BR112020018994A2

BR112020018994A2 - Detecção de descargas elétricas que precedem incêndios em fiação elétrica

Info

Publication number: BR112020018994A2
Application number: BR112020018994-4A
Authority: BR
Inventors: Robert S. Marshall; Christopher Dale Sloop; Stan Heckman; Donnie Bixler; Eric Hoppmann
Original assignee: Whisker Labs, Inc.
Priority date: 2018-03-20
Filing date: 2019-03-20
Publication date: 2020-12-29
Also published as: JP2021518624A; CN112513653A; US11249125B2; KR20200135428A; US10641806B2; US20190293701A1; US11754607B2; JP7502260B2; US20240003950A1; WO2019183251A1; AU2019240071A1; EP3769096A1; US20220163578A1; CA3094177A1; US20200209295A1; AU2019240071B2

Abstract

são descritos no presente documento métodos e sistemas para detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica. um ou mais dispositivos de sensor acoplado a um circuito detectam uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito. os dispositivos de sensor identificam um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal, e geram uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados. um servidor comunicativamente acoplado aos dispositivos de sensor recebe a uma ou mais características transientes. o servidor analisa a uma ou mais características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica. o servidor gera um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas.

Description

“DETECÇÃO DE DESCARGAS ELÉTRICAS QUE PRECEDEM INCÊNDIOS EM FIAÇÃO ELÉTRICA” CAMPO DA TÉCNICA

[0001] A matéria do pedido refere-se, em geral, a detecção de descargas elétricas em estado precoce, incluindo falhas de arco, em fiação elétrica.

ANTECEDENTES

[0002] De acordo com estatísticas liberadas pelo United States Fire Administration National Fire Data Center (https://www.usfa.fema.gov/downloads/pdf/statistics/y1413.p df), o arco elétrico em fiação elétrica residencial representa mais de 70% de incêndios elétricos— que são uma das ameaças mais perigosas à vida e à propriedade. As falhas de arco (também chamadas de arcos) são descargas elétricas contínuas de alta potência entre dois ou mais condutores— que ocorrem tipicamente em edifícios residenciais quando a integridade de um fio ou isolamento elétrico for comprometido (por exemplo, através de danos físicos, danos à água, corrosão, idade ou conexões soltas, dentre outros). Eventos como relâmpagos e surtos de voltagem também podem iniciar a interrupção de isolamento e levam a um fio comprometido. Como resultado do fio comprometido, pequenas descargas elétricas esporádicas começam a ocorrer e o material isolante que circunda o fio é carbonizado. À medida que as descargas elétricas continuam ao longo do tempo, o isolamento é crescentemente erodido, e as descargas elétricas aumentam em intensidade. Eventualmente, fortes descargas elétricas se tornam falhas de arco contínuas que se formam no fio— resultando em grande fluxo de corrente e grandes liberações de energia (com temperaturas correspondentemente altas). Devido à proximidade do fio com o quadro de madeira, isolamento e/ou materiais combustíveis semelhantes, quando as temperaturas produzidas pelos arcos torem altas o bastante, elas provavelmente produzem fogo. Seria uma grande vantagem na prevenção de incêndios elétricos se uma pessoa pudesse detectar, e ser avisado, as pequenas descargas elétricas que podem correr por dias, semanas ou meses antes de as mesmas se tornarem grandes o bastante para criar arco elétrico (conforme é descrito em Yereance, R. A., e Kerkhoff, T., Electrical Fire Analysis, 3ª ed., página 206, Charles C. Thomas, Springfield IL (2010)).

