分合闸弹簧可靠性的确定方法、确定装置和电路系统与流程

1.本发明涉及电力系统领域，具体而言，涉及一种分合闸弹簧可靠性的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质和电路系统。


背景技术：

2.高压断路器是电力系统重要的控制与保护单元，弹簧操动机构是高压断路器中应用最为广泛的机构，分合闸弹簧作为弹簧操动机构的核心部件，其可靠性对断路器乃至电力系统的安全稳定运行至关重要。由于材料、制造工艺和运行工况等方面的原因，导致运行中的分合闸弹簧应力松弛或断裂，进而导致断路器故障，严重影响了电网的安全稳定运行。依据南网2017年来的故障数据分析，分合闸弹簧的失效模式有两种：1)应力松弛(疲软)，占比75％，失效机理为：分合闸弹簧长期处于受压状态，弹簧产生少量塑性变形，应力随着时间增加而减少，会出现应力松弛现象。2)断裂、裂纹，占比25％，失效机理为：弹簧热处理工艺不当或存在制造缺陷，以上两种原因产生的裂纹因弹簧受力扩展，最终导致弹簧断裂。分合闸弹簧失效会直接导致断路器拒动故障，严重危害电力系统的安全稳定运行。
3.当前断路器弹簧机构状态监测和诊断主要存在以下一些问题：
4.1)均值和标准差法。该方法只能反映振动信号的平均趋势，对分析信号在时间上的局部变化不敏感，不能有效反映信号变化。
5.2)基于χ2偏差测试法。该方法需要建立庞大的试验数据库并经过复杂的计算，信号平均包络的确定过程复杂，难以进行故障类型分辨。
6.3)基于动态时间规整的方法。该方法利用傅里叶变换得到信号的频率分布，并提取特定频率或频段数值变化作为特征参量，但该方法只适用于处理平稳的随机信号。然而，分合闸弹簧动作时产生的振动信号却包含着大量非线性成份，如尖峰、谐波和不连续等，这些谐波和不连续频带较宽，分布于信号的整个频带，因此，仅使用时域和频域的分析很难提取到故障的有效特征；加窗的傅里叶变换使用固定时频的窗口将信号分解成很多的定长片段，得到的特征参量仅对时间延迟等故障较为敏感，而对分合闸弹簧振动信号的分析效果却不理想，这主要归因于这种方法时频窗的固定。
7.综上，目前尚无技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估方法及装置，现有的数据处理方法无法通过分合闸弹簧振动信号实现断路器状态的可靠监测和故障诊断。
8.因此，有必要对分合闸弹簧状态监测和故障诊断进行研究，以实现故障预警，提高弹簧机构及断路器的可靠性。


技术实现要素：

9.本技术的主要目的在于提供一种分合闸弹簧可靠性的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质和电路系统，以至少解决现有技术中缺少技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估方法的问题。
10.为了实现上述目的，根据本技术的一个方面，提供了一种分合闸弹簧可靠性的确
定方法，所述方法包括：实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据所述振动信号确定多个第一函数，所述第一函数为所述振动信号的幅值随时间变化的函数，所述第一函数与所述点位一一对应，所述点位为所述弹簧的任意一个位置；对各个所述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，所述第二函数与所述第一函数一一对应，所述第二函数为经过滤波后的所述振动信号的幅值随时间变化的函数；根据各所述第二函数，计算所述弹簧的多个输出操作功；根据所述输出操作功确定各所述输出操作功所处的预设区间，根据各所述输出操作功所处的所述预设区间确定对应的所述点位的运行状态，所述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，所述运行状态与所述预设区间一一对应。
11.可选地，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据所述振动信号确定多个第一函数，包括：生成步骤，实时获取所述弹簧的所述振动信号，并根据所述振动信号生成第一波形图，所述第一波形图为所述振动信号的幅值随时间的变化的波形图；第一确定步骤，根据所述第一波形图确定所述第一函数；依次重复所述生成步骤与所述第一确定步骤至少一次，直至得到所有的点位的所述第一函数。
12.可选地，对各个所述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，包括：分割步骤，将目标波形图等分成多个局部波形图，并对多个所述局部波形图进行小波变换，得到多个第二波形图，所述第二波形图为经过滤波后的所述振动信号的幅值随时间变化的波形图，所述目标波形图为任意一个所述第一波形图；第二确定步骤，根据所述第二波形图确定第三函数，所述第三函数与所述第二波形图一一对应，所述第三函数为分割后的经过滤波与放缩后的所述振动信号的幅值随时间变化的函数；第三确定步骤，根据多个所述第三函数确定所述第二函数；依次重复所述分割步骤、所述第二确定步骤与所述第三确定步骤至少一次，直至得到所有的所述第一波形图对应的所述第二函数。
13.可选地，根据各所述第二函数，计算所述弹簧的多个输出操作功，包括：根据所述第三函数，计算各个所述第二波形图对应的所述振动信号的能量；对各个所述第二波形图对应的所述振动信号的能量进行归一化处理，得到多个相对能量值；对多个所述相对能量值进行求和，得到所述弹簧的所述输出操作功。
14.可选地，在根据所述输出操作功确定各所述输出操作功所处的预设区间之前，所述方法包括：对所述弹簧进行故障模拟，并根据故障模拟过程中所述弹簧的所述输出操作功建立对应不同工作状态的数据库，所述数据库包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库，所述数据库与所述运行状态一一对应；根据所述数据库，确定不同运行状态对应的所述预设区间，所述预设区间为不同所述工作状态对应的所述数据库中所述输出操作功最大值与最小值之间的区间。
15.可选地，在根据各所述输出操作功所处的所述预设区间确定对应的所述点位的运行状态之后，所述方法还包括：在处于所述疲软状态的所述点位超过预定数量或存在所述点位处于所述断裂状态的情况下，确定所述弹簧异常；在所有的所述点位都处于所述正常状态或处于所述疲软状态的点位低于所述预定数量的情况下，确定所述弹簧正常。
16.根据本技术的另一方面，提供了一种分合闸弹簧可靠性的确定装置，所述确定装置包括：第一确定单元，用于实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据所述振动信号确定多个第一函数，所述第一函数为所述振动信号的幅值随时间变化的函数，所述第一函数与所述点位一一对应，所述点位为所述弹簧的任意一个位置；第一计算单元，用于对各个所
述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，所述第二函数与所述第一函数一一对应，所述第二函数为经过滤波后的所述振动信号的幅值随时间变化的函数；第二计算单元，用于根据各所述第二函数，计算所述弹簧的多个输出操作功；第二确定单元，用于根据所述输出操作功确定各所述输出操作功所处的预设区间，根据各所述输出操作功所处的所述预设区间确定对应的所述点位的运行状态，所述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，所述运行状态与所述预设区间一一对应。
17.根据本技术的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行任意一种所述的确定方法。
18.根据本技术的又一方面，提供了一种电路系统，包括：分合闸弹簧，测量终端，数据采集系统，数据处理终端，一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述测量终端包括多个振动传感器，所述数据处理终端为计算机，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行任意一种所述的确定方法。
