故障检测系统技术方案

本发明专利技术涉及一种故障检测系统，该故障检测系统包括传感器、处理单元以及输出单元。传感器被配置为获取设备的传感器位置处的温度数据，其中温度数据包括第一温度数据和在第一温度数据之后的第一时间段获取的第二温度数据。处理单元被配置为确定温度量值，包括利用第一温度数据和/或第二温度数据。处理单元被配置为确定温度改变率，包括利用第一温度数据和第二温度数据以及第一时间段。处理单元被配置为预测设备的位置处的温度，包括利用温度量值、温度改变率以及相关性，其中相关性是传感器位置处的多个温度量值和多个温度改变率与位置处的多个热点温度的相关性。处理单元被配置为确定设备是否具有故障，包括利用所预测的温度。输出单元被配置为输出设备具有故障的指示。示。示。

【技术实现步骤摘要】
故障检测系统


[0001]本专利技术涉及故障检测系统和故障检测方法。

技术介绍

[0002]设备(例如，中压MV开关设备或电动机)的温度通常需要保持在设备特定极限内，以避免热应力造成的损坏。温度测量(例如，使用IR传感器、热电偶传感器、SAW传感器或RFID传感器)用于控制保持这些极限。测量仅给出关于测量时刻和测量位置处的温度的状态的信息。
[0003]然而，可能引起出现损坏的情形。例如，可能存在以下情形：MV开关设备的维护任务已经完成，并且该设备重新投入运行。然后，当接通电源时，设备开始从环境温度加热。如果在维护任务期间发生错误，例如，忘记完全拧紧闭合电触点的螺钉，则接触电阻可能会很高(因此电损耗很高)，使得设备在一段时间之后将过热。在静止状态下达到设备的热点处的最高温度。期望检测在达到临界温度之前将导致过热的这种故障。热点通常靠近故障，即，靠近遗失螺钉，并且对于IR相机，可能不可见，或位于热电偶或其他传感器不太容易附接到设备的位置。
[0004]需要解决这些问题。

