低压或中压开关设备监测系统的制作方法

1.本发明涉及一种低压或中压开关设备监测系统。


背景技术：

2.用于开关设备应用的监测系统专门针对具有较大热质量的部件(诸如母线)的温度变化进行感测，例如通过限于感测特定点的温度的pt100温度探头。然而，这种监测系统不适用于确定开关设备的面板隔室内出现的某些潜在严重情况的一致性评估，诸如入侵动物或未经授权的人员。
3.有必要解决这些问题。


技术实现要素：

4.因此，具有用于监测开关设备的改进的系统将是有利的。
5.本发明的目标是通过独立权利要求的主题来解决的，其中进一步的实施例被并入从属权利要求中。
6.在一方面，提供了一种低压或中压开关设备监测系统(10)，其包括：
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至少一个传感器；
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处理单元；以及
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输出单元。
10.至少一个传感器被配置为在开关设备的隔室内获取传感器数据。传感器数据包括第一传感器数据。传感器数据包括第二传感器数据。在第一传感器数据之后的设定时间获取第二传感器数据。至少一个传感器被配置为向处理单元提供第一传感器数据和第二传感器数据。处理单元被配置为确定针对开关设备的隔室的状态信息，该确定包括第二传感器数据与第一传感器数据的比较。输出单元被配置为输出状态信息。
11.在示例中，设定时间为1秒、2秒、5秒、10秒、30秒、1分钟、2分钟或5分钟。
12.以这种方式，提供了一种非常简单的观察系统，从而基于比在开关设备内正常发生的变化(诸如正常温升)的时间尺度短的时间尺度上的数据的比较，来确定开关设备是否有任何问题，诸如不应该在隔室内的动物或人，或者设备的部分或部件是否已经松动。因此，例如如果确定未经授权的人员进入开关设备，则可以触发开关设备的自动关断。此外，可以向操作员提供信息，以确定必要时应该采取的动作。
13.在示例中，比较包括从第一传感器数据减去第二传感器数据或者从第二传感器数据减去第一传感器数据。
14.因此，开关设备是否存在问题或难题的确定基于传感器数据的简单减法，以确定是否有任何变化。
15.在示例中，至少一个传感器包括相机。第一传感器数据包括第一图像并且第二传感器数据包括第二图像。
16.在示例中，相机是红外图像采集相机和/或可视图像采集相机。
17.在示例中，状态信息的确定包括：基于第二图像与第一图像的比较来确定第二图像中的对象的尺寸。
18.在示例中，状态信息的确定包括：基于第二图像与第一图像的比较来确定第二图像中的对象的温度。
19.在示例中，状态信息的确定包括：基于第二图像与第一图像的比较来对第二图像进行图像处理。
20.在示例中，图像处理包括利用图像数据的数据库。
21.因此，提供基于图像的分析来确定开关设备中是否有任何变化，并且基于该确定，可以分析图像数据本身，其中现在已知图像中发生变化的位置，并且可以利用与图像中的变化相关联的尺寸和/或温度(从ir图像确定)来确定对象是动物还是人。此外，例如可以使用数据库分析图像数据本身，来进一步确定对象是什么，例如与开关设备不同部分的已知对象形状进行比较，从而使得能够确定开关设备的特定部分已经松动。基于图像的系统可以单独操作，也可以结合基于声学的系统来操作。
22.在示例中，至少一个传感器包括麦克风。第一传感器数据包括第一声学记录，并且第二传感器数据包括第二声学记录。
23.在示例中，状态信息的确定包括：基于第二声学记录与第一声学记录的比较对第二声学记录进行声音模式分析。
24.在示例中，声音模式分析包括利用声音数据的数据库(80)。
25.因此，可以利用基于噪声(或声音)的比较系统来确定开关设备内部是否有任何变化，并且基于该确定，例如可以使用与数据库信息对准的噪声模式分析来进行进一步的分析，以确定发生了什么，诸如动物或人已经进入开关设备。基于噪声的系统可以单独操作，也可以结合基于图像的系统来操作。
26.在示例中，传感器数据包括在第一传感器数据的获取时间与第二传感器数据的获取时间之间的时间段的第一多个传感器数据。输出单元被配置为基于状态信息输出第一多个传感器数据。
27.在示例中，传感器数据包括在第二传感器数据的获取时间之后的时间段的第二多个传感器数据。输出单元被配置为基于状态信息输出第二多个传感器数据
28.以这种方式，可以基于传感器数据的比较来确定开关设备的隔室内发生了变化。然后，如果必要，则可以自动地或由操作员来处理背景第一数据信号与随后基于事件的图像或声音数据事件之间的相关性的图像或声音数据。然后可以确定到底发生了什么事件，并且评估应该采取什么动作。例如，可以确定设备的部件已经损坏并松动，或者动物已经进入开关设备，或者人员已经进入开关设备并篡改了设备的部分。此外，可以在获取第二图像或声音事件之后提供数据流，例如以便操作员可以监测正在发生的事情。
29.在第二方面，提供了一种低压或中压开关设备，其包括根据第一方面的监测系统。
30.上述方面和示例将通过参考下文所述的实施例变得明显并加以说明。
附图说明
31.下面将参照附图描述示例性实施例：
32.图1示出了低压或中压开关设备监测系统的示例的示意图。
具体实施方式