19.可选地，所述数据采集系统包括：信号采集模块，用于实时采集振动传感器监测到的振动信号；a/d转换模块，用于将采集到的所述振动信号从模拟量转为数字量；信号处理模块，用于对所述振动信号进行滤波以及小波变换。
20.应用本技术的技术方案，在上述分合闸弹簧可靠性的确定方法中，首先，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；然后，对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；之后，根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；最后，根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。该方法根据振动传感器获取到的断路器分合闸弹簧动作时的振动信号，通过信号采集板卡将信号传输至计算机，然后再计算机中对采集到的信号进行小波变换，并计算分合闸弹簧动作时产生的输出操作功，以输出操作功作为特征参量与预设区间进行对比，根据输出操作功所处的区间，判断分合闸弹簧的运行状态，进而确定分合闸弹簧的可靠性。该方法解决了现有技术缺少技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估方法的问题。
附图说明
21.图1示出了根据本技术的实施例中提供的一种执行分合闸弹簧可靠性的确定方法的移动终端的硬件结构框图；
22.图2示出了根据本技术的实施例提供的一种分合闸弹簧可靠性的确定方法的流程示意图；
23.图3示出了根据本技术的另一种实施例提供的一种具体的分合闸弹簧可靠性的确定方法的流程示意图；
24.图4示出了根据本技术的实施例提供的一种分合闸弹簧可靠性的确定装置的结构框图；
25.图5示出了根据本技术的实施例提供的一种电路系统的结构示意图。
具体实施方式
26.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
27.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
28.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.为了便于描述，以下对本技术实施例涉及的部分名词或术语进行说明：
30.小波变换：是指对小波信号进行时间和频率的局部化分析，通过伸缩平移运算使小波信号在高频处时间细分，在低频处频率细分，其中，小波信号为具有衰减性且震荡形式为振幅正负相间的信号。
31.正如背景技术中所介绍的，现有技术中数据处理方法无法通过分合闸弹簧振动信号实现断路器状态的可靠监测和故障诊断，为解决现有技术缺少技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估方法的问题，本技术的实施例提供了一种分合闸弹簧可靠性的确定方法、确定装置、计算机可读存储介质和电路系统。
32.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
33.本技术实施例中所提供的方法实施例可以在移动终端、计算机终端或者类似的运算装置中执行。以运行在移动终端上为例，图1是本发明实施例的一种分合闸弹簧可靠性的确定方法的移动终端的硬件结构框图。如图1所示，移动终端可以包括一个或多个(图1中仅示出一个)处理器102(处理器102可以包括但不限于微处理器mcu或可编程逻辑器件fpga等的处理装置)和用于存储数据的存储器104，其中，上述移动终端还可以包括用于通信功能的传输设备106以及输入输出设备108。本领域普通技术人员可以理解，图1所示的结构仅为示意，其并不对上述移动终端的结构造成限定。例如，移动终端还可包括比图1中所示更多或者更少的组件，或者具有与图1所示不同的配置。
34.存储器104可用于存储计算机程序，例如，应用软件的软件程序以及模块，如本发明实施例中的设备信息的显示方法对应的计算机程序，处理器102通过运行存储在存储器104内的计算机程序，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的方法。存储器104
可包括高速随机存储器，还可包括非易失性存储器，如一个或者多个磁性存储装置、闪存、或者其他非易失性固态存储器。在一些实例中，存储器104可进一步包括相对于处理器102远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至移动终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。传输设备106用于经由一个网络接收或者发送数据。上述的网络具体实例可包括移动终端的通信供应商提供的无线网络。在一个实例中，传输设备106包括一个网络适配器(network interface controller，简称为nic)，其可通过基站与其他网络设备相连从而可与互联网进行通讯。在一个实例中，传输设备106可以为射频(radio frequency，简称为rf)模块，其用于通过无线方式与互联网进行通讯。
35.在本实施例中提供了一种运行于移动终端、计算机终端或者类似的运算装置的分合闸弹簧可靠性的确定方法，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
36.图2是根据本技术实施例的分合闸弹簧可靠性的确定方法的流程图。如图2所示，该方法包括以下步骤：
37.步骤s201，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；
38.具体地，在分合闸弹簧的多个位置安装振动传感器，通过振动传感器实时监测高压断路器工作时，分合闸弹簧动作时不同点位产生的振动信号。并根据监测到不同点位的信号对应确定信号的表达式，即上述第一函数。
39.步骤s202，对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；
40.具体地，弹簧振动过程中产生的信号是不规则的，难以直接进行分析，所以需要经过小波变换，经小波变换后的信号在时间和频域具有良好的局部化性质，能够更好展现信号细节，并且小波变换具有滤波功能，经过小波变换可以将检测到的振动信号中的噪音滤掉，提高弹簧运行状态判断的精确度。对不同点位对应的振动信号进行小波变换并根据变换后的振动信号确定对应表达式，即可得到多个上述第二函数。
41.步骤s203，根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；
42.具体地，对函数或振动信号图像直接进行分析计算量过大，因此本技术将弹簧的输出操作功作为函数的特征参量，对特征参量进行分析，确定弹簧不同点位对应的运行状态。
43.步骤s204，根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。
44.具体地，本技术通过将输出操作功与预设的区间进行对比，根据计算出的输出操作功所处的区间确定对应的点位的运行状态，进而确定上述弹簧的可靠性。
45.本实施例中，首先，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确
定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；然后，对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；之后，根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；最后，根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。该方法根据振动传感器获取到的断路器分合闸弹簧动作时的振动信号，通过信号采集板卡将信号传输至计算机，然后再计算机中对采集到的信号进行小波变换，并计算分合闸弹簧动作时产生的输出操作功，以输出操作功作为特征参量与预设区间进行对比，根据输出操作功所处的区间，判断分合闸弹簧的运行状态，进而确定分合闸弹簧的可靠性。该方法解决了现有技术缺少技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估方法的问题。
