引言：人口的不断增加，电网辐射范围的不断扩大，使得高压断路器被广泛地使用，成为了电力系统的核心设备，为电力的使用保驾护航，保障电网能够在安全平稳的状态下运行。但是高压断路器的电流量极大，而且需要承受较高的电压，所以高压断路器很可能出现故障。
一、高压断路器故障融合诊断
基于机械以及电气的融合特性对于高压断路器出现的故障进行诊断，将特征向量作为诊断的辅助依据，以便查看高压断路器是否处于故障的状态，从而对其进行及时地更换和维修。其一，高压断路器会承载着多种不同的零部件，尤其是零部件上还会连接着各种各样的传感器，例如振动传感器、应力传感器以及行程传感器等，所以为了获取其机械特性，会对传感器进行监测，同时为了获取电气特性，会在分合闸线圈上设置钳形电流传感器，以便将二者结合对故障进行判断[1]。其二，将机械特征的定量作为判断依据会利用小波包对各种传感器采集到的数据进行分解，以便对其信号进行分析，从而保证诊断的准确性。其三，利用最小欧式距离以及相关原理对其进行分析，将故障类型进行分类，使得高压断路器的故障类型库得以建立。其四，通过计算典型故障类型定量的相似值对于高压断路器的故障类型进行判断。其五，分合闸线圈是具有不同的阶段性特征的，所以在选取分合闸线圈的特征定量时，要精准定位分合闸线圈的辨识度，使得其为分析高压断路器的故障类型打下基础，同时还要计算其定量的数值，将得到的数值作为判断高压断路器故障状态的依据。其六，对于故障辨识度进行计算，当故障辨识度满足其所处区域的数值时，则可判定高压断路器出现故障，再次计算定量的相似度，当相似度达到最大值时，则可根据典型的高压断路器的故障类型库的数值范围判别高压断路器处于哪一种故障状态，如果故障辨识度未满足相似度的数值要求，则可以判定高压断路器未发生故障。
二、基于机械和电气特性融合对高压断路器进行研究策略
国内外专家基于机械和电气特性的融合对于高压断路器进行了深入的研究，相较于机械特性而言电气特性是基于分合闸线圈进行获取，而机械特性则是通过振动信号进行获取的。
（一）对高压断路器的特征向量进行提取
高压断路器具有复杂的结构，而且较多的零部件都牵扯其中，主要包括活动部件以及固定部件，弹簧、凸轮以及连杆都属于活动部件，而固定部件则包括扩套、螺栓以及横梁等，这两部分组合形成了高压断路器[2]。当对于高压断路器进行分合闸操作时，不同的零部件会产生不同的振动特性，从而使得在对振动信号进行采集时能够准确地采集振动信号。当在弹簧上装架应力传感器时，也会在转轴上架设行程传感器，同时振动传感器也会被装置在连杆上，然后对不同部位传感器发出的信号进行采集，从而得到特征向量。另外，在对高压断路器的特征向量进行提取时，会由于小波包分解的作用，使得全频段都具有较高的分辨率，所以一般在对传感器进行采集时会选用这种方式，通过对小波包的分解得到特征向量，然后通过小波包的函数对各个传感器的信息进行提取，从而确定信息特征。
（二）建立高压断路器的典型故障库
在对高压断路器的故障诊断之前要建立典型的故障库，使得高压断路器处于故障状态时能够有相应的对照，也就是对所谓的典型故障特征的向量进行对照。但是即便是同一故障出现在高压断路器上也会呈现出不同的特征向量，所以在对其进行测定时会对同一故障进行多次分合闸试验，从而确定出相应的特征向量，假设对高压断路器的i型故障进行第j次试验，而该次的特征向量为e，e主要用于表示第j次试验的k个特征，N则为故障特征的指标数量。现在进行试验，将M设为典型故障试验的次数，然后利用欧式距离公式对其进行计算，在最小欧式距离之下，j的最小值为D.从而得出i型故障的第j次试验的特征向量为E，然后对故障特征向量的平均值进行计算，得出最终的相关性。根据试验可以得出，当相关性系数大于等于0.8时，E可以成为判定i型故障的数值，也就是所谓的特征向量处于E1，而当相关性系数小于0.8时，特征向量则为E2，这二者为典型故障特征向量的最大值以及最小值。
（三）计算指标权值
在计算指标权值的过程中，依旧以i型典型故障特征向量E为例，将i型k个特征作为特征向量的指标值，假设这种高压断路器出现了H种故障，所以k个特征在其中的占比为P,利用P来计算其中的离散系数，最终得出离散系数为L，那么也就是说L是k个特征指标的权值。通过对于权值的计算可以对高压断路器的故障特征进行总结，使得高压断路器在任意采样的过程中能够有相对应的特征向量。例如当L作为高压断路器的特征指标值时，就可以对特征向量E进行定义，从而求出E的正向距离以及负向距离，计算出k个特征的中间值，最终得出特征向量的相似度，将其与典型特征向量的相似度进行对比，然后判断高压断路器是否处于典型故障状态。
（四）对具备电气特性的高压断路器进行分析
高压断路器不仅会出现机械性的变化还会出现电气性的变化，所以为研究高压断路器的特性，要对机械性以及电气性进行综合考量，在判断机械性的基础之上对电气性进行分析，将其中的办法应用到电气性当中。可以融合分合闸线圈的电流对高压断路器进行研究。典型的高压断路器的电流一般分为5个阶段，第一阶段当合闸线圈处于通电状态时，电流的速度会迅速增加，第二个阶段则是逐渐向合闸线圈增加电感，电流速度则会放缓；第三个阶段则是合闸线圈的电流处于恒定状态，电流会再次增长；第四个阶段，合闸线圈的电流在稳定的状态，电流会出现较小的变化；最后一个阶段，当切断合闸线圈时，电流的速度就会逐渐变小。这五个阶段是分闸线圈的典型时刻，这5个典型时刻可以决定分闸线圈的电路特征，使得其在不同的状态之下，也能够对处于典型时刻的高压断路器的特征向量进行判定，从而判断出高压断路器的状态，以便对高压断路器进行统一处理，提高分合闸线圈的辨识度。
结语：总而言之，将机械性特征以及电气性特征相融合对高压断路器进行研究是对其进行深入了解的有效手段，它能帮助相关工作人员判断出高压断路器的工作状态，提高高压断路器的使用效率，为其辨别提供依据，从而提高高压断路器的判断精度。
参考文献：
[1]谭风雷,陈昊,张海华等.基于机械和电气特性融合的高压断路器故障诊断方法[J].东北电力技术,2021,43(07):26-31.
[2]马速良,武建文,袁洋等.多振动信息下的高压断路器机械故障随机森林融合诊断方法[J].电工技术学报,2020,35(S2):421-431.
