的工业计算机网络系统。
三、系统的设计1、数据库设计数据库主要用来存放系统运行过程中所必须的领域内原始特征数据的信息，以及在运行推理过程中所产生的各种静态和动态数据信息，为专家系统推理和解释提供必要的数据。
包括从状态检修网络获取的被监测设备的状态参数、结构参数、时域信号以及设备运行和试验的历史数据与设备管理的原始参数。
状态参数应包括信号分析的所有关键性特征，特征的提取应能正确反映设备运行的状况，以便下一步分析利用。
如实时监测的幅值、频率、相位、波形、相关变化、空间分布、稳定性等特征。
数据库还包括分析结果数据库、标准数据库、图谱库、设备档案库、分析条件库，并能根据需要进行数据查询和检索。
由于数据库中的事实是动态变化的，因此选用动态存储方式，即单链表存储结构。
机械故障诊断专家系统及其应用
远程化发展
利用互联网和通信技术， 实现远程故障诊断和维修 支持。
面临的挑战及解决方案探讨
数据获取与处理
如何获取高质量的故障数据，并进行有效的预处理和 分析是关键问题。
知识获取与更新
如何从海量数据中自动获取和更新故障诊断知识是重 要挑战。
实时性要求
对于一些关键设备，故障诊断的实时性要求较高，需 要快速准确地判断故障原因。
通过专家系统的应用，可以及时发现汽车发动机的潜在故障，避免因发
动机故障导致的交通事故，提高汽车的行驶性能和安全性。
案例三：机械设备故障诊断
背景介绍
机械设备是一种广泛应用于工业生产中的设备，其运行状 态直接关系到生产效率和产品质量。因此，对机械设备进 行故障诊断具有重要意义。
诊断过程
专家系统通过对机械设备的振动、温度、压力等参数进行 监测和分析，结合历史数据和专家经验，对机械设备可能 存在的故障进行诊断。
知识库
存储专家的知识和经验，包括故障类型、原 因、诊断方法等。
推理机
根据输入的故障信息，通过推理算法，从知识库中 获取相关信息，进行故障诊断。
用户接口
提供用户与专家系统交互的界面，用户可以 通过接口向系统提问，系统也可以通过接口 为用户提供诊断结果和建议。
主要功能模块介绍
知识获取子系统
知识库管理系统
特点
具有自主学习和知识更新能力，能够 快速准确地诊断机械故障，提供故障 原因和解决方案，并具备可扩展性和 可维护性。
发展历程与现状
发展历程
机械故障诊断专家系统经历了从基于规则的专家系统到基于 知识的专家系统，再到基于人工神经网络的专家系统的发展 过程。
现状
随着深度学习技术的发展，基于深度学习的机械故障诊断专 家系统成为了研究热点，取得了显著的成果和应用。
高压断路器在线监测及故障诊断系统设计
高压断路器在线监测及故障诊断系统设计摘要：近年来，电力事业为我国社会经济的建设做出巨大的贡献。
作为确保电力系统稳定的重要保证，高压断路器的稳定性和可靠性直接影响着电气回路的稳定，且对于电力系统正常的运行有着重要影响。
因此，本文对高压断路器概述进行分析，并对高压断路器在线监测系统总体设计以及系统软件设计展开研究，以期望高压断路器在线监测及故障诊断系统的设计提供可行性参考。
关键词：高压断路器；在线监测；故障诊断前言随着我国社会经济的发展，社会的用电量不断提高，并在容量不断增加的背景下，对电力系统的安全性和稳定性提出更高的要求。
为了确保高压输电安全、可靠和稳定，就必须确保高压断路器能够有效的应用在电力与电气设备间的链路上。
当前，高压断路器仍处于不断完善的阶段，对此需要对高压断路器进行在线监测，并且做好故障诊断以及故障警报的工作，为高压断路器的维修奠定良好的基础。
因此，本文对高压断路器在线监测及故障诊断系统设计展开研究，这对于提高高压断路器应用水平，确保电力系统的稳定和安全，促进电力事业的发展具有重要意义。