46.为了得到上述第一函数，在一种可选的实施方式中，上述步骤s201包括：
47.步骤s2011，生成步骤，实时获取上述弹簧的上述振动信号，并根据上述振动信号生成第一波形图，上述第一波形图为上述振动信号的幅值随时间的变化的波形图；
48.具体地，通过贴合在开合闸弹簧上的振动传感器实时监测高压断路器工作时分合闸弹簧动作时产生的振动信号，将监测到的振动信号实时输出在显示屏上即可形成对应的上述第一波形图。
49.步骤s2012，第一确定步骤，根据上述第一波形图确定上述第一函数；
50.具体地，在得到上述第一波形图后，即可确定任意时间对应的上述振动信号的振幅，根据每一点的振幅进行组合，也就能够确定对应的上述振动信号的振幅随时间变化的函数。
51.步骤s2013，依次重复上述生成步骤与上述第一确定步骤至少一次，直至得到所有的点位的上述第一函数。
52.具体地，上述生成步骤与上述第一确定步骤确定了一个点位的上述第一函数，重复上述生成步骤与上述第一确定步骤，即可确定每一个点位对应的上述第一函数，直到确定所有点位的第一函数，也就是所有点位的信号表达式。
53.为了得到上述第二函数，在一种可选的实施方式中，上述步骤s202包括：
54.步骤s2021，分割步骤，将目标波形图等分成多个局部波形图，并对多个上述局部波形图进行小波变换，得到多个第二波形图，上述第二波形图为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的波形图，上述目标波形图为任意一个上述第一波形图；
55.具体地，因为信号是正负幅值交错的不规则形式难以直接对整体的函数进行分析计算，因此需要通过小波变换将噪声去除，并且经过小波变换放缩后的信号在高频处时间细分，在低频处频率细分，在局部细节处更易于处理。进一步的，直接变换之后的波形图计算其能量仍然十分困难，所以本技术将第一波形图根据振动采样时间进行分割，将图像分割成局部波形图，便于进行计算。
56.步骤s2022，第二确定步骤，根据上述第二波形图确定第三函数，上述第三函数与上述第二波形图一一对应，上述第三函数为分割后的经过滤波与放缩后的上述振动信号的
幅值随时间变化的函数；
57.具体地，根据分割后的局部波形图，可以确定任意时刻对应的上述弹簧振动幅值，进而也就能够确定对应的上述振动信号的瞬时输出功率随时间变化的上述第三函数，即局部信号的表达式。
58.步骤s2023，第三确定步骤，根据多个上述第三函数确定上述第二函数；
59.具体地，在确定所有的局部波形图对应的上述第三函数之后，将上述第三函数以分段函数的形式，将时间作为自变量，即可得到对应整体变换后上述波形图的对应函数，即上述第二函数。
60.步骤s2024，依次重复上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤至少一次，直至得到所有的上述第一波形图对应的上述第二函数。
61.具体地，上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤确定了一个上述第一函数对应的第二函数，依次重复上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤，直到确定所有的上述第一函数对应的上述第二函数，也就得到了所有点位对应的上述第二函数。
62.为了得到上述输出操作功，在一种可选的实施方式中，上述步骤s203包括：
63.步骤s2031，根据上述第三函数，计算各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量；
64.具体地，上述第二函数是以分段函数的形式对上述第三函数组合得到，因此求得第三函数能量，进行求和即可得到第二函数的总能量。设s(t)为上述第三函数，根据能量信号特性，可根据公式计算出第三函数对应的能量，其中i为各个第三函数的序号，ta、tb为第三函数对应的波形图的起止时间，即确定第三函数对应的时长。
65.步骤s2032，对各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量进行归一化处理，得到多个相对能量值；
66.具体地，根据能量确定操作功，由于两者的量纲并不相同，并不能直接计算，需要对上述能量进行归一化，根据公式将能量的绝对值转化为不包含量纲的相对能量值，同时将杂乱信号的能量值统一到一定范围内，便于计算弹簧的输出操作功。
67.步骤s2033，对多个上述相对能量值进行求和，得到上述弹簧的上述输出操作功。
68.具体地，根据上述第二函数包括的所有上述第三函数的相对能量值，将上述相对能量值根据公式进行求和，即可得到上述第二函数对应的总的相对能量值，也就是弹簧的输出操作功。
69.为了确定预设区间的具体范围，在一种可选的实施方式中，在上述步骤s204之前，上述方法还包括：
70.步骤s301，对上述弹簧进行故障模拟，并根据故障模拟过程中上述弹簧的上述输出操作功建立对应不同工作状态的数据库，上述数据库包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库，上述数据库与上述运行状态一一对应；
71.具体地，基于不同分合闸弹簧进行不同故障情况的故障模拟，确定不同弹簧在不同故障情况下的输出操作功的值，将同一运行状态对应的输出操作功的值归类到同一数据库中，进而得到对应不同运行状态的数据库，包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库。
72.步骤s302，根据上述数据库，确定不同运行状态对应的上述预设区间，上述预设区间为不同上述工作状态对应的上述数据库中上述输出操作功最大值与最小值之间的区间。
73.具体地，上述数据库中的输出操作功值即为上述分合闸弹簧处于对应运行状态时，可能出现的输出操作功的值，进而确定上述数据库中输出操作功的最大值与最小值之间的范围都是上述分合闸弹簧处于对应运行状态时可能出现的输出操作功的值，即对应的预设区间，确定每一种运行状态对应的数据库对应的预设区间，即可得到所有的上述预设区间。
74.为了确定上述弹簧的可靠性，在一种可选的实施方式中，在上述步骤s204之后，上述方法还包括：
75.步骤s401，在处于上述疲软状态的上述点位超过预定数量或存在上述点位处于上述断裂状态的情况下，确定上述弹簧异常；
76.具体地，根据上述预设区间确定弹簧每一个点位的运行状态即可对弹簧整体的可靠性，即该弹簧是否可以使用进行评估。在上述弹簧的测量点位中有超出预定数量的点位处于疲软状态或有测量点位被确定为断裂状态的话，即可判断该弹簧已将不能正常工作，即为出现异常，该弹簧不可靠需要进行替换。上述处于疲软状态的点位的数量由工作人员根据弹簧的不同材质，中径等参数经试验确定。
77.步骤s402，在所有的上述点位都处于上述正常状态或处于上述疲软状态的点位低于上述预定数量的情况下，确定上述弹簧正常。
78.具体地，当处于疲软状态的测量点数量低于预定数量，或所有的点位都被确定为正常，即可确定该弹簧可以正常工作，即该弹簧可靠，无需进行替换。
79.为了使得本领域技术人员能够更加清楚地了解本技术的技术方案，以下将结合具体的实施例对本技术的分合闸弹簧可靠性的确定方法的实现过程进行详细说明。
80.本实施例涉及一种具体的分合闸弹簧可靠性的确定方法，如图3所示，包括如下步骤：
81.步骤s1：将多个振动传感器(压电式加速度传感器)置于高压断路器分合闸弹簧表面，用以采集对应点位振动信号；
82.步骤s2：将原始振动信号依据时间分成n段，对每段信号利用时间积分计算其能量，即利用小波变换将原始信号分解到不同的频段上，计算每一频段的能量；
