阅读说明：本技术 用于断路器的故障诊断装置和方法 (Fault diagnosis apparatus and method for circuit breaker ) 是由 张欣 庄志坚 于 2018-03-28 设计创作，主要内容包括：一种用于断路器(200)的故障诊断装置(100)和方法(1200),包括至少一个传感器(101),被耦合至布置在断路器(200)中的至少一个机构(201),并且被配置为获得参数随时间的波形数据,波形数据与至少一个机构(201)的操作状态相关；以及处理单元(102),被耦合至至少一个传感器(101),并且被配置为分析波形数据以获得至少一个特征值(1220)；确定至少一个特征值与阈值矩阵(1230)之间的相异度；并且响应于该相异度大于阈值相异度,确定至少一个机构(201)存在故障(1240)。利用该故障诊断装置(100),可以提前确定断路器(200)的至少一个机构(201)中的故障。(A fault diagnosis apparatus (100) and method (1200) for a circuit breaker (200), comprising at least one sensor (101) coupled to at least one mechanism (201) arranged in the circuit breaker (200) and configured to obtain waveform data of a parameter over time, the waveform data relating to an operating state of the at least one mechanism (201); and a processing unit (102) coupled to the at least one sensor (101) and configured to analyze the waveform data to obtain at least one characteristic value (1220); determining a degree of dissimilarity between the at least one eigenvalue and a threshold matrix (1230); and determining (1240) that the at least one mechanism (201) is malfunctioning in response to the dissimilarity being greater than a threshold dissimilarity. With the fault diagnosis device (100), a fault in at least one mechanism (201) of a circuit breaker (200) can be determined in advance.)

用于断路器的故障诊断装置和方法

技术领域

本公开实施例主要涉及一种断路器，并且更具体地，涉及用于断路器的故障诊断装置和方法。

背景技术

广泛用于工业和家庭应用的断路器是众所周知的。断路器是自动操作的电开关，其被设计为保护电路免因通常由过载或短路引起的过电流而损坏。一旦检测到电路故障，必须断开断路器触点以中断电路，这通常是使用包含在断路器内的机械存储的能量(诸如用于分离触点的弹簧或压缩空气)来完成的。断路器还可以使用由故障引起的高电流(诸如通过热膨胀或磁场)来分离触点。断路器通常使用分闸线圈来使操作机构分闸，并使用储能电机来恢复弹簧的能量。

可以看出，断路器的稳定性主要由操作机构、分闸线圈和储能电机的健康状态决定。随着长期使用，操作机构、操作机构与分闸线圈之间的传动机构以及弹簧与储能电机之间的传动机构可能会存在故障。例如，上述操作机构或传动机构中的部件可能会磨损、变形或断裂，或者部件之间的接头可能会因变形或间隔增大而旋转受阻。

上述问题可能导致断路器操作不良，并最终导致断路器故障。在传统解决方案中，这些问题只有在该问题导致断路器故障之后才能检测到或发现。这可能导致电路中的电气设备损坏。此外，在这种情况下，断路器仅可以被动地操作(例如通过更换)来解决上述问题。因此，相比于主动或提前更换断路器的情况，断路器的更换时间延迟。

发明内容

本公开实施例提供了一种用于提供断路器故障诊断装置和方法的解决方案。

在第一方面，提供了一种用于断路器的故障诊断装置。该装置包括至少一个传感器，被耦合至布置在断路器中的至少一个机构，并且被配置为获得参数随时间的波形数据，波形数据与至少一个机构的操作状态相关；以及处理单元，被耦合至至少一个传感器，并且被配置为分析波形数据以获得至少一个特征值；确定至少一个特征值与阈值矩阵之间的相异度；并且响应于该相异度大于阈值相异度，确定至少一个机构存在故障。

在一些实施例中，处理单元基于非线性状态估计技术来确定相异度。

在一些实施例中，阈值矩阵记录与至少一个机构的正常操作状态相对应的特征值。

在一些实施例中，至少一个机构包括断路器的操作机构，并且至少一个传感器包括被布置在操作机构上的振动传感器，振动传感器被配置为获得与操作机构的断开/闭合操作相关的振动波形数据。