一、高压断路器的概述高压断路器又称为高压开关，及时可以闭合或切断高压电路中的负荷电流和空载电流，同时还能够通过续电器在系统发生故障时起到保护作用，切断短路电流和负荷电流。
高压断路器还能够根据控制短路的需要，进行电路通断，并且还能根据设备负载电流的实际情况，选择投入或退出设备运行。
高压断路器具有足够断流的能力和完善的灭弧结构，通常情况下分为：真空断路器、空气断路器、SF6断路器、油断路器等。
目前，从油断路器发展到压缩空气断路器继而发展到六氟化硫断路器和真空断路器，形成了126kV以下以真空断路器为主，126kV以上电压等级六氟化硫断路器为主的格局。
其中，真空断路器具有安全性高、体积小、重量轻的优点，主要应用于操作环境较为复杂的环境；SF6断路器应用于高压电力控制系统中；空气断路器具备速度快、灭弧能力强的优点。
高压断路器机械故障诊断专家系统设计100
高压断路器机械故障诊断专家系统设计摘要：高压断路器安全可靠运行具有十分重要的工程意义，在调研高压断路器常见机械故障类型的基础上，探讨了不同故障产生的原因。
目前国内外高压断路器机械故障诊断技术，从机械故障特征量的提取以及故障识别的角度进行了分析。
最后综合高压断路器机械故障诊断技术发展现状，指出了目前机械故障诊断急需解决的问题及其发展方向。
关键词：高压断路器；机械故障；故障诊断高压断路器是电力系统中重要的电力设备，当电力系统出现短路等异常情况时，断路器的拒动﹑误动﹑慢动和三相不同期性等机械故障都可能造成恶性事故，甚至可以引起设备爆炸。
断路器操作时发出的机械振动信号是一个包含丰富信息的载体，它含有大量的设备状态信息。
高压断路器是一种瞬动式的机械，在动作时，具有高强度冲击、高速的特点，这样强烈的冲击振动在传感器测量上比较容易实现，因此通过测量振动信号就可以进行断路器的故障诊断。
一、断路器机械故障及其产生原因高压断路器机械状态十分复杂，某一种故障对应了机构的多种状态特征；同时，机构的某一状态特征发生变化对应的故障原因或故障点也不可能是惟一的。
从传动机构到操作机构故障，从部件松动到润滑失效均会导致机械故障。
常见的操动机构有电磁操动机构、弹簧操动机构以及液压操动机构。
不同操作机构失效现象大致可分为拒动和误动两大类，根据实际操作经验和理论分析结果，将电磁操动机构断路器故障详述。
电磁操动机构断路器故障分类。
电磁操动机构断路器异常现象可分为拒合和拒分两类，误动包括合后即分和无信号自分2 类。
1）拒动，拒合。
① 铁心不启动。
二次回路连接松动；辅助开关未切换或者接触不良；直流接触器接点被灭弧罩卡住或者接触器吸铁被异物卡住；熔丝熔断；直流接触器电磁线圈断线或烧损；合闸线圈引线断线或线圈烧损；2 个线圈极性接反；合闸铁心卡住均等导致铁心不启动。
② 铁心不启动，连扳机构不动作。
合闸线圈通流时端子电压太低；辅助开关调整不当过早切断电源；合闸维持支架复归间隙太小或未复位；合闸脱扣机构未复归锁住；滚轮轴合闸后扣入支架深度少或端面磨损变形扣不牢；合闸铁心空行程小，冲力不够；合闸线圈有层间短路；开关本体传动机构卡涩等故障均导致铁心不启动，连扳机构不动作。
高压断路器机械故障诊断专家系统设计
推理 机 构与诊 断原 理 ， 最后 设 计基 于 多规 则 的故障诊 断 专家 系统 。实验 结果表 明 ， 知识 获取的故障诊断专家系统能有效的诊断 出高压断路器多种故障类型。 关键词 ： 高压断路 器； 故障诊断； 特征提取 ； 专家系统； 机械振动
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高压断路器机械故障诊断专家系统设计