83.步骤s3：对各分段能量进行归一化处理，再依据小波分析理论，可得到分、合闸过程，弹簧输出的操作功；
84.步骤s4：根据数据统计及故障模拟，得出分合闸弹簧对应状态的评价指标；
85.步骤s5：将操作功与评价指标进行比对，判断分合闸弹簧的运行状态，分为以下3种：正常状况、分合闸弹簧疲软(应力松弛)、分合闸弹簧断裂。
86.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不
同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
87.本技术实施例还提供了一种分合闸弹簧可靠性的确定装置，需要说明的是，本技术实施例的分合闸弹簧可靠性的确定装置可以用于执行本技术实施例所提供的用于分合闸弹簧可靠性的确定方法。该装置用于实现上述实施例及优选实施方式，已经进行过说明的不再赘述。如以下所使用的，术语“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
88.以下对本技术实施例提供的分合闸弹簧可靠性的确定装置进行介绍。
89.图4是根据本技术实施例的分合闸弹簧可靠性的确定装置的示意图。如图4所示，该装置包括：
90.第一确定单元10，用于实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；
91.具体地，在分合闸弹簧的多个位置安装振动传感器，通过振动传感器实时监测高压断路器工作时，分合闸弹簧动作时不同点位产生的振动信号。并根据监测到不同点位的信号对应确定信号的表达式，即上述第一函数。
92.第一计算单元20，用于对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；
93.具体地，弹簧振动过程中产生的信号时不规则的，难以直接进行分析，所以需要经过小波变换，经小波变换后的信号在时间和频域具有良好的局部化性质，能够更好展现信号细节，并且小波变换具有滤波功能，经过小波变换可以将检测到的振动信号中的噪音滤掉，提高弹簧运行状态判断的精确度。对不同点位对应的振动信号进行小波变换并根据变换后的振动信号确定对应表达式，即可得到多个上述第二函数。
94.第二计算单元30，用于根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；
95.具体地，对函数或振动信号图像直接进行分析计算量过大，因此本技术将弹簧的输出操作功作为函数的特征参量，对特征参量进行分析，确定弹簧不同点位对应的运行状态。
96.第二确定单元40，用于根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。
97.具体地，本技术通过将输出操作功与预设的区间进行对比，根据计算出的输出操作功所处的区间确定对应的点位的运行状态，进而确定上述弹簧的可靠性。
98.通过上述实施例，第一确定单元实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；第一计算单元对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函
数；第二计算单元根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；第二确定单元根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。该装置根据振动传感器获取到的断路器分合闸弹簧动作时的振动信号，通过信号采集板卡将信号传输至计算机，然后再计算机中对采集到的信号进行小波变换，并计算分合闸弹簧动作时产生的输出操作功，以输出操作功作为特征参量与预设区间进行对比，根据输出操作功所处的区间，判断分合闸弹簧的运行状态，进而确定分合闸弹簧的可靠性。该装置解决了现有技术缺少技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估装置的问题。
99.为了得到上述第一函数，在一种可选的实施方式中，上述第一确定单元包括：
100.生成模块，用于执行生成步骤，实时获取上述弹簧的上述振动信号，并根据上述振动信号生成第一波形图，上述第一波形图为上述振动信号的幅值随时间的变化的波形图；
101.具体地，通过贴合在开合闸弹簧上的振动传感器实时监测高压断路器工作时分合闸弹簧动作时产生的振动信号，将监测到的振动信号实时输出在显示屏上即可形成对应的上述第一波形图。
102.第一确定模块，用于执行第一确定步骤，根据上述第一波形图确定上述第一函数；
103.具体地，在得到上述第一波形图后，即可确定任意时间对应的上述振动信号的振幅，根据每一点的振幅进行组合，也就能够确定对应的上述振动信号的振幅随时间变化的函数。
104.第一重复模块，用于依次重复上述生成步骤与上述第一确定步骤至少一次，直至得到所有的点位的上述第一函数。
105.具体地，上述生成步骤与上述第一确定步骤确定了一个点位的上述第一函数，重复上述生成步骤与上述第一确定步骤，即可确定每一个点位对应的上述第一函数，直到确定所有点位的第一函数，也就是所有点位的信号表达式。
106.为了得到上述第二函数，在一种可选的实施方式中，上述第一计算单元包括：
107.分割模块，用于执行分割步骤，将目标波形图等分成多个局部波形图，并对多个上述局部波形图进行小波变换，得到多个第二波形图，上述第二波形图为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的波形图，上述目标波形图为任意一个上述第一波形图；
108.具体地，因为信号是正负幅值交错的不规则形式难以直接对整体的函数进行分析计算，因此需要通过小波变换将噪声去除，并且经过小波变换放缩后的信号在高频处时间细分，在低频处频率细分，在局部细节处更易于处理。进一步的，直接变换之后的波形图计算其能量仍然十分困难，所以本技术将第一波形图根据振动采样时间进行分割，将图像分割成局部波形图，便于进行计算。
109.第二确定模块，用于执行第二确定步骤，根据上述第二波形图确定第三函数，上述第三函数与上述第二波形图一一对应，上述第三函数为分割后的经过滤波与放缩后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；
110.具体地，根据分割后的局部波形图，可以确定任意时刻对应的上述弹簧振动幅值，进而也就能够确定对应的上述振动信号的瞬时输出功率随时间变化的上述第三函数，即局部信号的表达式。
111.第三确定模块，用于执行第三确定步骤，根据多个上述第三函数确定上述第二函数；
112.具体地，在确定所有的局部波形图对应的上述第三函数之后，将上述第三函数以分段函数的形式，将时间作为自变量，即可得到对应整体变换后上述波形图的对应函数，即上述第二函数。
113.第二重复模块，用于依次重复上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤至少一次，直至得到所有的上述第一波形图对应的上述第二函数。
114.具体地，上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤确定了一个上述第一函数对应的第二函数，依次重复上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤，直到确定所有的上述第一函数对应的上述第二函数，也就得到了所有点位对应的上述第二函数。
115.为了得到上述输出操作功，在一种可选的实施方式中，上述第二计算单元包括：
116.第一计算模块，用于根据上述第三函数，计算各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量；
117.具体地，上述第二函数是以分段函数的形式对上述第三函数组合得到，因此求得第三函数能量，进行求和即可得到第二函数的总能量。设s(t)为上述第三函数，根据能量信号特性，可根据公式计算出第三函数对应的能量，其中i为各个第三函数的序号，ta、tb为第三函数对应的波形图的起止时间，即确定第三函数对应的时长。