在一些实施例中，至少一个机构包括断路器的分闸线圈，并且至少一个传感器包括被耦合至分闸线圈的第一霍尔传感器，第一霍尔传感器被配置为获得与分闸线圈的分闸操作相关的第一电流波形数据。

在一些实施例中，至少一个机构包括断路器的储能电机，并且至少一个传感器包括耦合至储能电机的第二霍尔传感器，第二霍尔传感器被配置为获得与储能电机的储能操作相关的第二电流波形数据。

在一些实施例中，处理单元还被配置为基于小波变换对振动波形数据进行滤波。

在一些实施例中，处理单元被配置为分析经滤波的振动波形数据以获得至少一个振动特征值，至少一个振动特征值包括从经滤波的振动波形数据确定的峰值。

在一些实施例中，处理单元被配置为分析第一电流波形数据以获得至少一个分闸特征值，至少一个分闸特征值包括从第一电流波形数据确定的操作峰值和/或操作时间。

在一些实施例中，处理单元被配置为分析第二电流波形数据以获得至少一个储能特征值，至少一个储能特征值包括从第二电流波形数据确定的启动电流、截止电流、平均储能电流和/或储能时间。

在第二方面，提供了一种包括上述故障诊断装置的断路器。

在第三方面，提供了一种用于断路器的故障诊断方法。该方法包括从被耦合至布置在断路器中的至少一个机构的至少一个传感器接收参数随时间的波形数据，波形数据与至少一个机构的操作状态相关；分析波形数据以获得至少一个特征值；确定至少一个特征值与阈值矩阵之间的相异度；以及响应于该相异度大于阈值相异度，确定至少一个机构存在故障。

在一些实施例中，基于非线性状态估计技术来确定相异度。

在一些实施例中，该方法还包括利用与至少一个机构的正常操作状态相对应的特征值建立阈值矩阵。

在一些实施例中，该方法包括从被布置在断路器的操作机构上的振动传感器接收与操作机构的断开/闭合操作相关的振动波形数据。

在一些实施例中，该方法包括从被耦合至断路器的分闸线圈的第一霍尔传感器接收与分闸线圈的分闸操作相关的第一电流波形数据。

在一些实施例中，该方法包括从耦合至断路器的储能电机的第二霍尔传感器接收与储能电机的储能操作相关的第二电流波形数据。

在一些实施例中，该方法还包括基于小波变换对振动波形数据进行滤波。

在一些实施例中，该方法包括分析经滤波的振动波形数据以获得至少一个振动特征值，至少一个振动特征值包括从振动波形数据确定的峰值。

在一些实施例中，该方法包括分析第一电流波形数据以获得至少一个分闸特征值，至少一个分闸特征值包括从第一电流波形数据确定的操作峰值和/或操作时间。

在一些实施例中，该方法包括分析第二电流波形数据以获得至少一个储能特征值，至少一个储能特征值包括从第二电流波形数据确定的启动电流、截止电流、平均储能电流和/或储能时间。