摘要：高压断路器安全可靠运行具有十分重要的工程意义，在调研高压断路器
常见机械故障类型的基础上，探讨了不同故障产生的原因。
目前国内外高压断路
器机械故障诊断技术，从机械故障特征量的提取以及故障识别的角度进行了分析。
最后综合高压断路器机械故障诊断技术发展现状，指出了目前机械故障诊断急需
解决的问题及其发展方向。
关键词：高压断路器；机械故障；故障诊断
高压断路器是电力系统中重要的电力设备，当电力系统出现短路等异常情况时，断路器的拒动﹑误动﹑慢动和三相不同期性等机械故障都可能造成恶性事故，甚至可以引起设备爆炸。
断路器操作时发出的机械振动信号是一个包含丰富信息
的载体，它含有大量的设备状态信息。
高压断路器是一种瞬动式的机械，在动作时，具有高强度冲击、高速的特点，这样强烈的冲击振动在传感器测量上比较容
易实现，因此通过测量振动信号就可以进行断路器的故障诊断。
一、断路器机械故障及其产生原因
高压断路器机械状态十分复杂，某一种故障对应了机构的多种状态特征；同时，机构的某一状态特征发生变化对应的故障原因或故障点也不可能是惟一的。
从传动机构到操作机构故障，从部件松动到润滑失效均会导致机械故障。
常见的
操动机构有电磁操动机构、弹簧操动机构以及液压操动机构。
不同操作机构失效
现象大致可分为拒动和误动两大类，根据实际操作经验和理论分析结果，将电磁
操动机构断路器故障详述。
电磁操动机构断路器故障分类。
电磁操动机构断路器
异常现象可分为拒合和拒分两类，误动包括合后即分和无信号自分2 类。
1）拒动，拒合。
① 铁心不启动。
二次回路连接松动；辅助开关未切换或者接触不良；直流接触器接点被灭弧罩卡住或者接触器吸铁被异物卡住；熔丝熔断；直流接触
器电磁线圈断线或烧损；合闸线圈引线断线或线圈烧损；2 个线圈极性接反；合
闸铁心卡住均等导致铁心不启动。
② 铁心不启动，连扳机构不动作。
合闸线圈
通流时端子电压太低；辅助开关调整不当过早切断电源；合闸维持支架复归间隙
太小或未复位；合闸脱扣机构未复归锁住；滚轮轴合闸后扣入支架深度少或端
面磨损变形扣不牢；合闸铁心空行程小，冲力不够；合闸线圈有层间短路；开关
本体传动机构卡涩等故障均导致铁心不启动，连扳机构不动作。
拒分。
① 铁心
不启动。
二次回路连接松动或接触不良；辅助开关未切换或接触不良；熔丝熔断；铁心卡住；线圈断线或烧损；2 个线圈极性接反等均能够导致铁心不启动。
② 铁
心启动，脱扣板未动。
铁心行程不足；脱扣板扣入深度太深；线路内部有层间短
路等均能导致铁心启动，脱扣板不动。
③脱扣板已启动。
机构或本体传动机构卡涩。
2）误动。
合后即分。
合闸维持支架复位太慢或断面变形；滚轮轴扣入支架
深度太少；分闸脱扣板未复归，机构空合；脱扣板扣入深度太少，未扣牢；二次
回路有混线，合闸时分闸回路有电；合闸限位止钉无间隙或合闸弹簧缓冲器无缓
冲间隙。
无信号自分。
分闸回路绝缘有损坏造成直流两点接地；扣入深度小，扣
合面磨损变形；分闸电磁铁最低动作电压太低；继电器接点因振动误闭合等会导
致电磁操动机构误动，无信号自分。
二、断路器机械故障检测方法
高压断路器的操作过程伴随着一系列的机械、电气、振动、声音等信号，这
些信号信息包含了整个断路器的运行状态。
通过分析不同状态的机械、振动、声
音和电气信号可以判断断路器的运行状况，对断路器的运行状态进行诊断。
根据
国家有关标准，高压断路器设备机械特性参数包括：分闸时间、合闸时间、分闸
同期性、合闸同期性、开距、超程、刚分（合）速度、平均速度和最大速度等。
高压断路器机械特性在线检测研究方法主要有行程一时间检测法、分合闸线圈电
流检测法、振动信号检测法。
1、行程—时间检测法。