118.第二计算模块，用于对各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量进行归一化处理，得到多个相对能量值；
119.具体地，根据能量确定操作功，由于两者的量纲并不相同，并不能直接计算，需要对上述能量进行归一化，根据公式将能量的绝对值转化为不包含量纲的相对能量值，同时将杂乱信号的能量值统一到一定范围内，便于计算弹簧的输出操作功。
120.第三计算模块，用于对多个上述相对能量值进行求和，得到上述弹簧的上述输出操作功。
121.具体地，根据上述第二函数包括的所有上述第三函数的相对能量值，将上述相对能量值根据公式进行求和，即可得到上述第二函数对应的总的相对能量值，也就是弹簧的输出操作功。
122.为了确定预设区间的具体范围，在一种可选的实施方式中，上述装置还包括：
123.第三确定单元，用于在根据上述输出操作功，确定上述输出操作功所处的预设区间前，对上述弹簧进行故障模拟，并根据故障模拟过程中上述弹簧的上述输出操作功建立对应不同工作状态的数据库，上述数据库包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库，上述数据库与上述运行状态一一对应；
124.具体地，基于不同分合闸弹簧进行不同故障情况的故障模拟，确定不同弹簧在不同故障情况下的输出操作功的值，将同一运行状态对应的输出操作功的值归类到同一数据
库中，进而得到对应不同运行状态的数据库，包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库。
125.第四确定单元，根据上述数据库，确定不同运行状态对应的上述预设区间，上述预设区间为不同上述工作状态对应的上述数据库中上述输出操作功最大值与最小值之间的区间。
126.具体地，上述数据库中的输出操作功值即为上述分合闸弹簧处于对应运行状态时，可能出现的输出操作功的值，进而确定上述数据库中输出操作功的最大值与最小值之间的范围都是上述分合闸弹簧处于对应运行状态时可能出现的输出操作功的值，即对应的预设区间，确定每一种运行状态对应的数据库对应的预设区间，即可得到所有的上述预设区间。
127.为了确定上述弹簧的可靠性，在一种可选的实施方式中，上述装置还包括：
128.第五确定单元，用于在根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态之后，在处于上述疲软状态的上述点位超过预定数量或存在上述点位处于上述断裂状态的情况下，确定上述弹簧异常；
129.具体地，根据上述预设区间确定弹簧每一个点位的运行状态即可对弹簧整体的可靠性，即该弹簧是否可以使用进行评估。在上述弹簧的测量点位中有超出预定数量的点位处于疲软状态或有测量点位被确定为断裂状态的话，即可判断该弹簧已将不能正常工作，即为出现异常，该弹簧不可靠需要进行替换。上述处于疲软状态的点位的数量由工作人员根据弹簧的不同材质，中径等参数经试验确定。
130.第六确定单元，用于在所有的上述点位都处于上述正常状态或处于上述疲软状态的点位低于上述预定数量的情况下，确定上述弹簧正常。
131.具体地，当处于疲软状态的测量点数量低于预定数量，或所有的点位都被确定为正常，即可确定该弹簧可以正常工作，即该弹簧可靠，无需进行替换。
132.上述分合闸弹簧可靠性的确定装置包括处理器和存储器，上述第一确定单元、第一计算单元、第二计算单元、第二确定单元等均作为程序单元存储在存储器中，由处理器执行存储在存储器中的上述程序单元来实现相应的功能。上述模块均位于同一处理器中；或者，上述各个模块以任意组合的形式分别位于不同的处理器中。
133.处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现弹簧可靠性的精确判断。
134.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)，存储器包括至少一个存储芯片。
135.本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，上述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在上述程序运行时控制上述计算机可读存储介质所在设备执行上述分合闸弹簧可靠性的确定方法。
136.具体地，分合闸弹簧可靠性的确定方法包括：
137.步骤s201，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；
138.具体地，在分合闸弹簧的多个位置安装振动传感器，通过振动传感器实时监测高压断路器工作时，分合闸弹簧动作时不同点位产生的振动信号。并根据监测到不同点位的信号对应确定信号的表达式，即上述第一函数。
139.步骤s202，对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；
140.具体地，弹簧振动过程中产生的信号时不规则的，难以直接进行分析，所以需要经过小波变换，经小波变换后的信号在时间和频域具有良好的局部化性质，能够更好展现信号细节，并且小波变换具有滤波功能，经过小波变换可以将检测到的振动信号中的噪音滤掉，提高弹簧运行状态判断的精确度。对不同点位对应的振动信号进行小波变换并根据变换后的振动信号确定对应表达式，即可得到多个上述第二函数。
141.步骤s203，根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；
142.具体地，对函数或振动信号图像直接进行分析计算量过大，因此本技术将弹簧的输出操作功作为函数的特征参量，对特征参量进行分析，确定弹簧不同点位对应的运行状态。
143.步骤s204，根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。
144.具体地，本技术通过将输出操作功与预设的区间进行对比，根据计算出的输出操作功所处的区间确定对应的点位的运行状态，进而确定上述弹簧的可靠性。
145.可选地，步骤s2011，生成步骤，实时获取上述弹簧的上述振动信号，并根据上述振动信号生成第一波形图，上述第一波形图为上述振动信号的幅值随时间的变化的波形图；步骤s2012，第一确定步骤，根据上述第一波形图确定上述第一函数；步骤s2013，依次重复上述生成步骤与上述第一确定步骤至少一次，直至得到所有的点位的上述第一函数。
146.可选地，步骤s2021，分割步骤，将目标波形图等分成多个局部波形图，并对多个上述局部波形图进行小波变换，得到多个第二波形图，上述第二波形图为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的波形图，上述目标波形图为任意一个上述第一波形图；步骤s2022，第二确定步骤，根据上述第二波形图确定第三函数，上述第三函数与上述第二波形图一一对应，上述第三函数为分割后的经过滤波与放缩后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；步骤s2023，第三确定步骤，根据多个上述第三函数确定上述第二函数；步骤s2024，依次重复上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤至少一次，直至得到所有的上述第一波形图对应的上述第二函数。
147.可选地，步骤s2031，根据上述第三函数，计算各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量；步骤s2032，对各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量进行归一化处理，得到多个相对能量值；步骤s2033，对多个上述相对能量值进行求和，得到上述弹簧的上述输出操作功。
148.可选地，步骤s301，对上述弹簧进行故障模拟，并根据故障模拟过程中上述弹簧的上述输出操作功建立对应不同工作状态的数据库，上述数据库包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库，上述数据库与上述运行状态一一对应；步骤s302，根据上述