应当理解的是，该发明内容并非旨在标识本公开实施例的关键或必要特征，也非旨在用于限制本公开的范围。通过下面的描述，本公开的其它特征将变得易于理解。

附图说明

通过结合附图对本公开示例性实施例的更详细描述，本公开的上述及其它目的、特征和优点将变得更加明显，其中在本公开的示例性实施例中，相同附图标记通常表示相同部件。

图1示出根据本公开实施例的具有故障诊断装置的断路器的示意图；

图2示出根据本公开实施例的具有故障诊断装置的断路器的立体图；

图3示出根据本公开实施例的具有布置在其上的振动传感器的操作机构的立体图；

图4A和图4B示出根据本公开实施例的耦合至霍尔传感器的分闸线圈和储能电机的示意图；

图5A和图5B分别示出根据本公开实施例的振动波形数据和经滤波的振动波形数据的示意图；

图6示出振动特征值随操作机构的闭合操作次数变化的图；

图7示出根据本公开实施例的分闸线圈的立体图；

图8示出根据本公开实施例的与分闸线圈相关的第一电流波形数据图；

图9示出分闸特征值随分闸线圈的分闸操作次数变化的图；

图10示出根据本公开实施例的与储能电机相关的第二电流波形数据图；

图11示出储能特征值随储能电机的储能操作次数变化的图；

图12示出根据本公开一些其它实施例的用于断路器的故障诊断方法的流程图。

在整个附图中，相同或相似的附图标记用于表示相同或相似元件。

具体实施方式

现在将结合若干示例性实施例来讨论本公开。应当理解的是，讨论这些实施例的目的仅在于使本领域技术人员能够更好地理解并进而实现本公开，而非建议对技术方案的范围的任何限制。

如本文所使用的，术语“包括”及其变体应被理解为开放术语，意指“包括但不限于”。术语“基于”应被理解为“至少部分地基于”。术语“一个实施例”和“实施例”应被理解为“至少一个实施例”。术语“另一实施例”应被理解为“至少一个其它实施例”。术语“第一”、“第二”等可以指不同或相同的对象。其它显式和隐式定义可以包含在下文中。除非上下文中另外明确指出，否则术语的定义在整个说明书中是一致的。

在断路器中，与分闸线圈和储能电机相关的操作机构和传动机构可能会随着长期使用而失效。上述机构失效可能会导致断路器故障。在传统解决方案中，这些问题只有在问题导致断路器故障之后才能检测到或发现。这可能导致电路中的电气设备损坏并使断路器的更换时间延迟。

为了在故障发生之前在上述机构中检测或确定故障，本公开实施例提供了一种用于断路器200的故障诊断装置100。现在将参考图1至图11描述一些示例性实施例。

图1示出根据本公开实施例的具有故障诊断装置100的断路器200的示意图；并且图2示出根据本公开实施例的具有故障诊断装置100的断路器200的立体图。

如图1和图2所示，故障诊断装置100总体上包括至少一个传感器101和耦合至至少一个传感器101的处理单元102。传感器101耦合至布置在断路器200中的至少一个机构201，以检测并获得参数随时间的波形数据。波形数据与至少一个机构201的操作状态相关。

发明人发现，在上述机构发生故障之前，诸如振动幅度、电流等参数随时间的波形数据可能会改变。虽然没有发生故障，但机构的健康状态因变形等而劣化。健康状态不良可能会随时引起断路器200的故障。

发明人还发现，通过分析上述波形数据可以检测到不良健康状态。因此，处理单元102被配置为分析上述波形数据以获得至少一个特征值。然后，处理单元102确定至少一个特征值与阈值矩阵之间的相异度。响应于该相异度大于阈值相异度，处理单元102确定至少一个机构201存在故障。

应当理解的是，通过分析与断路器200中的机构201的操作状态相关的波形数据，可以提前确定该机构201中的故障。在断路器200突然发生故障之前，用户可以预先采取(一个或多个)动作来解决该问题。例如，当处理单元102确定至少一个机构201存在故障时，这意味着需要更换断路器200，用户可以提前关闭电路中的电气设备，以防止电气设备因断路器200突然发生故障而损坏。

此外，根据本公开实施例的故障诊断装置100可以容易地应用于全新的断路器200或对现有的断路器200进行改造。可以通过将传感器101以成本有效的方式耦合至布置在断路器200中的机构201来执行故障诊断。

在一些实施例中，当至少一个机构201存在故障时，处理单元102可以采取动作。例如，处理单元102可以向警报装置(未示出)发送警报信号，以使警报装置向用户发出故障告警。此外，处理单元102也可以主动切断电路中的电流以避免不必要的损失。

在一些实施例中，处理单元102可以是与至少一个传感器101通信的计算机，如图2所示。在这种情况下，处理单元102可以通过在计算机的屏幕上显示警报来向用户告警。替代地，在一些实施例中，处理单元102可以是布置在断路器200中的控制模块。控制模块可以是断路器本身的控制单元，或者替代地，其可以是另一独立控制单元200。

