【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开内容涉及用于检测与电气设备相关联的电气异常的方法、计算机程序和系统。更具体地，本公开内容涉及如权利要求1、权利要求10和权利要求11的前序部分中所定义的用于检测与电气设备相关联的电气异常的方法、计算机程序和系统。
技术介绍
1、诸如火花、电弧和热量增加的电气异常可能与电气设备相关联地发生，例如由于各种故障或过电压。这种异常可能导致火灾，从而导致电气设备及其周围环境的严重损坏。为了检测异常并由此防止损坏，存在各种类型的警报系统和装置，所述警报系统和装置包括电压监控、光学传感器和/或声学传感器。然而，这些系统和装置中的大部分都非常复杂且昂贵。此外，当损坏已经发生或火灾已经开始时，这些系统中的许多系统对异常的反应太晚。
2、作为示例，us2020/0144806 a1公开了用于根据电弧的声学特征来检测电气系统中电弧的形成的方法和装置。该系统包括声学传感器，例如超声波传感器，该声学传感器被配置成检测电气系统中的声波。传感器可以布置在电气系统的壳体的壁上，或者与希望监控的电导体物理接触。
3、us10366596 bb公开了用于检测电气设备故障的监控系统。该系统包括超声波传感器，该超声波传感器安装在例如面对电气设备的机柜的门或壁的内侧上。超声波传感器可以用于设定阈值声级，该阈值声级表示从良好工作状态的电气设备辐射的超声波发射。在监控期间，因为声级将高于环境阈值，所以超声波传感器可以检测电弧、跟踪或电晕事件何时发生。
4、尽管根据现有技术的上述系统解决了与用于检测电气异常的系统相关联的问题中的一些问
技术实现思路
1、本公开内容的目的是缓解、减轻或消除现有技术中的缺陷和缺点中的一个或更多个，并且解决当前问题中的至少一个问题。
2、本公开内容的特定目的是提供用于检测与电气设备相关联的电气异常的具有成本效益的、可靠的且稳健的方法和系统。
3、本公开内容的另一目的是提供用于检测电气异常的方法和系统，所述方法和系统通过准确且可靠的监控能够及时地发出警报，从而降低严重损坏的风险。
4、根据本公开内容的一方面，提供了一种用于检测与电气设备相关联的电气异常的方法。该方法包括以下步骤：在校准处理期间借助于声学传感器装置记录反映电气设备在其正常操作期间的声音的声信号；以及基于在校准处理期间记录的在至少一个频带内的声信号，确定在校准处理之后对电气设备的监控期间要监控的至少一个频带内的声信号的能量含量阈值。该方法还可以包括以下步骤：在由声学传感器装置在校准处理之后对电气设备的监控期间记录的声信号中检测在至少一个频带内的声脉冲；以及当声脉冲的能量含量超过至少一个频带的能量含量阈值时，将声脉冲分类为与电气设备相关联的电气异常。
5、这提供了一种具有成本效益的、可靠的且稳健的方式来监控电气设备，以检测电气异常，包括但不限于电气设备的火花形成、电弧、电晕放电、跟踪和温度突然升高。通过监听电气设备在其正常操作期间产生的背景声学噪声水平，并基于记录的在要监控的特定频带内的声信号来确定能量含量阈值，可以将阈值设定得相对较低，从而提高电气异常检测的灵敏度。
6、应当优选地选择频带以排除由电气设备在其正常操作期间生成的高能量含量声信号，即排除包含高水平背景噪声的频率。
7、在一些实施方式中，基于要监控的电气设备的类型和/或基于要监控的电气设备的电气环境来预设频带。以这种方式，频带可以根据通常由要监控的电气设备的类型和/或由要监控的电气设备的周围环境中的电器产生的声学噪声的已知频谱来预设。
8、在一些实施方式中，频带是基于由声学传感器装置在校准处理期间记录的声信号来确定的，所述声信号是由电气设备在其正常操作期间产生的，所述声信号表示由电气设备在其正常操作期间产生的背景噪声。
9、在一些实施方式中，该方法可以包括以下步骤：将在校准处理期间记录的不同频率的声信号的能量含量进行比较，并且基于该比较将要监控的频带确定为具有相对低能量含量的频带。
10、频带应当优选地足够窄，以排除由电气设备在其正常操作期间生成的高能量含量声信号。优选地，频带应当具有至多100hz、优选地至多75hz、甚至更优选地至多50hz的带宽。
11、根据由要监控的电气设备和要监控的电气设备的周围环境中的电器产生的背景噪声，频带的合适中心频率可以为1khz或4.5khz。
12、已经发现，由上述类型电气异常产生的声脉冲具有非常短的持续时间。因此，为了通过防止其他声音被误认为电气异常而使该方法更加稳健，该方法可以包括以下步骤：确定声脉冲的脉冲持续时间，并且仅当脉冲持续时间在最大脉冲持续时间阈值以下时，才将声脉冲分类为电气异常。当被定义为声脉冲的能量含量超过能量含量阈值的时间段时，最大脉冲持续时间阈值可以例如被设定为15ms至50ms范围内的值。优选地，最大脉冲持续时间阈值应当为至多40ms，甚至更优选地至多30ms，并且最优选地至多20ms。
13、还发现，由上述类型电气异常产生的声脉冲在能量含量方面会非常突然增加和减少。因此，为了使该方法更加稳健，可以基于声脉冲的能量含量的增加率和/或减少率来执行将脉冲分类为电气异常。
14、在一些实施方式中，该方法可以包括以下步骤：确定指示声脉冲的能量含量的增加率的测量，并且仅当增加率的测量超过设定的阈值时，才将声脉冲分类为电气异常。这可以例如通过以下来实现：确定声脉冲的声能缓升时间，并且仅当声能缓升时间在最大声能缓升阈值以下时，才将声脉冲分类为电气异常。当被定义为从声脉冲的能量含量超过能量含量阈值的第一时间点到声脉冲的能量含量达到其最大值的第二时间点的时间段时，最大声能缓升阈值可以例如被设定为10ms至40ms范围内的值。优选地，最大声能缓升阈值应当为至多30ms，甚至更优选地至多20ms，并且最优选地至多10ms。