技术实现思路

[0005]因此，具有用于在设备(诸如开关设备或电动机)中的故障导致例如可能会损坏该设备的不期望的温度升高之前检测到该故障的改进系统可能会是有利的。
[0006]本专利技术的目的通过独立权利要求的主题来解决，其中其他实施例被并入从属权利要求中。
[0007]在一个方面中，提供了一种故障检测系统，包括：
[0008]‑
传感器；
[0009]‑
处理单元；以及<br/>[0010]‑
输出单元。
[0011]传感器被配置为获取设备的传感器位置处的温度数据。温度数据包括第一温度数据和在第一温度数据之后的第一时间段获取的第二温度数据。处理单元被配置为确定温度量值，包括利用第一温度数据和/或第二温度数据。处理单元被配置为确定温度改变率，包括利用第一温度数据和第二温度数据以及第一时间段。处理单元被配置为预测设备的位置处的温度，包括利用以下各项：温度量值、温度改变率以及相关性。相关性是传感器位置处的多个温度量值和多个温度改变率与位置处的多个热点温度的相关性。处理单元被配置为确定设备是否具有故障，包括利用所预测的温度。输出单元被配置为输出设备具有故障的指示。
[0012]以这种方式，在设备过热之前提供了对具有将导致过热的诸如松散连接之类的故障的设备的一部分(诸如开关设备或电动机的一部分)的早期检测。
[0013]换言之，系统通过使用温度和升温速率的测量结合它们与热点温度的相关性来检测故障并避免过热。这使得能够在发生过热之前的相当长的时间内早期检测设备的未来过热，因此可以用于避免这种过热。
[0014]应当指出，“故障”被检测可以是对诸如根据温度确定的松散连接之类的故障的检测，或可以是对热点的检测。
[0015]在一个示例中，处理单元被配置为确定设备是否具有故障，包括确定所预测的温度超过阈值温度。
[0016]因此，如果预测将来的温度上升到临界温度以上，则可以升高标志，并且可以采取补救措施，诸如降低功率，或甚至关闭设备。
[0017]在一个示例中，处理单元被配置为从针对设备的不同操作场景的多个相关性中选择相关性。多个相关性中的每个相关性是传感器位置处的多个温度量值和多个温度改变率与位置处的多个热点温度的相关性。
[0018]因此，通过测量或模拟，温度与温度的速率和改变的一系列相关性可以与热点位置处的温度相关。然后，可以通过测量或模拟确立在稳定状态条件下，换言之，如果没有改变，热点处的温度将上升到临界温度以上，并且可以确定设备具有正在导致加热的故障。然后，可以在过热之前很好地采取补救措施，如果实际上不采取任何措施，则这会不可避免地发生。这些相关性中的每个相关性可以应用于例如具有和没有不同故障的不同功率操作情形，以便可以确立是否由于故障而发生过热或是否一切正常并且不会发生过热。
[0019]在一个示例中，多个相关性中的每个相关性通过实验或通过模拟来确定。
[0020]在一个示例中，该系统包括被配置为测量电流和/或功率的至少一个其他传感器。电流和/或功率包括在获取第一温度数据时和/或在获取第二温度数据时通过设备的电流和/或由设备汲取的功率。预测位置处的温度包括：利用电流和/或功率。
[0021]因此，通过把针对设备的其他相关操作数据考虑在内，提高了通过所预测的温度确定故障的准确性。
[0022]在一个示例中，选择相关性包括：利用电流和/或功率。
[0023]因此，通过把针对设备的其他相关操作数据考虑在内，提高了选择相关性的准确性。
[0024]在一个示例中，温度数据包括第三温度数据和在第三温度数据之后的第二时间段获取的第四温度数据，并且其中第二时间段在与第一时间段不同的时间段上。处理单元被配置为确定第二温度量值，包括利用第三温度数据和/或第四温度数据。处理单元被配置为确定第二温度改变率，包括利用第三温度数据和第四温度数据以及第二时间段。预测位置处的温度包括利用以下各项：第二温度量值以及第二温度改变率。
[0025]换言之，实际上，可以利用位置处的温度的“单个”数据点和该位置处的温度改变率来确定该位置处或其他位置处的未来温度，但是可以通过把该位置处的温度的时间分布和温度改变率考虑在内来提高未来预测的准确性。
[0026]在一个示例中，选择相关性包括：利用第二温度量值和第二温度改变率。
[0027]换言之，实际上，可以利用位置处的温度的“单个”数据点和该位置处的温度改变率来选择与设备中发生的内容有关的相关性，以预测未来温度，但是可以通过把该位置处的温度的时间分布和温度的改变率考虑在内来提高选择的准确性。
[0028]在一个示例中，位置是与传感器位置不同的位置。
[0029]在一个示例中，位置热连接到传感器位置。
[0030]在一个示例中，位置是传感器位置。
[0031]在一个示例中，传感器是红外相机或热电偶传感器或表面声波传感器或RFID温度传感器。
[0032]在一个示例中，设备包括中压开关设备或电动机的一部分。
[0033]在第二方面中，提供了一种故障检测方法，包括：
[0034]使用传感器获取设备的传感器位置处的温度数据，其中温度数据包括第一温度数据和在第一温度数据之后的第一时间段获取的第二温度数据；
[0035]通过处理单元确定温度量值，包括利用第一温度数据和/或第二温度数据；
[0036]通过处理单元确定温度改变率，包括利用第一温度数据和第二温度数据以及第一时间段；
[0037]通过处理单元预测设备的位置处的温度，包括利用温度量值、温度改变率以及相关性，其中相关性是传感器位置处的多个温度量值和多个温度改变率与位置处的多个热点温度的相关性；
[0038]通过处理单元确定设备是否具有故障，包括利用所预测的温度；以及
[0039]通过输出单元输出设备具有故障的指示。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种故障检测系统，包括：
‑
传感器；
‑
处理单元；以及
‑
输出单元；其中所述传感器被配置为获取设备的传感器位置处的温度数据，其中所述温度数据包括第一温度数据和在所述第一温度数据之后的第一时间段获取的第二温度数据；其中所述处理单元被配置为确定温度量值，包括利用所述第一温度数据和/或所述第二温度数据；其中所述处理单元被配置为确定温度改变率，包括利用所述第一温度数据和所述第二温度数据以及所述第一时间段；其中所述处理单元被配置为预测所述设备的位置处的温度，包括利用所述温度量值、所述温度改变率以及相关性，其中所述相关性是所述传感器位置处的多个温度量值和多个温度改变率与所述位置处的多个热点温度的相关性；其中所述处理单元被配置为确定所述设备是否具有故障，包括利用所预测的温度；以及其中所述输出单元被配置为输出所述设备具有故障的指示。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述处理单元被配置为确定所述设备是否具有故障，包括确定所预测的温度超过阈值温度。3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，其中所述处理单元被配置为从针对所述设备的不同操作场景的多个相关性中选择所述相关性，其中所述多个相关性中的每个相关性是所述传感器位置处的多个温度量值和多个温度改变率与所述位置处的多个热点温度的相关性。4.根据权利要求3所述的系统，其中所述多个相关性中的每个相关性通过实验或通过模拟来确定。5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其中所述系统包括至少一个其他传感器，所述至少一个其他传感器被配置为测量电流和/或功率，其中电流和/或功率包括在获取所述第一温度数据时和/或在获取所述第二温度数据时通过所述设备的电流和/或由所述设备汲取的功率，并且其中所述位置处的所述温度的所述预测包括利用所述电流和/或所述功率。6.根据从属于权利要求3至4中任一项时的权利要求5所述的系统，其中选择所述相关性包括利用所述电流和/或所述功率。7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中所述温度数据包括第三温度数据和在所述第三温度数据之后的第二时间段获取的第四温度数据，其中所述第二时间段在与所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：约尔格，
申请(专利权)人：ABB瑞士股份有限公司，
类型：发明
国别省市：