应当理解的是，处理单元102的上述实施方式仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当布置或部件也是可能的。例如，处理单元102可以是蜂窝电话或个人数字助理(PDA)。此外，处理单元102可以以有线方式或以无线方式耦合至至少一个传感器101。

在一些实施例中，阈值矩阵可以记录与至少一个机构201的正常操作状态相对应的特征值。例如，通过分析波形数据，可以在一次操作中获得n个特征值(n为大于0的自然数)，这些特征值可以表示为如下矩阵：

X(i)＝[x₁ x₂ … x_n]^T (1)

在上述矩阵中，“T”表示矩阵的转置。阈值矩阵可以记录与至少一个机构201的m个正常操作相对应的m个特征值(m为大于0的自然数)，其可以被如下表示：

在上述等式中，x_n(m)表示在断路器200的第m次操作中获得的特征值中的第n个特征值。

应当理解的是，m的值越大，相异度的结果越准确。可以根据需要选择m的值。在已经获得特征值之后，在一些实施例中，可以基于非线性状态估计技术(NSET)来确定相异度，这将在下面进一步讨论。NSET算法是一种简单的算法，使得处理单元102能够更容易地执行该算法，从而提高故障诊断装置100的响应速度。

具体地，仅作为示例，假设已经获得与至少一个机构201的操作状态相关的n个特征值x₁、x₂……x_n，则可以将这些特征值记录在以下矩阵中：

X_obs＝[x₁ x₂ … x_n]^T (3)

可以使用以下等式来确定相异度ε：

ε＝X_obs-X_est (4)

X_est可以通过阈值矩阵乘以系数矩阵W来确定。系数矩阵W可以通过以下等式获得：

在上述等式中，表示非线性算子。非线性算子可以通过各种方式实现。例如，

可以指：

在通过上述等式(5)获得系数矩阵w之后，可以使用以下等式来确定X_est：

由此，可以使用上述等式(4)来确定相异度ε。以上描述了基于NSET的相异度的示例性确定过程。应当理解的是，确定相异度的上述实施方式仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它合适的方法和/或算法也是可能的。例如，在一些实施例中，回归分析等可以用于确定相异度。

在确定了相异度之后，处理单元102继而将相异度ε与阈值矩阵进行比较。一方面，如果相异度ε大于阈值矩阵，则意味着机构201的健康状态劣化，并且应当更换机构201或断路器200以避免断路器200突然发生故障。

另一方面，如果相异度ε小于阈值矩阵，则意味着机构201处于正常操作中。在这种情况下，健康状态可以通过计算相异度与阈值矩阵之间的相似度来确定。例如，如果相异度ε非常接近但不大于阈值矩阵，则意味着机构201处于正常操作中但并并非无瑕疵。处理单元102继而可以缩短检测和分析间隔以更频繁地确定相异度。也就是说，可以定期获得和分析相异度，并且可以调整检测间隔。下面通过几个实施例描述如何执行上述过程。

在一些实施例中，至少一个机构201可以包括操作机构2011。至少一个传感器101可以通过各种方式耦合至操作机构2011。例如，传感器101可以包括布置在操作机构2011上的振动传感器1011。振动传感器1011可以布置在操作机构2011上的任意适当位置，例如，振动传感器1011可以布置在操作机构2011的安装支架上，如图3所示。

振动传感器1011可以获得与操作机构2011的断开/闭合操作相关的振动波形数据，诸如振动幅度。应当理解的是，任何适当振动传感器1011均可以用于获得振动波形数据。例如，振动传感器1011的测量范围可以大于300g(“g”代表重力加速度)，并且频率范围大于5kHz，优选10-30kHz。

图5A示出由振动传感器1011获得的振动波形数据图。如图5A所示，在操作机构2011的闭合操作中，振动幅度随时间变化。为了便于分析振动波形数据，在一些实施例中，可以对振动波形数据进行滤波。例如，在一些实施例中，可以基于诸如Mallat算法的小波变换(WT)来对振动波形数据进行滤波。应当理解的是，对振动波形数据进行滤波的上述实施方式只是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当的方法和/或算法也是可能的。例如，可以使用低通滤波等对振动波形数据进行滤波。

