1.一种GIS刀闸开关的故障诊断方法,其特征在于,所述方法包括:
S1.多次在GIS刀闸开关外壳测量声音振动数据,以声音响度和振动幅度最为明显的位置作为采集点,放置外置声卡和振动传感器,采集GIS刀闸开关正常工况下的声音和振动数据并分析,确定声音响度频率阈值和振动幅值频率阈值;振动传感器采用加速度传感器;
S2.闲时不间断监测:多个采集监测点不间断采集GIS刀闸开关的声音和振动数据,并对采集的数据进行傅里叶变换,得到声音响度频率和振动幅值频率;
S3.判断声音响度频率是否超过声音响度频率阈值,或振动幅值频率是否超过振动幅值频率阈值,若是,对应采集监测点触发中断,并记录触发中断的时间点,执行步骤S4;否则,GIS刀闸开关无异常,将采集的声音和振动数据丢弃,返回S2;
S4.启动正式监测:进入已触发中断采集监测点的声音振动信息处理过程,得到GIS刀闸开关的故障类型;
步骤S4所述得到GIS刀闸开关的故障类型的过程为:
采集GIS刀闸开关固定时长的声音和振动数据并保存,将声音数据经去噪处理后保存,将振动数据和经去噪处理后的声音数据作为预先训练好的机器学习模型的输入数据,输出故障类型;
S5.将触发中断的时间点及触发中断的当前采集监测点的编号作为日志信息记录,进行故障区域定位及定位信息保存;
S6.对其余采集监测点监测的数据返回执行步骤S3;
除触发中断的采集监测点外,其它采集监测点的外置声卡和加速度传感器仍持续采集声音和振动数据,通过DMA的方式将声音数据和振动数据保存为一个临时文件;
已触发中断采集监测点的声音振动信息处理过程结束后,主控制器对除了触发中断的采集监测点外的其它采集监测点保存下来的临时文件,分别进行分析判断:如果声音响度频率超过声音响度频率阈值或振动幅值频率超过振动幅值频率阈值,则判定为有异常,对应采集监测点触发中断,并记录触发中断的时间点,执行步骤S4,否则判定为无异常,立刻将临时文件删除,然后主控制器进入步骤S2。
2.根据权利要求1所述的GIS刀闸开关的故障诊断方法,其特征在于,在步骤S1中,对已采集的GIS刀闸开关正常工况下的声音和振动数据分别分析幅值和频率,分别记录GIS刀闸开关正常工况下的声音和振动数据的前五个频率分量及其幅值,然后对前五个频率分量的幅值取平均值,分别作为声音响度频率阈值和振动幅值频率阈值。
3.根据权利要求2所述的GIS刀闸开关的故障诊断方法,其特征在于,GIS刀闸开关上设置有多个声音振动采集监测点,每一个声音振动采集监测点均设有监测设备,监测设备包括外置声卡和加速度传感器,其中,声音数据通过外置声卡采集,振动数据采用加速度传感器采集,外置声卡和加速度传感器放置于一起作为一个声音振动监测点的监测设备。
4.根据权利要求3所述的GIS刀闸开关的故障诊断方法,其特征在于,每一个外置声卡将GIS刀闸开关运行时的声音按H1的频率、T秒的固定时长采集至主控制器,并保存成WAV文件,然后主控制器将WAV文件转换成PCM文件,然后PCM文件经由快速傅里叶变换后直接生成这段音频的频域图,频域图用于分析声音的响度和频率,每一个加速度传感器将GIS刀闸开关运行时的振动加速度信息按H2的频率、T秒的固定时长采集至主控制器中,在主控制器中,加速度数据被处理成振动数据,然后经由快速傅里叶变换后,直接生成这段振动数据的频域图,频域图用于分析振动信息的幅值和频率。
5.根据权利要求2所述的GIS刀闸开关的故障诊断方法,其特征在于,步骤S5所述的进行故障区域定位的过程为:选取记录的日志信息中最先触发中断的两组采集监测点的位置作为GIS刀闸开关外壳的圆弧端点,以GIS刀闸开关圆柱体的圆心作为圆弧的圆心,依此划分出扇形区域,作为故障的发生区域。
6.一种GIS刀闸开关的故障诊断中多监测点声音振动采集设备,其特征在于,包括:若干个声音振动信息采集端及主控制器,所述主控制器用于实现权利要求1所述的GIS刀闸开关的故障诊断方法;每一个声音振动信息采集端均包括一个外置声卡及与外置声卡放置于一起的一个加速度传感器,每一个声音振动信息采集端为一个采集监测点,且设置于GIS刀闸开关的外壳上,若干个声音振动信息采集端环绕GIS刀闸开关的外壳且等间隔分布设置;
主控制器与每一个外置声卡连接,由主控制器控制其进行声音数据采集,外置声卡固定于GIS刀闸开关的外壳上;主控制器与每一个加速度传感器通过导线连接,采用I2C进行通讯,控制加速度传感器采集加速度数据并传回主控制器,经过处理后转换成振动数据;加速度传感器设置于GIS刀闸开关的外壳上,并固定在外置声卡旁,配套作为一个监测点。
7.根据权利要求6所述的GIS刀闸开关的故障诊断中多监测点声音振动采集设备,其特征在于,每个外置声卡的声电转化量比和声音采集频率相同,每个加速度传感器的三轴加速度检测精度和加速度采集频率相同。