用于电机的监视系统与方法技术方案

本公开的发明专利技术名称是“用于电机的监视系统与方法”。一种监视系统包括：声发射监视系统，其包括声发射传感器；局部放电监视系统，其包括局部放电传感器，且局部放电监视系统与声发射监视系统同步；以及计算机，其接收来自声发射传感器的声发射数据以及来自局部放电传感器的电数据。所述计算机配置成：通过声发射数据的模式识别将第一统计事件归类为疲劳破裂事件，并确定由疲劳破裂事件导致的第一损坏状况以及第一位置；通过声发射数据或电数据的模式识别，将第二统计事件归类为局部放电事件；以及将声发射数据和电数据进行融合以用于第二统计事件，并确定由局部放电事件导致的第二损坏状况以及第二位置。监视的方法也被公开。

【技术实现步骤摘要】
用于电机的监视系统与方法
本专利技术针对检测、表征、以及诊断的系统与方法。更具体地，本专利技术针对用于电机中疲劳破裂和局部放电事件的检测以及表征的系统与方法。
技术介绍
疲劳破裂和局部放电（PD）事件均是对于发电机系统的难题。所述现象是相关的，因为各自可以是另一个的贡献因素。局部放电倾向于增加疲劳裂缝的数目，且在疲劳裂缝的数目中的增加倾向于增加局部放电的频率。局部放电是没有对两个导体之间的间隔进行桥接的电绝缘系统的局域电介质击穿。局部放电生成高频率瞬时电流脉冲，所述电流脉冲持续在纳秒一直到微秒的范围中的时间段。局部放电常常在固体电介质内的空隙、裂缝（诸如疲劳裂缝）、或杂质内，或在导体-电介质接口处开始。局部放电也可沿不同绝缘材料之间的边界发生。尽管疲劳破裂可由材料上的任何类型的循环应力（既包括机械的也包括电的应力）导致，但在发电机系统的上下文中，所述应力根本上是电的。累积的局部放电可引起疲劳破裂事件。局部放电引起绝缘材料的累进退化，最后导致电击穿。重复的PD事件引起绝缘材料的不可逆机械和化学退化。损坏是由以下所引起的：被高能量电子或离子所耗散的能量、来自放电的紫外光、侵袭空隙壁的臭氧、以及当在高压力下化学击穿过程释放气体时的破裂。有三种主要类型的局部放电：内部局部放电、表面局部放电、以及电晕局部放电。高电压系统中内部PD的历史最终触发电树化（electricaltreeing）。表面PD的历史最终诱使绝缘跟踪。然而，起源在高电压连接中的电晕PD的历史一般是无害的。PD监视和检测涉及对系统的电介质状况进行评估，该评估是通过对电信号的监视以及对电弧放电、电场、材料、波的传播和衰减、传感器空间敏感性、频率响应和校准、噪声、以及数据解释的分析。电弧是在两个电极之间可见的等离子体放电，其是由空气中电流电离的气体所引起的。局部放电的量级相关于发生的损坏性放电的程度，且因此相关于在绝缘上所遭受的损坏的量。脉冲重复速率指示在各种最大量级水平发生的放电的数量。局部放电测量系统可包括超高频率（UHF）传感器、高频率电流互感器（HFCT）、超声麦克风、瞬时地电压（TEV）传感器或耦合电容器、用来评估宽范围的信号频率的相位分辨分析系统、或其的组合。UHF传感器一般在300MHz-1.5GHz的范围中检测。HFCT一般在500kHz-50MHz的范围中检测。超声麦克风一般在40kHz附近的范围中检测。TEV传感器或耦合电容器一般在3MHz-100MHz的范围中检测。相位分辨分析系统将脉冲定时与交流电（AC）频率进行比较。局部放电的电检测存在的显著问题是检测设备非常易受电磁噪声的影响，这能够导致对局部放电的假检测（通常作为假阳性）。然而，在高电压系统中，由局部放电引起的刺（spike）比较于系统电压的幅度可以是非常小的，且可被错失，从而导致假阴性。经常，经受测试的设备还需要被取下线，从高电压源被通电、且然后被测试，这要求很多的时间和设备。常规PD测试系统不能够检测疲劳裂缝以及可检测但无法定位PD事件。声发射（AE）是材料内的瞬时弹性波，通常是局域应力能量的快速释放（诸如当材料经历在它的结构中不可逆的改变时）的结果。疲劳破裂事件生成声发射。由于声波一般在20kHz一直到多于1MHz的频率范围中，声检测系统检测声发射。声检测系统可以是外部或内部系统。外部声检测系统采用被安装到要被监视的设备的外侧的传感器。另一方面，内部系统使用放置在要被监视的设备的内侧的传感器来直接测量压力波。比起其它方法，声检测的重要优势是通过在多个位置使用传感器，可得到定点（positioning）信息。该位点（position）信息可帮助标识AE的源的位置。声检测的另一个优势是它对电磁干扰或电磁噪声的免疫。
技术实现思路
在一实施例中，一种监视系统的方法包括：将声发射监视系统与局部放电监视系统进行同步，其中所述声发射监视系统包括多个声发射传感器，所述局部放电监视系统包括多个局部放电传感器；指引通过声发射传感器对来自组件的声发射信号作为声发射数据的收集，以及指引通过局部放电传感器对电信号作为电数据的收集；以及通过所述声发射数据和所述电数据的模式识别，将统计事件归类为疲劳破裂事件或局部放电事件。在另一个实施例中，一种监视发电机系统的方法包括：指引通过所述发电机系统的组件上的多个第一传感器对来自所述组件的声发射信号的收集，并将之作为声发射数据；以及通过所述声发射数据的模式识别，将第一统计事件归类为疲劳破裂事件。在另一个实施例中，一种监视系统包括：声发射监视系统，其包括多个声发射传感器；局部放电监视系统，其包括多个局部放电传感器，且所述局部放电监视系统与所述声发射监视系统同步；以及计算机，其接收来自声发射传感器的声发射数据以及来自局部放电传感器的电数据。所述计算机配置成：通过所述声发射数据的模式识别将第一统计事件归类为疲劳破裂事件，并确定由所述疲劳破裂事件导致的第一损坏状况以及第一位置；通过所述声发射数据或所述电数据的模式识别，将第二统计事件归类为局部放电事件；以及将所述声发射数据和所述电数据进行融合（fuse）以用于所述第二统计事件，并确定由所述局部放电事件导致的第二损坏状况以及第二位置。本专利技术的其它特征和优势从结合附图进行的以下更加详细的描述将是显而易见的，所述附图作为示例示出了本专利技术的原理（principle）。本公开由此提供以下技术方案：技术方案1.一种监视系统的方法，包括：将声发射监视系统与局部放电监视系统进行同步，所述声发射监视系统包括多个声发射传感器，所述局部放电监视系统包括多个局部放电传感器；指引通过所述声发射传感器对来自组件的声发射信号作为声发射数据的收集，以及指引通过所述局部放电传感器对电信号作为电数据的收集；以及通过所述声发射数据和所述电数据的模式识别，将统计事件归类为疲劳破裂事件或局部放电事件。技术方案2.如技术方案1所述的方法，其中所述统计事件包括所述局部放电事件，所述方法进一步包括将所述声发射数据和电流数据进行融合以用于所述统计事件，并确定由所述局部放电事件导致的损坏状况以及位置。技术方案3.如技术方案1所述的方法，其中所述统计事件包括所述疲劳破裂事件，所述方法包括通过所述声发射数据的模式识别，将所述统计事件归类为所述疲劳破裂事件。技术方案4.如技术方案3所述的方法，进一步包括从所述声发射数据来确定所述疲劳破裂事件的损坏状况以及位置。技术方案5.如技术方案1所述的方法，其中所述系统包括发电机系统。技术方案6.如技术方案1所述的方法，其中所述模式识别实时地发生。技术方案7.如技术方案6所述的方法，进一步包括实现自适应机器学习来增强所述模式识别。技术方案8.如技术方案1所述的方法，其中所述声发射传感器包括光纤声发射传感器。技术方案9.一种监视发电机系统的方法，包括：指引通过所述发电机系统的组件上的多个第一传感器对来自所述组件的声发射信号作为声发射数据的收集；以及通过所述声发射数据的模式识别，将第一统计事件归类为疲劳破裂事件。技术方案10.如技术方案9所述的方法，进一步包括确定由所述疲劳破裂事件导致的损坏状况以及位置。技术方案11.如技术方案9所述的方法，其中所述第一传感器包括光纤声发射传感器。技术方案12.如技术方案9所述的方法，进一步包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种监视系统的方法，包括：将声发射监视系统18与局部放电监视系统22进行同步，所述声发射监视系统18包括多个声发射传感器16，所述局部放电监视系统22包括多个局部放电传感器20；指引通过所述声发射传感器16对来自组件的声发射信号作为声发射数据的收集，以及指引通过所述局部放电传感器20对电信号80作为电数据的收集；以及通过所述声发射数据和所述电数据的模式识别，将统计事件归类为疲劳破裂事件或局部放电事件。