数据库，确定不同运行状态对应的上述预设区间，上述预设区间为不同上述工作状态对应的上述数据库中上述输出操作功最大值与最小值之间的区间。
149.可选地，步骤s401，在处于上述疲软状态的上述点位超过预定数量或存在上述点位处于上述断裂状态的情况下，确定上述弹簧异常；步骤s402，在所有的上述点位都处于上述正常状态或处于上述疲软状态的点位低于上述预定数量的情况下，确定上述弹簧正常。
150.本发明实施例提供了一种处理器，上述处理器用于运行程序，其中，上述程序运行时执行上述分合闸弹簧可靠性的确定方法。
151.具体地，分合闸弹簧可靠性的确定方法包括：
152.步骤s201，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；
153.具体地，在分合闸弹簧的多个位置安装振动传感器，通过振动传感器实时监测高压断路器工作时，分合闸弹簧动作时不同点位产生的振动信号。并根据监测到不同点位的信号对应确定信号的表达式，即上述第一函数。
154.步骤s202，对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；
155.具体地，弹簧振动过程中产生的信号时不规则的，难以直接进行分析，所以需要经过小波变换，经小波变换后的信号在时间和频域具有良好的局部化性质，能够更好展现信号细节，并且小波变换具有滤波功能，经过小波变换可以将检测到的振动信号中的噪音滤掉，提高弹簧运行状态判断的精确度。对不同点位对应的振动信号进行小波变换并根据变换后的振动信号确定对应表达式，即可得到多个上述第二函数。
156.步骤s203，根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；
157.具体地，对函数或振动信号图像直接进行分析计算量过大，因此本技术将弹簧的输出操作功作为函数的特征参量，对特征参量进行分析，确定弹簧不同点位对应的运行状态。
158.步骤s204，根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。
159.具体地，本技术通过将输出操作功与预设的区间进行对比，根据计算出的输出操作功所处的区间确定对应的点位的运行状态，进而确定上述弹簧的可靠性。
160.可选地，步骤s2011，生成步骤，实时获取上述弹簧的上述振动信号，并根据上述振动信号生成第一波形图，上述第一波形图为上述振动信号的幅值随时间的变化的波形图；步骤s2012，第一确定步骤，根据上述第一波形图确定上述第一函数；步骤s2013，依次重复上述生成步骤与上述第一确定步骤至少一次，直至得到所有的点位的上述第一函数。
161.可选地，步骤s2021，分割步骤，将目标波形图等分成多个局部波形图，并对多个上述局部波形图进行小波变换，得到多个第二波形图，上述第二波形图为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的波形图，上述目标波形图为任意一个上述第一波形图；步骤s2022，第二确定步骤，根据上述第二波形图确定第三函数，上述第三函数与上述第二波形
图一一对应，上述第三函数为分割后的经过滤波与放缩后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；步骤s2023，第三确定步骤，根据多个上述第三函数确定上述第二函数；步骤s2024，依次重复上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤至少一次，直至得到所有的上述第一波形图对应的上述第二函数。
162.可选地，步骤s2031，根据上述第三函数，计算各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量；步骤s2032，对各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量进行归一化处理，得到多个相对能量值；步骤s2033，对多个上述相对能量值进行求和，得到上述弹簧的上述输出操作功。
163.可选地，步骤s301，对上述弹簧进行故障模拟，并根据故障模拟过程中上述弹簧的上述输出操作功建立对应不同工作状态的数据库，上述数据库包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库，上述数据库与上述运行状态一一对应；步骤s302，根据上述数据库，确定不同运行状态对应的上述预设区间，上述预设区间为不同上述工作状态对应的上述数据库中上述输出操作功最大值与最小值之间的区间。
164.可选地，步骤s401，在处于上述疲软状态的上述点位超过预定数量或存在上述点位处于上述断裂状态的情况下，确定上述弹簧异常；步骤s402，在所有的上述点位都处于上述正常状态或处于上述疲软状态的点位低于上述预定数量的情况下，确定上述弹簧正常。
165.本发明实施例提供了一种电路系统，如图5所示，上述电路系统包括：高压断路器分合闸弹簧，测量终端(即信号测量系统)，数据采集系统，数据处理终端(即统计分析系统)，上述测量终端包括多个振动传感器，上述数据处理终端为计算机，上述数据采集系统为数据采集板卡。
166.上述数据采集系统包括：
167.信号采集模块，用于实时采集振动传感器监测到的振动信号；
168.具体地，上述信号采集模块位于测量终端，用于收集多个振动传感器采集到的信号。
169.a/d转换模块，用于将采集到的上述振动信号从模拟量转为数字量；
170.具体地，振动传感器采集到的是模拟量信号，不能直接用于计算机计算，因此要将其转换为数字量信号。
171.信号处理模块，用于对上述振动信号进行滤波以及小波变换。
172.具体地，实时监测的信号包含噪声，应用信号处理模块将噪声滤掉，并进行小波变换将杂乱的波形经过放缩计算，转化为局部细节化的信号，便于计算机分析计算。
173.上述电路系统还包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现至少以下步骤：
174.步骤s201，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；
175.步骤s202，对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；
176.步骤s203，根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；
177.步骤s204，根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。
178.可选地，步骤s2011，生成步骤，实时获取上述弹簧的上述振动信号，并根据上述振动信号生成第一波形图，上述第一波形图为上述振动信号的幅值随时间的变化的波形图；步骤s2012，第一确定步骤，根据上述第一波形图确定上述第一函数；步骤s2013，依次重复上述生成步骤与上述第一确定步骤至少一次，直至得到所有的点位的上述第一函数。
179.可选地，步骤s2021，分割步骤，将目标波形图等分成多个局部波形图，并对多个上述局部波形图进行小波变换，得到多个第二波形图，上述第二波形图为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的波形图，上述目标波形图为任意一个上述第一波形图；步骤s2022，第二确定步骤，根据上述第二波形图确定第三函数，上述第三函数与上述第二波形图一一对应，上述第三函数为分割后的经过滤波与放缩后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；步骤s2023，第三确定步骤，根据多个上述第三函数确定上述第二函数；步骤s2024，依次重复上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤至少一次，直至得到所有的上述第一波形图对应的上述第二函数。
