电网规模不断扩张，对电力系统可靠性提出更高要求。高压断路器作为关键保护控制设备，机械故障会改变运动特性，可通过触头行程、分合闸线圈电流等信号开展监测。研究其机械故障监测诊断，科学指导检修，对提升电网可靠性意义重大。结合行业数字化智能化需求，本文设计高压断路器在线监测系统，包含数据采集、物联网传输、云平台可视化管理。硬件依靠主控MCU与各类传感器完成信息采集；无线通信模块实现数据收发、设备自动注册与远程控制；云平台实现设备管理与数据可视化，支持Web查看设备状态、小程序推送故障告警，便于运维人员排查故障。针对触头行程曲线获取难题，提出基于巨磁阻传感器的离轴角位移测量方案，分析巨磁阻测角可行性与安装误差，研究磁场变化规律，计算补偿系数消除轴侧测量误差。实验最大相对误差仅0.24%，满足数据采集要求。针对分合闸线圈电流与触头行程信号，设计滑动窗口导数中心差分和特征提取方法，精准提取波形特征点，为故障诊断提供数据基础。先验证KNN算法对标记故障的诊断效果；针对传统KNN在不同故障幅度下样本不足的缺陷，融合KNN与DBSCAN聚类算法，相比原算法正确率提升18%，综合诊断准确率由89.5%提高至94%，改善同类型不同幅度故障误判问题。
作者： 王从舸
指导老师：陈科明
企业导师：曾佳
发布时间：2025年5月