因此，可以通过滤波以去除振动波形数据中的噪声来获得经滤波的振动波形数据。发明人通过实验发现，当操作机构2011处于不良健康状态时，与操作机构2011的正常操作状态相比，一些值(诸如振动幅度的峰值)可能改变。在这种情况下，如图5B所示，可以选择从经滤波的振动波形数据确定的峰值作为振动特征值。相应地，振动阈值矩阵可以记录当操作机构2011处于正常操作状态时(诸如断路器200刚投入使用时)获得的峰值。

振动特征值的相异度可以通过上述方法来确定。例如，与操作机构2011的一个正常操作相对应的振动特征值是1225.4。那么，振动特征值可以表示为以下矩阵：

X(1)＝[1225.4]^T。

阈值矩阵可以记录50个这样的振动特征值，并且可以表示如下：

为了便于讨论，假设与操作机构2011的一个操作相对应的一个振动特征值是1005，表示如下：

X_obs＝[1005]^T。

那么，X_est可以通过上述等式(7)确定。经过计算，

X_est＝[3994]^T。

由此，可以使用上述等式(4)来确定相异度ε。然后将该相异度与阈值相异度进行比较。如上所述，如果相异度大于阈值相异度，则意味着操作机构2011可能存在故障或处于不良健康状态。

图6示出振动特征值随操作机构的操作次数变化的图，其中阈值相异度被指定为0，如虚线所示。如图6所示，随着闭合操作次数增加，相异度逐渐接近阈值相异度，并且在大约3900次操作之后最终超过阈值相异度。这意味着操作机构2011处于不良健康状态，并且需要在3900次操作后更换。

应当理解的是，断路器200可以操作为在此时实现其功能。如果继续使用该断路器200而不进行更换，则相异度超过阈值相异度越来越多，直到操作机构2011在约4200次操作之后完全损坏，例如，操作机构2011中的多个部件中的一个部件可能断裂。应当理解的是，健康状态越差，相异度与阈值相异度的差异越大。

此外，从上文中可以看出，可以在操作机构2011发生故障之前提前大约300次预测故障。在这种情况下，用户可更主动地或提前更换断路器200或操作机构2011。这有效防止了因操作机构2011或断路器200突然发生故障而对电路中的电气设备造成损坏。应当理解的是，上述选择“0”作为阈值相异度的实施方式仅是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当的值也是可能的。例如，可以选择更大的阈值相异度以节省成本，或者可以选择更小的阈值相异度以更早地确定故障。

还应当理解的是，振动特征值的阈值相异度包括峰值的上述实施方式只是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。作为特征值的任何其它合适的值也是可能的。例如，在一些实施例中，也可以选择从经滤波的振动波形数据确定的谷值或操作时间。

在一些实施例中，至少一个机构201可以包括分闸线圈2013。至少一个传感器101可以通过各种方式耦合至分闸线圈2013。例如，传感器101可以包括耦合至分闸线圈2013的霍尔传感器(为了便于讨论，称为第一霍尔传感器1012)，如图4A所示。第一霍尔传感器1012可以耦合至用于将分闸线圈2013连接至电源2016的电线2012。应当理解的是，第一霍尔传感器1012耦合至电线2012的上述实施方式只是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任何其它适当布置也是可能的。例如，在一些实施例中，第一霍尔传感器1012可以耦合至分闸线圈本身或与分闸线圈2013相关的任意适当位置。

第一霍尔传感器1012可以获得与分闸线圈2013的分闸操作相关的电流波形数据(为了便于讨论，称为第一电流波形数据)。应当理解的是，可以使用任何适当传感器来获得与分闸线圈2013的分闸操作相关的波形数据。例如，传感器101可以包括负载传感器(未示出)，以获得连接至分闸线圈2013的传动机构上的负载。

发明人发现，随着长期使用，由于变形、部件之间的间隙增大、部件磨损等，连接至分闸线圈2013的传动机构上的负载会增大。相应地，分闸线圈2013通过传动机构进行分闸动作所需的电力也逐渐增加。为了模拟这种现象，将具有不同重量(例如100g、200g和300g)的配重300加载至与分闸线圈2013连接的传动机构上，如图7所示。这些不同重量对应于因变形、部件之间的间隙增大等而在传动机构上产生的负载。

