断路器是电力系统中不可缺少的组成部分,断路器的机械健康状态是其能否稳定运行不可忽略的因素。因此,本研究的课题是中压断路器机械健康状态综合评估,来量化断路器的机械性能,找出断路器潜在的安全隐患,给客户维护或更换提供参考意见。本课题的研究对象是ABB公司的12kV iVD4型智能断路器,主要包括以下研究内容:(1)通过调研已有的售后数据,确定iVD4型断路器在实际运行中发生率相对较高的几种典型机械故障:机构卡涩、分闸弹簧松动、缓冲器失效、以及润滑油失效。通过对多种故障组合试验,获取这些故障组合模形式下的压力信号、位移信号、以及振动信号的原始数据集,用于后续的故障评估分析。(2)对信号的原始数据集进行预处理,选取信号的相关特征值并进行特征融合。用Laplacian分值(Laplacian Score)和Fisher分值(Fisher Score)给出融合特征相应融合分值大小,随后将融合特征集按融合分值大小降序排序,通过分类器来对特征子集进行正确率校验,获取最优特征子集,选出最佳特征个数,并根据融合分值的大小进行特征权重分配。(3)建立了基于物元理论的断路器综合评价模型。首先利用参考样本特征集,通过计算马氏距离来确定各故障类型与健康样本类型的距离大小,并以此划分断路器状态等级为健康、过渡、轻微故障以及严重故障,选出其代表样本类型。通过统计理论,确立了特征在各指标等级的经典域和节域,通过测试样本集来校验物元模型的正确率。(4)针对ABB的iVD4型断路器原始特征集,建立了基于回归模型的断路器综合评价模型。将所选特征的0均值化结果作为输入,将马氏距离的百分制转化结果作为输出,使用回归法建立了经验公式,经过回归检验,公式有效。通过测试样本对公式进行校验,正确率达到100%,具备对未知样本的检测能力。(5)分别使用这两种评估模型对某台ABB的iVD4型断路器进行评估,用物元法得出该设备机械状态处于健康状态。用回归法得出输出分值为84.21,也在设定的健康状态分值之内。综上判定该断路器机械健康状况良好,未出现机械性能下降的情况。