傳統的真空滅弧室真空度測量方法只在一定的真空度范圍內測量精度較高，且易受外界干擾，為了獲得準確的真空度數據，使用橫磁場脈沖磁控法和改進的屏蔽罩電位法測量真空度，利用聯合卡爾曼濾波器對測量數據進行融合。根據真空滅弧室的離線檢測方式和真空度變化的規律確定了聯合卡爾曼濾波的初始值和系數矩陣。實驗證明這種方法具有良好的容錯性，能夠有效抑制外部噪聲對測量系統的干擾，提高測量數據的穩定性和準確度。

　　隨著我國電力系統無油化改造的順利實施和電力設備制造技術的飛速發展，真空斷路器的使用日趨普及。真空斷路器具有體積小、重量輕，環境污染小;開端容量大，滅弧性能好;適合頻繁操作，可靠性高，電壽命長等優點。在6~35kV電壓等級斷路器中占有主導地位，還正在向高電壓(72.5kV以上)、低電壓(380V~3kV)兩極發展。真空斷路器是以真空作為絕緣和滅弧手段的斷路器，真空度直接影響斷路器的性能。目前較為實用的真空度測量方法是橫磁場脈沖磁控法和改進的屏蔽罩電位法，實行離線檢測，即不必測量正在工作的真空

　　斷路器的真空度，只需在定期檢修時測量。但這兩種測量方法只在一定的真空度范圍內測量精度較高，脈沖磁控放電法能夠測量的滅弧室真空度的量程范圍為10^-1~10^-4 Pa，而屏蔽罩電位法只有在真空度處于10^-1~1Pa時測量更精確。同時由于真空斷路器所處的磁場、電場環境比較惡劣，單一傳感器可能會因為故障或干擾導致測量不準確。若采用多個傳感器，通過數據融合的方法把不同種類的傳感器所提供的觀測量加以綜合，可以消除多個傳感器之間可能存在的矛盾，降低不確定性，從而獲得真空度準確的狀態估計，提高設備狀態檢測系統故障的準確性。

　　常用的數據級的數據融合方法有基于均值的遞推融合算法、小波分析法、卡爾曼濾波器法等。卡爾曼濾波器采用最優化遞歸處理算法，能根據測量結果實時自動調整濾波器系數，提高融合精度。但傳統卡爾曼濾波數據融合有其不足的地方，當其中一個傳感器出現故障造成數據信息錯誤時，對最終數據融合結果影響較大，也就是系統的魯棒性較差。聯合卡爾曼濾波彌補了上述不足，采用信息分配原理，能及時有效地檢測傳感器的故障，進一步提高系統的總體性能。

　　本文以聯合卡爾曼濾波算法為基礎，得到了多個傳感器的最優融合數據，該方法可以獲得比傳統的單獨一種真空度測量方法更有效、更可靠的數據，提高了真空度檢測的精度。

1、原理與模型的建立

　　聯合卡爾曼濾波是一種特殊的分散式卡爾曼濾波器，分為局部濾波器和主濾波器兩部分。每個傳感器的測量值只提供給對應的局部濾波器，各局部濾波器并行處理，獲得建立在局部測量基礎上的局部最優估計。這些局部最優估計值又在主濾波器中進行進一步的融合處理，從而獲得建立在所有測量值基礎上的全局最優估計。然后主濾波器根據信息分配權值對局部濾波器進行反饋重置，提高局部濾波器的精度。本文采用橫磁場脈沖磁控法和屏蔽罩電位法測得真空滅弧室的真空度，之后由DSPF2812對信號進行采集和融合處理。聯合卡爾曼濾波器的結構如圖1所示。

圖1 聯合卡爾曼濾波器的結構

　　端口ADCINB0的數據在[1.450，1.900]的范圍內波動，在第2500Ls左右，測量數據出現異常波動。該組數據平均值為1.663V，方差為0.0380。測量數據無收斂趨勢，受外界因素的影響較大。該組數據為卡爾曼濾波器處理后的電壓值，在實驗開始階段數據波動較大，甚至超過單傳感器測量數據的[1.450，1.900]的范圍，但隨著實驗的繼續進行，數據的收斂趨勢明顯，而且在2500Ls左右有效地抑制了數據的異常波動。處理后的數據平均值為1.657V，方差為0.0048，相對于未經處理的數據，降低了一個數量級。

　　考慮到真空度測量時的測量噪聲、狀態噪聲無法準確獲得，采用的是合理假設后的估計值，使得最終的融合數據仍有一定幅度的波動。總的來說卡爾曼濾波器數據融合方法能有效地提高數據的一致性，降低外界環境的變化對測量結果的影響。

4、結論

　　本文針對單獨一種測量方法測量滅弧室真空度不準確的問題，提出了采用兩種不同方法測量，并使用基于聯合卡爾曼濾波器的數據融合方法，對測量數據進行處理。仿真實驗表明該方法的有效性，能夠有效解決單獨一種傳感器測量真空度不準確的問題。