[0003] As descargas elétricas supramencionadas podem ocorrer de vários modos, incluindo: descargas paralelas, em série e da linha de transmissão para o chão. Uma descarga elétrica paralela ocorre quando a corrente/elétrons flui de um condutor para um outro através de um gás ou material dielétrico devido ao fato de que uma grande diferença de tensão entre os condutores— tipicamente através de isolamento danificado ou do ar. A Figura 1A é um diagrama de uma descarga elétrica paralela. O circuito elétrico tem dois fios l02a, l02b, cada um dos quais é circundado por um material isolante. Se o isolamento entre os fios se romper, então, as descargas elétricas (como descarga 104) podem ocorrer entre os fios. Exemplos de descargas elétricas paralelas incluem carbonização (isto é, a interrupção do material isolante) e rastreamento úmido

(isto é, umidade na superfície do fio que possibilita que as correntes se formem).

[0004] Uma descarga elétrica em série ocorre quando um único condutor está danificado até um ponto em que a resistência através do condutor é aumentada e cria diferenças de tensão altas o suficiente para que as descargas ocorram no condutor e para o isolamento circundante (ou mesmo para os objetos externos, se o condutor for exposto). A Figura 1B é um diagrama de uma descarga elétrica em série. O circuito elétrico inclui um fio danificado 106 que produz uma descarga elétrica 108. Exemplos de descargas elétricas em série incluem pirólise terrestre (isto é, a corrente que flui do condutor para a madeira próxima), e último filamento (isto é, quebra do fio resultando no aumento em calor e gases inflamáveis). Um tipo especial de descargas em série ocorre em um fenômeno conhecido como uma conexão brilhante (conforme mostrado na Figura 1C). Em tais casos, os condutores elétricos estão se tocando, mas não estão firmemente conectados juntos. Uma camada de óxido se forma na delimitação da interface que aumenta a resistência dos condutores na junção. Se a corrente estiver fluindo através da interface, a temperatura pode subir para níveis perigosos (por exemplo, a área branca 110 mostra uma alta temperatura em uma saída elétrica) que pode inflamar materiais próximos e causar um incêndio destrutivo. Quando uma descarga elétrica tiver progredido até o ponto em que a mesma causa um incêndio, é tarde demais para agir de forma corretiva e impedir perdas. É importante detectar a ocorrência de tais descargas elétricas em fiação elétrica tão cedo quando possível para que medidas corretivas podem ser feitas.

[0005] A tecnologia como interruptores de circuito de falha de arco (AFCI) existem atualmente para detectar descargas elétricas em estado precoce, como falhas de arco. Em saídas elétricas equipadas com a tecnologia AFCI, um AFCI detecta falhas de arco em um circuito e rompe o circuito na detecção de tais falhas para prevenir que ocorra um incêndio elétrico. No entanto, AFCIs são relativamente caros e devem ser instalados em cada circuito em um edifício para detectar descargas elétricas nos circuitos individuais.

SUMÁRIO

[0006] Portanto, o que é necessário é um método e um sistema que detectam descargas elétricas em estado precoce antes de serem grandes o bastante para começar um incêndio em sistemas de fiação elétrica, como aquelas encontradas em casa e outros edifícios. Os métodos e sistemas descritos no presente documento fornecem a vantagem de detectar descargas elétricas em estado precoce em fiação elétrica quando as mesmas começam a se formar, o que possibilita a rápida notificação de perigo de incêndio em potencial. Além disso, as técnicas descritas no presente documento possibilitam o monitoramento automático a longo prazo de sistemas de fiação elétrica para descargas elétricas (por exemplo, semanas, meses, anos) para obter informações detalhadas sobre atividade e tendências em um sistema de fiação elétrica do edifício — incluindo a habilidade de distinguir entre diferentes níveis de gravidade de descarga elétrica, monitorar eventos como surtos, flutuações de corrente e apagões que podem iniciar a carbonização do isolamento e iniciação de descargas elétricas, correlacionar detecção de descargas elétricas com a operação de eletrodomésticos e dispositivos em funcionamento em casa (por exemplo, o arco pode ocorrer em um dispositivo como uma unidade de condicionamento de ar; o monitoramento a longo prazo fornece a oportunidade de correlacionar as descargas com a operação da unidade de condicionamento de ar, e o dispositivo pode correlacionar problemas elétricos na rede elétrica agregando-se informações do monitoramento através de múltiplas casas). Também, em algumas modalidades, o sistema alavanca um único dispositivo de monitoramento que se liga a uma saída elétrica existente— ao invés da instalação complicada, cara ou perigosa de outros dispositivos ou componentes de monitoramento.