通过实验，发明人进一步发现，当连接至分闸线圈2013的传动机构上的负载增加时，一些值(诸如从第一电流波形数据确定的操作峰值和/或操作时间)与正常操作状态相比可能会改变，如图8所示。分闸峰值对应于分闸操作中通过电线2012的电流的峰值，并且分闸时间对应于使操作机构2011分闸的时间。

图8示出与施加到传动机构上的不同负载相对应的第一电流波形数据图。从图8中可以看出，随着负载的增加，分闸峰值和/或分闸时间增加。传动机构上的负载可以与传动机构的健康状态相对应。连接至分闸线圈2013的传动机构上的负载越大，传动机构的健康状态越差。

在这种情况下，可以选择如图8所示的从第一电流波形数据确定的分闸峰值和/或分闸时间作为分闸特征值。相应地，分闸阈值矩阵可以记录当分闸线圈2013及其相关的传动机构处于正常操作状态时，诸如断路器200刚投入使用时获得的分闸峰值和/或分闸时间。

分闸特征值的相异度可以通过上述方法来确定。然后将所确定的相异度与阈值相异度进行比较。如上所述，如果相异度大于阈值相异度，则意味着连接至分闸线圈2013的传动机构可能存在故障或处于不良健康状态。

图9示出分闸特征值随分闸线圈2013的分闸操作次数变化的图，其中阈值相异度指定为3，如虚线所示。如图9所示，随着连接至分闸线圈2013的传动机构上的负载增加，相异度超过阈值相异度越来越多。这意味着连接至分闸线圈2013的传动机构处于不良健康状态并且需要更换。

应当注意的是，当连接至分闸线圈2013的传动机构上因变形等而出现负载时，断路器200可以操作为实现其功能。如果继续使用该断路器200而不进行更换，则相异度超过阈值相异度越来越多，直到传动机构完全损坏。也就是说，连接至分闸线圈2013的传动机构上的负载增加可能导致传动机构2011故障。

当负载增加至分闸特征值的相异度超过阈值相异度时，处理单元102确定传输机构处于不良健康状态并且需要更换。在这种情况下，用户可以更主动地或提前更换断路器200或连接至分闸线圈2013的传动机构。应当理解的是，上述选择“3”作为阈值相异度的实施方式只是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。任意其它适当的值也是可能的。例如，可以选择更大的阈值相异度以节省成本，或者可以选择更小的阈值相异度以更早地确定故障。

此外，应当理解的是，分闸特征值的阈值相异度包括分闸峰值和/或分闸时间的上述实施方式只是示意性的，而非对本公开的范围进行任何限制。任何其它合适的值也是可能的。例如，在一些实施例中，也可以选择从第一电流波形数据确定的分闸线圈的总操作时间。

在一些实施例中，至少一个机构201可以包括储能电机2015。至少一个传感器101可以通过各种方式耦合至储能电机2015。例如，传感器101可以包括耦合至储能电机2015的霍尔传感器(为了便于讨论，称为第二霍尔传感器1013)，如图4B所示。第二霍尔传感器1013可以耦合至用于将储能电机2015连接至电源2016的电线2014。应当理解的是，第二霍尔传感器1013耦合至电线2014的上述实施方式只是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。其它任意适当布置也是可能的。例如，在一些实施例中，第二霍尔传感器1013可以耦合至储能电机2015本身或与储能电机2015相关的任意适当位置。

第二霍尔传感器1013可以获得与储能电机2015的储能操作相关的电流波形数据(为了便于讨论，称为第二电流波形数据)。应当理解的是，可以使用任何适当传感器来获得与储能电机2015的储能操作相关的波形数据。例如，传感器101可以包括负载传感器(未示出)，以获得连接至储能电机2015的传动机构上的负载。