180.可选地，步骤s2031，根据上述第三函数，计算各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量；步骤s2032，对各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量进行归一化处理，得到多个相对能量值；步骤s2033，对多个上述相对能量值进行求和，得到上述弹簧的上述输出操作功。
181.可选地，步骤s301，对上述弹簧进行故障模拟，并根据故障模拟过程中上述弹簧的上述输出操作功建立对应不同工作状态的数据库，上述数据库包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库，上述数据库与上述运行状态一一对应；步骤s302，根据上述数据库，确定不同运行状态对应的上述预设区间，上述预设区间为不同上述工作状态对应的上述数据库中上述输出操作功最大值与最小值之间的区间。
182.可选地，步骤s401，在处于上述疲软状态的上述点位超过预定数量或存在上述点位处于上述断裂状态的情况下，确定上述弹簧异常；步骤s402，在所有的上述点位都处于上述正常状态或处于上述疲软状态的点位低于上述预定数量的情况下，确定上述弹簧正常。
183.本技术还提供了一种计算机程序产品，当在数据处理设备上执行时，适于执行初始化有至少如下方法步骤的程序：
184.步骤s201，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；
185.步骤s202，对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；
186.步骤s203，根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；
187.步骤s204，根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。
188.可选地，步骤s2011，生成步骤，实时获取上述弹簧的上述振动信号，并根据上述振动信号生成第一波形图，上述第一波形图为上述振动信号的幅值随时间的变化的波形图；步骤s2012，第一确定步骤，根据上述第一波形图确定上述第一函数；步骤s2013，依次重复上述生成步骤与上述第一确定步骤至少一次，直至得到所有的点位的上述第一函数。
189.可选地，步骤s2021，分割步骤，将目标波形图等分成多个局部波形图，并对多个上述局部波形图进行小波变换，得到多个第二波形图，上述第二波形图为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的波形图，上述目标波形图为任意一个上述第一波形图；步骤s2022，第二确定步骤，根据上述第二波形图确定第三函数，上述第三函数与上述第二波形图一一对应，上述第三函数为分割后的经过滤波与放缩后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；步骤s2023，第三确定步骤，根据多个上述第三函数确定上述第二函数；步骤s2024，依次重复上述分割步骤、上述第二确定步骤与上述第三确定步骤至少一次，直至得到所有的上述第一波形图对应的上述第二函数。
190.可选地，步骤s2031，根据上述第三函数，计算各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量；步骤s2032，对各个上述第二波形图对应的上述振动信号的能量进行归一化处理，得到多个相对能量值；步骤s2033，对多个上述相对能量值进行求和，得到上述弹簧的上述输出操作功。
191.可选地，步骤s301，对上述弹簧进行故障模拟，并根据故障模拟过程中上述弹簧的上述输出操作功建立对应不同工作状态的数据库，上述数据库包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态数据库，上述数据库与上述运行状态一一对应；步骤s302，根据上述数据库，确定不同运行状态对应的上述预设区间，上述预设区间为不同上述工作状态对应的上述数据库中上述输出操作功最大值与最小值之间的区间。
192.可选地，步骤s401，在处于上述疲软状态的上述点位超过预定数量或存在上述点位处于上述断裂状态的情况下，确定上述弹簧异常；步骤s402，在所有的上述点位都处于上述正常状态或处于上述疲软状态的点位低于上述预定数量的情况下，确定上述弹簧正常。
193.显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
194.本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
195.本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产
生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
196.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
197.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
198.在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
199.存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。存储器是计算机可读介质的示例。
200.计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(pram)、静态随机存取存储器(sram)、动态随机存取存储器(dram)、其他类型的随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(cd-rom)、数字多功能光盘(dvd)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
201.还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
202.从以上的描述中，可以看出，本技术上述的实施例实现了如下技术效果：
203.1)、本技术的分合闸弹簧可靠性的确定方法，首先，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；然后，对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；之后，根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；最后，根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。该方法根据振动传感器获取到的断路器分合闸弹簧动作时的振动信号，通过信号采集板卡将信号传输至计算机，然后再计算机中
对采集到的信号进行小波变换，并计算分合闸弹簧动作时产生的输出操作功，以输出操作功作为特征参量与预设区间进行对比，根据输出操作功所处的区间，判断分合闸弹簧的运行状态，进而确定分合闸弹簧的可靠性。该方法解决了现有技术缺少技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估方法的问题。
