一种基于统计数据驱动的万能式断路器操作剩余寿命预测方法.pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN109387779A

(43)申请公布日2019.02.26

(21)申请号CN201811138220.5

(22)申请日2018.09.28

(71)申请人河北工业大学

地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学东院330#

(72)发明人孙曙光王佳兴杜太行李勤纪学玲孟岩杨明

(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)

代理人赵凤英

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种基于统计数据驱动的万能式断

路器操作附件剩余寿命预测方法

(57)摘要

本发明为一种基于统计数据驱动的

万能式断路器操作附件剩余寿命预测方

法。该预测方法从定性与定量两个角度对

操作附件动作时间相对增量进行分布检

验，验证其是否符合正态分布；在上述基

础上，利用极大似然估计法对退化模型中

的参数进行估计；基于首达时间的概念建

立了剩余寿命预测模型，推导出剩余寿命

概率密度函数解析式，以实现对断路器操

作附件剩余寿命的预测。本发明将设备运

行过程中的不确定性对寿命的影响考虑其

中并可以得到健康管理所需的剩余寿命分

布，而不是单一的点估计，便于量化剩余

寿命预测结果的不确定性，可有效提高万

能式断路器运行与维护的效率。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于统计数据驱动的万能式断路器操作附件剩余寿命预测方法，其特征为该

预测方法包括以下步骤：

第一步，使用万能式断路器操作附件寿命试验系统采集断路器操作附件线圈电流信

号，得到其状态监测(conditionmonitoring,CM)数据，通过测量线圈通电时间获得到

操作附件每次运行时的动作时间X(t)；然后将已采集到的操作附件CM数据分为

N(N≥1)个监测周期，其中每个监测周期的监测点范围TSubC/Sub由数理统计

方法确定；根据监测点范围TSubC/Sub的值，如果已采集到的CM数据不能

被均分，则N应取最大值；

第二步，从定性的角度对获得的操作附件动作时间相对增量ΔX(tSubk/Sub)进

行分布检验，判断其是否符合正态分布假设；

定性角度的正态分布检验具体步骤如下：

2-1.利用第一步中已经获取的操作附件动作时间X(t)求取其相对增量

ΔX(tSubk/Sub)，并画出相对增量的频数分布直方图以及附带的正态密度曲线；

2-2.求取动作时间相对增量的均值Image和方差σSup2/Sup，按照式(1)计算

在显著水平α(0＜α＜1)下均值Image的1-α的置信区间；

Image

式中，n为样本数量；

2-3.根据“正态概率纸”原理获得动作时间相对增量ΔX(tSubk/Sub)的累计概率

F(t)，并画出其分布图；

根据步骤2-1、2-2和2-3的结果，如果动作时间相对增量ΔX(tSubk/Sub)的频

数分布直方图与其附带的正态密度曲线相吻合，且相对增量均值Image的1-α的

置信区间保持在频数分布直方图众数的附近，以及动作时间相对增量

ΔX(tSubk/Sub)的累计概率密度F(t)在正态概率纸上呈现一条直线排列，则可

定性地认为操作附件动作时间相对增量ΔX(tSubk/Sub)服从正态分布；

第三步，完成定性分布检验之后，利用偏度与峰度系数法从定量的角度对操作附件

动作时间相对增量ΔX(tSubk/Sub)继续进行分布检验，判断其是否符合正态分

布假设：

定量角度的正态分布检验具体步骤如下：

3-1.偏度系数是表征概率分布密度曲线相对于平均值不对称程度的特征数，按照式

(2)计算相对增量ΔX(tSubk/Sub)的偏度系数bSubS/Sub：

Image

对于正态分布概率密度曲线而言，其偏度系数bSubS/Sub＝0；