关键词：
交流接触器
振动应力
失效特征
剩余电寿命
Elman神经网络
摘要：
交流接触器是一种用于频繁接通和断开用电设备的低压开关电器,其使用环境会有振动应力存在的可能,振动应力下接触器稳定可靠运行直接关系着电力设备的安全性。如果能够对振动应力下接触器进行剩余电寿命预测,及时实行预测维护和失效更换,可提高设备的安全性和电力系统的可靠性。因此,本文主要对振动应力下交流接触器失效特征和剩余电寿命预测进行研究。首先,为了分析振动应力对交流接触器电寿命的影响,设计并搭建了交流接触器全寿命试验平台,分别在常规与振动环境下进行交流接触器全寿命试验,通过试验针对所测试品发现,交流接触器在振动应力下产生了加速失效的现象。试验系统完成了多个退化参数的提取,为后续研究振动应力下交流接触器失效特征提取和剩余电寿命预测提供了前期数据支持。其次,针对试验检测数据含噪且变化趋势不平滑的问题,不能直接用于特征提取,提出了一种基于熵权法定权的多指标综合评价优化小波去噪的数据预处理方法,该方法依据多个评价指标提取一个综合评价指标,利用其判断去噪效果的优劣,得到最佳小波基和分解层数。在此基础之上,利用该方法对退化参数去噪平滑,并结合退化参数趋势,分析振动应力对接触器电寿命的影响。再次,为了全面合理地提取交流接触器剩余电寿命预测失效特征,提出了一种核主成分分析与皮尔逊相关系数法相结合的方法,以获取有效的失效特征量。该方法通过预处理后的退化参数与其核主成分构建全信息特征量,计算各特征与剩余电寿命的皮尔逊相关系数,以使失效特征提取的信息更为全面、准确。在振动环境下,结合所提方法最终提取累积燃弧能量、第一核主成分、接触压降和接触电阻作为交流接触器电寿命预测的失效特征量;在常规环境下,最终提取累积燃弧能量、第一核主成分、燃弧能量、燃弧时间和接触压降作为交流接触器电寿命预测的失效特征量。最后,针对振动应力下交流接触器剩余电寿命预测问题,提出了一种基于鸡群算法优化Elman神经网络的预测模型,该模型以累积燃弧能量、接触压降和接触电阻为预测变量,剩余电寿命次数为输出量。结合寿命预测实验,并与其他方法对比,可知所提出模型的预测效果最佳,完成了振动应力下交流接触器剩余电寿命的预测。
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