15、同样，在一些实施方式中，该方法可以包括以下步骤：确定指示声脉冲的能量含量的减少率的测量，并且仅当减少率的测量超过设定的阈值时，才将声脉冲分类为电气异常。这可以例如通过以下来实现：确定声脉冲的声能缓降时间，并且仅当声能缓降时间在最大声能缓降阈值以下时，才将声脉冲分类为电气异常。当被定义为从声脉冲的能量含量达到其最大值的第一时间点到脉冲的能量含量下降到能量含量阈值以下的第二时间点的时间段时，最大声能缓降阈值可以例如被设定为10ms至40ms范围内的值。优选地，最大声能缓降阈值应当为至多30ms，甚至更优选地至多20ms，并且最优选地至多10ms。
16、该方法还可以包括以下步骤：响应于将声脉冲的发生分类为电气异常而生成警报信号和/或自动地关断电气设备。以这种方式，可以向用户通知电气设备中电气异常的发生，以及/或者在检测到电气异常时可以关断电气设备，从而防止或至少减轻对电气设备和电气设备的周围本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于检测与电气设备(100)相关联的电气异常的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述至少一个频带(ΔfA，ΔfB)以排除由所述电气设备(100)在其正常操作期间生成的高能量含量声信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个频带(ΔfA，ΔfB)中的每个频带具有至多100Hz、优选地至多75Hz、甚至更优选地至多50Hz的带宽。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电气设备(100)的声音由所述声学传感器装置(30)从以下各项中拾取：所述声学传感器装置安装在其上的用于电气设备的安装导轨(10)、所述声学传感器装置安装在其上的电缆或所述声学传感器装置集成到其中的电连接器。
9.一种包括计算机可读指
10.一种用于检测与电气设备(100)相关联的电气异常的系统(1)，所述系统包括用于记录反映所述电气设备(100)的声音的声信号的声学传感器装置(30)，以及至少一个处理器(303，803)，所述至少一个处理器(303，803)可操作地耦接至所述声学传感器装置(30)并且被配置成：
11.根据权利要求10所述的系统(1)，其中，选择所述至少一个频带(ΔfA，ΔfB)以排除由所述电气设备(100)在其正常操作期间生成的高能量含量声信号。
12.根据权利要求10或11所述的系统(1)，其中，所述至少一个频带(ΔfA，ΔfB)中的每个频带具有至多100Hz、优选地至多75Hz、甚至更优选地至多50Hz的带宽。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的系统(1)，其中，所述至少一个处理器(303，803)被配置成：
14.根据权利要求10至13中任一项所述的系统(1)，其中，所述至少一个处理器(303，803)被配置成：
15.根据权利要求10至14中任一项所述的系统(1)，其中，所述至少一个处理器(303，803)被配置成：
16.根据权利要求10至15中任一项所述的系统(1)，其中，所述至少一个处理器(303，803)被配置成响应于将所述声信号(P)分类为电气异常而生成警报信号和/或自动地关断所述电气设备(100)。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的系统(1)，其中，所述声学传感器装置(30)被配置成从以下各项中拾取所述电气设备(100)的声音：所述声学传感器装置(30)安装在其上的用于电气设备的安装导轨(10)、所述声学传感器装置(30)安装在其上的电缆或所述声学传感器装置(30)安装在其上或集成到其中的电连接器。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种用于检测与电气设备(100)相关联的电气异常的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中，选择所述至少一个频带(δfa，δfb)以排除由所述电气设备(100)在其正常操作期间生成的高能量含量声信号。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述至少一个频带(δfa，δfb)中的每个频带具有至多100hz、优选地至多75hz、甚至更优选地至多50hz的带宽。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括以下步骤：
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述电气设备(100)的声音由所述声学传感器装置(30)从以下各项中拾取：所述声学传感器装置安装在其上的用于电气设备的安装导轨(10)、所述声学传感器装置安装在其上的电缆或所述声学传感器装置集成到其中的电连接器。
9.一种包括计算机可读指令的计算机程序，所述计算机可读指令在由用于检测与电气设备(100)相关联的电气异常的系统(1)的至少一个处理器(303，803)执行时，使所述至少一个处理器执行以下步骤：
10.一种用于检测与电气设备(100)相关联的电气异常的系统(1)，所述系统包括用于记录反映所述电气设备(100)的声音的声信号的声学传感器装置(30)，以及至少一个处理器(30...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·芒努松，古斯塔夫·弗吕克霍尔姆，
申请(专利权)人：埃利护卫有限公司，
类型：发明
国别省市：
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