行程—时间特性曲线是表征高压断路器机械特性的重
要参数，典型合闸行程—时间特性曲线。
根据动触头的行程—时间特性曲线再结
合其他参数，可以获得其他机械动作的参数，如动触头合、分闸操作的运动时间
﹑动触头行程﹑动触头的刚分速度和刚合速度及动触头运动的平均速度和最大速
度以及速度—时间曲线等。
动触头是记录断路器分合闸操作最为直接的手段。
目
前工程中通常采用直线式光电编行程—时间特性曲线编码器或者增量式旋转光电
编码器。
将直线式光电编码器安装在断路器做直线运动的机械传导机构连杆上，
旋转式光电编码器安装在断路器机械操动机构的转动轴上，采集传感器测量数据，分析得到行程—时间特性曲线。
对比2 种光电编码器特点，旋转式光电编码器质
量轻，力矩小，可靠性较高，因此应用范围更广。
行程—时间检测法利用断路器
机构的运动轨迹，比较理想地完成了高压断路器机械特性的检测任务。
但该方法
利用信息较少，并且检测结果准确性受现场安装情况影响较大。
2、分合闸线圈电流检测法。
当分合闸线圈中通过电流时，电磁铁产生磁通，在电磁力作用下完成断路器的分合闸操作。
线圈中的电流波形能够反映电磁铁本
身和其控制的锁门或阀门以及连锁触头在操动过程中的工作情况，通过监测分合
闸线圈中电流随时间的连续变化，可获得二次操作回路的状态。
典型开关分（合）闸线圈电流波形。
根据分合闸线圈电流特性波形和铁心运动过程的对应关系，能
够判断断路器操动机构的运行状态如：分合闸时间、分合闸速度、三相不同期性
等一系列机械状态特性参数。
分合闸线圈电流检测法原理简单，较好地实现了机
械状态的在线监测。
但也存在相应不足：首先，电流信号采集环节受放电、磁场
等影响较大，该方法实现在线监测必须要有效果非常好的屏蔽装置。
其次，反映
故障类型有限。
主要反映集中在铁心上的机械故障，不能反映其他的机械故障问题。
3、振动信号检测法。
高压断路器分合闸时，机械操作机构发出的机械振动信号中包含着大量状态信息，通过合适的振动传感器和先进的信号处理方法能够分
析出整个分合闸过程以及断路器的运行状态。
相比分合闸线圈电流检测法，振动
信号检测法测量不涉及电气量，不受电磁场干扰。
传感器安装于断路器外部，对
断路器无任何影响，并且振动传感器尺寸小，工作可靠，价格低廉，灵敏度高。
断路器操作是瞬时性动作，动作时间短暂且无周期性，同时不同振动信号之间也
具有很大随机性，因此要求监测过程采样频率很高。
由于信号处理分析过程较为
复杂困难，目前学术界尚无较为完善的分析处理方法很好地解决断路器机械特性
的精确在线测量和诊断问题。
振动信号在线监测法的研究，国内外均处于积累数
据和探索分析阶段，尚无成熟产品问世。
振动信号检测法充分利用整个分合闸过
程的信息，前景巨大，将成为高压断路器机械状态监测和诊断最有前途的方法之一。
目前高压断路器机械状态在线诊断的研究先后经历了行程—时间检测法和分
合闸线圈电流检测法以及目前研究较多的振动信号检测法。
已经取得了一定突破
性进展，然而目前对断路器机械状态在线监测及故障诊断技术大多基于某种单一
特征量的监测结果，很少对比分析不同种类状态信号的特征并作综合评判。
参考文献
[1]王建赜，刘桂芝. 基于振动信号高压断路器故障诊断的仿真研究[J]. 哈尔滨工业大学学报，2015，(4).
[2]赵洋，刘汉宇，曾庆军. 基于机械振动信号的高压真空断路器故障诊断的研究[J]. 高压电器，2015，(2).
[3]胡晓光，基于振动信号高压断路器故障诊断的仿真研究[J]. 重庆工业大学学报，2015，(4).
[4]陈伟根，范海炉，王有元. 基于小波能量与神经网络的断路器振动信号识别方法[J]. 电力自动化设备，2016，(2).。