[0007] A invenção, em um aspecto, representa um sistema para detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica. O sistema compreende um ou mais dispositivos de sensor acoplados a um circuito, cada dispositivo de sensor é configurado para detectar uma ou mais formas de onda de sinal geradas atividade elétrica no circuito. Cada dispositivo de sensor é configurado para identificar um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal, e cada dispositivo de sensor é configurado para gerar uma ou mais características transientes com base no um ou mais sinais transientes. O sistema compreende um dispositivo de computação de servidor comunicativamente acoplado ao um ou mais dispositivos de sensor. O dispositivo de computação de servidor é configurado para receber as características transientes de cada um dos dispositivos de sensor. O dispositivo de computação de servidor é configurado para analisar as características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica. O dispositivo de computação de servidor é configurado para gerar um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas.

[0008] A invenção, em um outro aspecto, representa um método computadorizado de detecção de descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica. Um ou mais dispositivos de sensor acoplado a um circuito detectam uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito. Cada dispositivo de sensor identifica um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal, e cada dispositivo de sensor gera uma ou mais características transientes com base no um ou mais sinais transientes. Um dispositivo de computação de servidor comunicativamente acoplado ao um ou mais dispositivos de sensor, recebe a uma ou mais características transientes de cada um dos dispositivos de sensor. O dispositivo de computação de servidor analisa as características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica. O dispositivo de computação de servidor gera um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas.

[0009] A invenção, em um outro aspecto, representa um dispositivo de sensor para detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica, o dispositivo de sensor é acoplado a um circuito. O dispositivo de sensor compreende um módulo que capta atividade elétrica no circuito e detecta uma ou mais formas de onda de sinal da atividade elétrica. O dispositivo de sensor compreende um processador que identifica um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal, gera uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados, analisa as características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica, e gera um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas.

[0010] A invenção, em um outro aspecto, representa um sistema para detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica. O sistema compreende um ou mais dispositivos de sensor acoplados a um circuito, cada dispositivo de sensor é configurado para detectar uma ou mais formas de onda de sinal geradas atividade elétrica no circuito. O sistema compreende um dispositivo de computação de servidor comunicativamente acoplado ao um ou mais dispositivos de sensor. O dispositivo de computação de servidor recebe a uma ou mais formas de onda de sinal de cada dispositivo de sensor. O dispositivo de computação de servidor analisa a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica. O dispositivo de computação de servidor gera um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas.

[0011] A invenção, em um outro aspecto, representa um método computadorizado de detecção de descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica. Um ou mais dispositivos de sensor acoplados, cada um, a um circuito detectam uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito. Um dispositivo de computação de servidor comunicativamente acoplado ao um ou mais dispositivos de sensor recebe a uma ou mais formas de onda de sinal de cada dispositivo de sensor. O dispositivo de computação de servidor analisa a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica. O dispositivo de computação de servidor gera um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas.

[0012] A invenção, em um outro aspecto, representa um dispositivo de sensor para detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica. O dispositivo de sensor compreende um módulo que detecta uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito. O dispositivo de sensor compreende um processador que recebe a uma ou mais formas de onda de sinal de cada dispositivo de sensor, analisa a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica, gera um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas.

[0013] Qualquer um dos aspectos acima pode incluir um ou mais dos recursos a seguir. Em algumas modalidades, a uma ou mais formas de onda de sinal compreendem uma forma de onda de ciclo de tensão total. Em algumas modalidades, o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total em uma frequência em uma faixa entre 10 MHz e 100 MHz.