与上述确定分闸线圈2013的分闸特征值的过程相似(此处不再重复)，发明人进一步发现，当连接至储能电机2015的传动机构上的负载增加时，与正常操作状态相比，诸如从第二电流波形数据确定的启动电流、截止电流、平均储能电流和/或储能时间的一些值可能会改变，如图10所示。

如图所示，启动电流对应于储能开始时通过电线2014的电流的峰值；截止电流对应于储能结束时通过电线2014的电流值；平均储能电流对应于储能期间通过电线2014的电流的平均值，并且储能时间对应于给弹簧储能的时间。

如上所述，当连接至储能电机2015的传动机构上的负载增加时，与正常运行状态相比，上述值中的至少一个值可能会改变，如图10所示。例如，在储能电机2015正常运行的状态下，电流会在储能过程结束时截止，因此，截止电流可以是“0”。然而，如果连接至储能电机2015的诸如传动机构等一些机构处于不良健康状态，则截止电流可能不是“0”而是其它值。

在这种情况下，如图10所示，可以选择从第二电流波形数据确定的启动电流、截止电流、平均储能电流和/或储能时间作为储能特征值。相应地，储能阈值矩阵可以记录当储能电机2015及其相关传动机构处于正常操作状态时，诸如断路器200刚投入使用时获得的启动电流、截止电流、平均储能电流和/或储能时间。

图11示出储能特征值随储能电机2015的分闸操作次数变化的图，其中阈值相异度被指定为2，如虚线所示。如图11所示，随着储能操作次数增加，相异度逐渐接近阈值相异度，并且在大约780次操作之后最终超过阈值相异度。这意味着连接至储能电机2015的传动机构处于不良健康状态并且需要更换。

如果已经选择了适当的阈值相异度，则可以在连接至储能电机2015的传动机构发生故障之前预测故障。在这种情况下，用户可以更主动地或提前更换断路器200或连接至储能电机2015的传动机构。这有效防止了因连接至储能电机2015的传动机构或断路器200突然发生故障而对电路中的电气设备造成损坏。

应当理解的是，选择“2”作为阈值相异度的上述实施方式只是示意性的，而非暗示对本公开范围的任何限制。其它任意适当的值也是可能的。例如，可以选择更大的阈值相异度以节省成本，或者可以选择更小的阈值相异度以更早地确定故障。

而且，应当理解的是，储能特征值的阈值相异度包括启动电流、截止电流、平均储能电流和/或储能时间的上述实施方式只是示意性的，而非暗示对本公开的范围的任何限制。其他任意适当的值也是可能的。例如，在一些实施例中，也可以选择从第二电流波形数据确定的谷值或操作时间。

以上描述了根据本公开实施例分别应用于操作机构2011、分闸线圈2013和/或储能电机2015的故障诊断装置100的实施例。应当理解的是，将故障诊断装置100应用于操作机构2011、分闸线圈2013或储能电机2015的上述实施方式只是示意性的，而非暗示对本公开的范围的任何限制。待应用的其他任意适当机构也是可能的。例如，故障诊断装置100可以应用于驱动机构(未示出)。

图12示出根据本公开其它一些实施例的用于断路器的故障诊断方法的流程图。方法1200可以由处理单元102实施以执行故障诊断。如图所示，在框1210，从耦合至布置在断路器中的至少一个机构201的至少一个传感器101接收参数随时间的波形数据。波形数据与至少一个机构201的操作状态相关。

在框1220，分析波形数据以获得至少一个特征值。在框1230，确定至少一个特征值与阈值矩阵之间的相异度。在框1240，响应于该相异度大于阈值相异度，确定至少一个机构201存在故障。

从本公开的以上实施例可以看出，可以提前确定断路器200中至少一个机构201的故障。在这种情况下，用户可更主动地更换断路器200或操作机构2011。这有效防止了因操作机构2011或断路器200突然发生故障而对电路中的电气设备造成损坏。

应当理解的是，本公开的以上详细实施例仅用于例示或解释本公开的原理，并非旨在限制本公开。因此，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，任何修改、等同替换和改进等均应包含在本公开的保护范围之内。同时，本公开所附权利要求旨在覆盖落入权利要求的范围和边界或范围和边界的等同形式内的所有变型和修改。