204.2)、本技术的分合闸弹簧可靠性的确定装置，通过上述实施例，第一确定单元实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据上述振动信号确定多个第一函数，上述第一函数为上述振动信号的幅值随时间变化的函数，上述第一函数与上述点位一一对应，上述点位为上述弹簧的任意一个位置；第一计算单元对各个上述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，上述第二函数与上述第一函数一一对应，上述第二函数为经过滤波后的上述振动信号的幅值随时间变化的函数；第二计算单元根据各上述第二函数，计算上述弹簧的多个输出操作功；第二确定单元根据上述输出操作功确定各上述输出操作功所处的预设区间，根据各上述输出操作功所处的上述预设区间确定对应的上述点位的运行状态，上述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，上述运行状态与上述预设区间一一对应。该装置根据振动传感器获取到的断路器分合闸弹簧动作时的振动信号，通过信号采集板卡将信号传输至计算机，然后再计算机中对采集到的信号进行小波变换，并计算分合闸弹簧动作时产生的输出操作功，以输出操作功作为特征参量与预设区间进行对比，根据输出操作功所处的区间，判断分合闸弹簧的运行状态，进而确定分合闸弹簧的可靠性。该装置解决了现有技术缺少技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估装置的问题。
205.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种分合闸弹簧可靠性的确定方法，其特征在于，所述方法包括：实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据所述振动信号确定多个第一函数，所述第一函数为所述振动信号的幅值随时间变化的函数，所述第一函数与所述点位一一对应，所述点位为所述弹簧的任意一个位置；对各个所述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，所述第二函数与所述第一函数一一对应，所述第二函数为经过滤波后的所述振动信号的幅值随时间变化的函数；根据各所述第二函数，计算所述弹簧的多个输出操作功；根据所述输出操作功确定各所述输出操作功所处的预设区间，根据各所述输出操作功所处的所述预设区间确定对应的所述点位的运行状态，所述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，所述运行状态与所述预设区间一一对应。2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据所述振动信号确定多个第一函数，包括：生成步骤，实时获取所述弹簧的所述振动信号，并根据所述振动信号生成第一波形图，所述第一波形图为所述振动信号的幅值随时间的变化的波形图；第一确定步骤，根据所述第一波形图确定所述第一函数；依次重复所述生成步骤与所述第一确定步骤至少一次，直至得到所有的点位的所述第一函数。3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，对各个所述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，包括：分割步骤，将目标波形图等分成多个局部波形图，并对多个所述局部波形图进行小波变换，得到多个第二波形图，所述第二波形图为经过滤波后的所述振动信号的幅值随时间变化的波形图，所述目标波形图为任意一个所述第一波形图；第二确定步骤，根据所述第二波形图确定第三函数，所述第三函数与所述第二波形图一一对应，所述第三函数为分割后的经过滤波与放缩后的所述振动信号的幅值随时间变化的函数；第三确定步骤，根据多个所述第三函数确定所述第二函数；依次重复所述分割步骤、所述第二确定步骤与所述第三确定步骤至少一次，直至得到所有的所述第一波形图对应的所述第二函数。4.根据权利要求3所述的确定方法，其特征在于，根据所述第二函数，计算所述弹簧的多个输出操作功，包括：根据所述第三函数，计算各个所述第二波形图对应的所述振动信号的能量；对各个所述第二波形图对应的所述振动信号的能量进行归一化处理，得到多个相对能量值；对多个所述相对能量值进行求和，得到所述弹簧的所述输出操作功。5.根据权利要求1至4中任一项所述的确定方法，其特征在于，在根据所述输出操作功确定各所述输出操作功所处的预设区间之前，所述方法包括：对所述弹簧进行故障模拟，并根据故障模拟过程中所述弹簧的所述输出操作功建立对应不同工作状态的数据库，所述数据库包括正常状态数据库、疲软状态数据库与断裂状态
数据库，所述数据库与所述运行状态一一对应；根据所述数据库，确定不同运行状态对应的所述预设区间，所述预设区间为不同所述工作状态对应的所述数据库中所述输出操作功最大值与最小值之间的区间。6.根据权利要求1至4中任一项所述的确定方法，其特征在于，在根据各所述输出操作功所处的所述预设区间确定对应的所述点位的运行状态之后，所述方法还包括：在处于所述疲软状态的所述点位超过预定数量或存在所述点位处于所述断裂状态的情况下，确定所述弹簧异常；在所有的所述点位都处于所述正常状态或处于所述疲软状态的点位低于所述预定数量的情况下，确定所述弹簧正常。7.一种分合闸弹簧可靠性的确定装置，其特征在于，所述确定装置包括：第一确定单元，用于实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据所述振动信号确定多个第一函数，所述第一函数为所述振动信号的幅值随时间变化的函数，所述第一函数与所述点位一一对应，所述点位为所述弹簧的任意一个位置；第一计算单元，用于对各个所述第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，所述第二函数与所述第一函数一一对应，所述第二函数为经过滤波后的所述振动信号的幅值随时间变化的函数；第二计算单元，用于根据各所述第二函数，计算所述弹簧的多个输出操作功；第二确定单元，用于根据所述输出操作功确定各所述输出操作功所处的预设区间，根据各所述输出操作功所处的所述预设区间确定对应的所述点位的运行状态，所述运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个，所述运行状态与所述预设区间一一对应。8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的程序，其中，在所述程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行权利要求1至6中任意一项所述的确定方法。9.一种电路系统，其特征在于，包括：分合闸弹簧，测量终端，数据采集系统，数据处理终端，一个或多个处理器，存储器，以及一个或多个程序，其中，所述测量终端包括多个振动传感器，所述数据处理终端为计算机，所述一个或多个程序被存储在所述存储器中，并且被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个程序包括用于执行权利要求1至6中任意一项所述的确定方法。10.根据权利要求9所述的电路系统，其特征在于，所述数据采集系统包括：信号采集模块，用于实时采集振动传感器监测到的振动信号；a/d转换模块，用于将采集到的所述振动信号从模拟量转为数字量；信号处理模块，用于对所述振动信号进行滤波以及小波变换。

技术总结
本申请提供了一种分合闸弹簧可靠性的确定方法、确定装置和电路系统，该方法包括：实时获取弹簧的多个点位的振动信号，并根据振动信号确定多个第一函数，第一函数为振动信号的幅值随时间变化的函数，点位为弹簧的任意一个位置；对各个第一函数对应的波形进行小波变换，得到多个第二函数，第二函数为经过滤波后的振动信号的幅值随时间变化的函数；根据各第二函数，计算弹簧的多个输出操作功；根据输出操作功确定各输出操作功所处的预设区间，根据各输出操作功所处的预设区间确定对应的点位的运行状态，运行状态为正常状态、疲软状态和断裂状态中的一个。该方法解决了现有技术缺少技术成熟的高压断路器分合闸弹簧可靠性评估方法的问题。的问题。的问题。


技术研发人员：张杰 王帅兵 彭在兴 金虎 陈佳莉 陈沛龙 朱石剑 赵林杰 殷蔚翎 欧阳泽宇 古庭赟 高吉普 张后谊 范强 曾鹏
受保护的技术使用者：贵州电网有限责任公司
技术研发日：2023.05.30
技术公布日：2023/10/15