万能式断路器是电力系统低压配电网的关键设备之一,广泛应用在低压配电系统中总进线处或重要设备处。实践表明,断路器易发生机械故障。现有研究工作主要集中在高压断路器的机械故障诊断,但低压大电流万能式断路器的操作可靠性同样关系到电力系统的安全运行。因此,针对万能式断路器机械故障非侵入式诊断技术的研究具有重要的意义。本文通过构建万能式断路器非侵入式故障诊断实验系统,并人为模拟断路器机械故障,进行了实测研究,根据断路器动作过程中分合闸振动信号与声音信号、储能电流信号的特点,给出了断路器不同动作阶段的故障诊断方法,从而实现了万能式断路器机械故障的非侵入式诊断。本文的主要研究内容及成果如下:1.构建了一种基于LabVIEW的万能式断路器非侵入式故障诊断实验系统,并在DW15-1600万能式断路器上进行了故障模拟实验,实现了对万能式断路器动作的控制,分合闸振动信号、声音信号以及储能电机电流信号的采集,数据存储,信号预处理等功能,具有较好的互操作性和可扩充性。2.提出了一种基于振动信号互补总体平均经验模态分解-样本熵和相关向量机相结合的万能式断路器故障诊断方法。以分合闸过程中所产生的包含丰富机械特性信息的振动作为信号来源,提取了固有模态函数分量的样本熵作为特征样本,并依据不同故障类型的样本间欧氏距离,建立了基于RVM的二叉树分类器,利用相对较少的故障数据样本,实现了对万能式断路器分合闸故障类型的识别。3.为保证苛刻条件下万能式断路器故障诊断的可靠性和稳定性,在基于振动信号分合闸故障诊断的基础上,提出了一种多特征融合与改进量子粒子群优化相关向量机相结合的万能式断路器分合闸故障振声诊断方法。利用振动与声音信号的互补性,将振声信号的多种特征综合利用,并利用改进量子粒子群对相关向量机的核参数寻优,提高了基于相关向量机次序二叉树分类模型的识别率。4.提出了一种基于储能电机电流分析的万能式断路器操作机构故障诊断方法。通过监测储能电机的电流信号,采用Hilbert幅值解调法和改进的小波包阈值法相结合获取储能电流信号的包络,解决了随机噪声干扰造成的包络线粗糙问题,并提取了包络特征,融合模糊聚类和相关向量机,实现了对断路器操作机构故障的非侵入式诊断。