33.图1涉及低压或中压开关设备监测系统10。该监测系统包括至少一个传感器20、处理单元30以及输出单元40。该至少一个传感器被配置为获取开关设备200的隔室100内的传感器数据。传感器数据包括第一传感器数据。传感器数据包括第二传感器数据。在第一传感器数据之后的设定时间获取第二传感器数据。该至少一个传感器被配置为向处理单元提供第一传感器数据和第二传感器数据。该处理单元被配置为确定针对开关设备的隔室的状态信息，该确定包括第二传感器数据与第一传感器数据的比较。该输出单元被配置为输出状态信息。
34.在示例中，观察系统被配置为在随后的时间段周期性地获取一系列第一传感器数据，并且在设定时间获取一系列第二传感器数据，使得在第一传感器数据之间获取每个第二传感器数据。因此，第一传感器数据构成与随后的数据信号进行比较的背景或参考数据信号。通过逐渐更新背景数据信号，开关设备中缓慢变化的事件(诸如部件(诸如母线90)的逐渐加热)不会导致触发存在不利事件。
35.在示例中，状态信息指示基于第一传感器数据与第二传感器数据之间的变化在开关设备的隔室中存在变化事件。在示例中，基于第一传感器数据与第二传感器数据之间大于阈值的变化来注册变化事件。因此，噪音或缓慢变化的温度不会导致触发开关设备发生变化。
36.根据示例，设定时间是1秒、2秒、5秒、10秒、30秒、1分钟、2分钟或5分钟。设定时间可以在这些时间之间，并且可以长于5分钟，但短于开关设备发生正常温度变化的时间范围。
37.在示例中，输出单元被配置为输出第二传感器数据。
38.在示例中，输出单元被配置为输出第二传感器数据与第一传感器数据的比较。
39.根据示例，该比较包括从第一传感器数据减去第二传感器数据或者从第二传感器数据减去第一传感器数据。
40.根据示例，该至少一个传感器包括相机50。然后，第一传感器数据可以包括第一图像，并且第二传感器数据可以包括第二图像。
41.根据示例，相机是红外图像采集相机和/或可视图像采集相机。
42.根据示例，状态信息的确定包括基于第二图像与第一图像的比较来确定第二图像中的对象的尺寸。
43.根据示例，状态信息的确定包括基于第二图像与第一图像的比较来确定第二图像中的对象的温度。
44.根据示例，状态信息的确定包括基于第二图像与第一图像的比较来对第二图像进行图像处理。
45.根据示例，图像处理包括利用图像数据的数据库60。
46.根据示例，至少一个传感器包括麦克风70。然后，第一传感器数据可以包括第一声学记录并且第二传感器数据可以包括第二声学记录。
47.根据示例，状态信息的确定包括基于第二声学记录与第一声学记录的比较对第二声学记录进行声音模式分析。
48.根据示例，声音模式分析包括利用声音数据的数据库80。
49.根据示例，传感器数据包括在第一传感器数据的获取时间与第二传感器数据的获取时间之间的时间段的第一多个传感器数据。输出单元被配置为基于状态信息输出第一多个传感器数据。
50.根据示例，传感器数据包括在第二传感器数据的获取时间之后的时间段的第二多个传感器数据。输出单元被配置为基于状态信息输出第二多个传感器数据
51.发明人意识到，基于所获取的数据在相对较短的时间尺度上的比较，在详细实施例中基于ir、视觉、麦克风技术的组合的简单系统可以用于开关设备的入侵检测并检测是否发生了故障。
52.ir或视觉相机、或者在不同波长范围上操作的两个相机，可以观察到相机视场内的快速变化。除此之外，ir
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视觉(温度)图像可以与声学和光学相机信息组合，以允许用户对面板内部的潜在严重情况进行一致性评估，或者甚至触发自动关断。这使得能够检测到面板中的动物或人的入侵，或者作为维护期间/之后的时间内的安全措施。
53.发明人从目前的情况出发，其中动态和极不可能的事件没有在开关设备内部被检测到，但可能导致严重事件。传统上，开关设备中的温度监测与直接接触加热母线的特定位置处的点测量有关。因此，温度变化非常缓慢，因为系统由大量铜部件构成。然而，由于多种原因，这种系统无法检测其他严重问题，诸如无法观察到动物入侵或丢失的部件。因此，传统的系统无法检测到动态(快速)变化，并且无法监管隔室/面板的整个体积，传感器数据无法组合用于安全观察，并且非常罕见的事件不能证明特定监测装置的成本是合理的。
54.然而，这里描述的简单监测系统解决了这些问题。
55.完整的系统利用无遮蔽ir图像并且与其他感测元件组合，以观察在低于秒到分钟的时间范围内的动态变化，这些变化与开关设备的“正常”(缓慢)加热或冷却无关。在驱动器和接地开关是装置的一部分的情况下，通常预期的运动可以从驱动器和接地开关的图像中减去，并且类似地可以减去声音信号。
56.因此，根据传感器数据获取开关设备的“正常”状态(背景)，并且在时间上以较快的速度与当前图像和/或声学信号进行比较。这种简单的比较(例如减法)可以在本地处理器上进行，或者在一个集中的计算单元上进行，并且在很可能没有显著变化的情况下，可以撤回或删除结果。然后，背景相对于温度监测在缓慢的时间尺度上更新，从而包括背景噪声以及甚至视觉图像。然后，一旦检测到异常的动态变化，可以通知操作员，并且可以提供一系列ir图像，以允许对情况进行评估，并且如果必要可以触发自动断电。如果已经积累了足够的数据(包括严重的情况)，则自动处理是可行的，使得可以训练先进的技术以用于检测(例如在云端运行)。
57.如果与其他传感器(诸如麦克风或具有附加光源的光学相机(非ir))组合，则评估更稳健且更容易。