【技术特征摘要】
2015.12.15 US 14/9698931.一种监视系统的方法，包括：将声发射监视系统18与局部放电监视系统22进行同步，所述声发射监视系统18包括多个声发射传感器16，所述局部放电监视系统22包括多个局部放电传感器20；指引通过所述声发射传感器16对来自组件的声发射信号作为声发射数据的收集，以及指引通过所述局部放电传感器20对电信号80作为电数据的收集；以及通过所述声发射数据和所述电数据的模式识别，将统计事件归类为疲劳破裂事件或局部放电事件。2.如权利要求1所述的方法，其中所述统计事件包括所述局部放电事件，所述方法进一步包括将所述声发射数据和电流数据进行融合以用于所述统计事件，并确定由所述局部放电事件导致的损坏状况以及位置。3.如权利要求1所述的方法，其中所述统计事件包括所述疲劳破裂事件，所述方法包括通过所述声发射数据的模式识别，将所述统计事件归类为所述疲劳破裂事件。4.如权利要求1所述的方法，进一步包括实现自适应机器学习来增强所述模式识别。5.如权利要求1所述的方法，其中所述声发射传感器16包括光纤声发射传感器16。6.一种监视发电机系统14的方法，包括：指引通过所述发电机系统14的组件上的多个第一传感器对来...

【专利技术属性】
技术研发人员：E德汉尼里，CW罗斯，AB维特尼，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US