Fault diagnosis for electromagnetic relay using discrete wavelet transform and wavelet packet entropy

In order to fault features extraction for neutral electromagnetic relays of railway automatics, the time dependences of the relays transient currents during relays switching have been measured. The results of measurements, performed for the relay in operable condition and for relays with artificially created defects, were analyzed in the time and frequency domains. The discrete wavelet transform (DWT), discrete wavelet packet transform (DWPT) and wavelet packet energy Shannon entropy (WPESE) were used for relay fault feature extraction. Increased values of the WPESE of the transient current for electromagnetic relay with armature defects as compared with the value for the relay in operable condition, provides an integrated assessment of the relay fault existence. Analysis of relay transient currents by using DWT and WPT allows to identify the defects of the relay contacts and armature. Defects of the relay electromagnetic system can be revealed by measuring the time constants of the transient current when the relay is energized but the anchor does not move yet, because it is in one of the two end positions.

Aby wykryć oznaki wad neutralnych przekaźników elektromagnetycznych automatyki kolejowej, zmierzono zależności prądów przejściowych, przekaźników w czasie ich przełączania. Wyniki pomiarów, wykonanych w stanie roboczym przekaźnika i dla przekaźników ze sztucznie stworzonymi wadami, przeanalizowano w zależności od czasu i częstotliwości. Do wykrycia wady przekaźnika użyto dyskretnej transformaty fali elementarnej (DWT), dyskretnej transformaty paczki fal elementarnych (DWPT) oraz entropii Shannona energii paczki fal elementarnych (WPESE). Zwiększona WPESE prądu przejściowego dla przekaźnika elektromagnetycznego w porównaniu do wartości w stanie roboczym zapewnia kompleksową ocenę występowania wady przekaźnika. Analiza prądu przejściowego przy użyciu DWT i DWPT pozwala na identyfikację i lokalizację w czasie wad kontaktów i zwory przekaźnika. Wady układu przekaźnika można ujawnić mierząc stałe czasowe prądu przejściowego, kiedy przekaźnik jest włączony, ale zwora się nie porusza, ponieważ znajduje się w jednym z dwóch położeń końcowych.