[0014] Em algumas modalidades, a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; b) determinar um valor médio e um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; c) determinar uma diferença entre o valor médio e o valor máximo; d) repetir as etapas a) - c) para cada um dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos. Em algumas modalidades, a geração de uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados compreende determinar uma amplitude transiente média através de um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total, e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

[0015] Em algumas modalidades, a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão, e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima como indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado. Em algumas modalidades, a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas compreende determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas em uma quantidade predeterminada de tempo, e gerar um ou mais sinais de alerta com base na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

[0016] Em algumas modalidades, a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende a) determinar um derivado das amostras da forma de onda de sinal de tensão total através de um ciclo de tensão total; b) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; c) determinar um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; d) repetir etapas a) - c) para cada um dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos. Em algumas modalidades, a geração de uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados compreende determinar uma amplitude transiente média através de um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total, e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

[0017] Em algumas modalidades, a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão, e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima como indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado. Em algumas modalidades, a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas compreende determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas em uma quantidade predeterminada de tempo, e gerar um ou mais sinais de alerta com base na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

[0018] Em algumas modalidades, o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total a 80 MHz mediante a detecção de que a uma ou mais formas de onda de sinal alcançaram um valor limite. Em algumas modalidades, a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende identificar uma ou mais amostras da forma de onda de ciclo de tensão total que excede um valor limite, e armazena a uma ou mais amostras identificadas. Em algumas modalidades, a geração de uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados compreende, para cada amostra identificada: determinar uma contagem de picos na amostra identificada; determinar um tempo de crescimento dos picos na amostra identificada; determinar uma largura de pulso da amostra identificada; e determinar um integral da amostra identificada. Em algumas modalidades, a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende categorizar a amostra identificada como uma indicação de descarga elétrica quando a contagem de picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado e quando o tempo de crescimento dos picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado. Em algumas modalidades, a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas compreende determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas em uma quantidade predeterminada de tempo, e gerar um ou mais sinais de alerta com base na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

[0019] Em algumas modalidades, o um ou mais dispositivos de sensor identificam um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados com o uso de um perfil de detecção transiente armazenado em um módulo de memória do dispositivo de sensor. Em algumas modalidades, o dispositivo de computação de servidor gera um perfil de detecção transiente atualizado com base nas características transientes recebidas de um ou mais dos dispositivos de sensor e transmite o perfil de detecção transiente atualizado para cada um dentre o um ou mais dispositivos de sensor. Em algumas modalidades, o um ou mais dispositivos de sensor aplicam o perfil de detecção transiente atualizado para identificar sinais transientes subsequentes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram a uma ou mais características transientes.

[0020] Em algumas modalidades, o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para um dispositivo de computação remoto. Em algumas modalidades, o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor. Em algumas modalidades, o pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor ativa um indicador visual mediante o recebimento de pelo menos um dentre o um ou mais sinais de alerta. Em algumas modalidades, o indicador visual é um componente de diodo emissor de luz (LED) do pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor. Em algumas modalidades, o dispositivo de computação de servidor usa um ou mais algoritmos de aprendizagem de máquina para analisar a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica.

[0021] Outros aspectos e vantagens da invenção se tornarão evidentes a partir da descrição detalhada a seguir, tomada em combinação com os desenhos anexos que ilustram os princípios da invenção a título de exemplificação apenas.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0022] As vantagens da tecnologia descrita acima, juntamente com mais vantagens, podem ser mais bem compreendidas com referência à descrição a seguir tomada em combinação com os desenhos anexos. Os desenhos não estão necessariamente em escala, sendo que a ênfase é geralmente colocada na ilustração dos princípios da tecnologia.

[0023] A Figura 1A é um diagrama de uma falha de arco paralela.

[0024] A Figura 1B é um diagrama de uma falha de arco em série.

[0025] A Figura 1C é um diagrama de uma conexão brilhante.

[0026] A Figura 2 é um diagrama de blocos de um sistema para detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica.

[0027] A Figura 3 é um diagrama de uma rede de transmissão elétrica exemplificativa.

[0028] A Figura 4A é um diagrama de medições coletadas em campo de um canal de comunicação exemplificativo para redes de linha de transmissão de energia elétrica residencial interna.

[0029] A Figura 4B é um diagrama de características de transferência para três diferentes circuitos e uma comparação de cabo de 20 m de comprimento medida em uma configuração de laboratório.

[0030] A Figura 5 é um diagrama de fluxo de um método computadorizado de detecção de descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica.

[0031] A Figura 6A é um diagrama de fluxo detalhado de um método computadorizado de detecção de descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica.

[0032] A Figura 6B é um diagrama de fluxo detalhado de um método computadorizado de detecção de descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica.

[0033] A Figura 6C é um diagrama de fluxo detalhado de um método computadorizado de detecção de descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica.

[0034] As Figuras 7A a 7C são diagramas de dados de forma de onda exemplificativos gerados pelo dispositivo de sensor que retrata indicativos de transientes de atividade de descarga elétrica.

[0035] As Figuras 8A a 8C são diagramas de dados de forma de onda exemplificativos gerados pelo dispositivo de sensor para identificar características transientes.

[0036] A Figura 9 é um diagrama de uma razão de amplitude transiente ao longo do tempo.

[0037] A Figura 10 é um diagrama de uma probabilidade de atividade de descarga elétrica que ocorre ao longo do tempo.

[0038] A Figura 11 é um diagrama de uma interface de usuário exemplificativa de um dispositivo de computação remoto para exibir uma notificação de sinal de alerta.

[0039] A Figura 12 é um diagrama de dados de forma de onda exemplificativos para sinais de segurança gerados por um dispositivo de teste.

[0040] A Figura 13 é um diagrama de blocos de um dispositivo de proxy que pode ser usado em combinação com o sistema da Figura 2.

[0041] As Figuras 14A a 14E são diagramas que mostram sinais de arco precursores de incêndio coletados por um dispositivo de sensor instalado em uma casa de teste.

[0042] A Figura 15 é um diagrama que mostra mais detalhes dos sinais de arco da Figura 14C.

[0043] A Figura 16 é um diagrama que mostra mais detalhes de um pulso individual de uma descarga elétrica.

[0044] A Figura 17 é um diagrama com um número de gráficos que mostram resultados de teste do sistema.

[0045] A Figura 18 é um histograma que mostra a amplitude de pulsos dos dados laboratoriais comparados com a amplitude de pulsos recriados por um dispositivo de proxy.

[0046] A Figura 19 é uma plotagem que mostra como os sinais precursores de incêndio aparecem ao longo do tempo.

[0047] A Figura 20 é uma plotagem para um dispositivo em funcionamento na rede elétrica que está gerando atividade elétrica de HF.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0048] A Figura 2 é um diagrama de blocos de um sistema 200 para detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica. O sistema 200 inclui fios elétricos 202 que compreendem um circuito em um sistema de distribuição de potência 220 (por exemplo, um sistema elétrico em um edifício residencial ou comercial) que transfere potência recebida de um cabo de entrada de serviço 222 para circuitos de derivação (como os fios 202) que fornecem potência para os eletrodomésticos e saídas (por exemplo, saída 208) no edifício. As descargas elétricas criam um impulso muito rápido de corrente que percorre através do sistema elétrico de distribuição de potência por meio de efeitos de linha de transmissão. O sinal de alta frequência criado pela descarga elétrica percorre através da casa muito como os sinais de alta frequência usam em comunicações de linha de transmissão de energia elétrica.

[0049] Geralmente, os fios que fornecem potência aos circuitos, saídas, dispositivos e eletrodomésticos em edifícios são o meio através dos quais os sinais precursores de incêndio percorrem da origem até o sensor. Os precursores são descargas impulsivas e resultam em sinais eletromagnéticos que percorrem ao longo dos fios de distribuição de potência em um edifício. Toda localização na fiação (tanto fiação doméstica fixa quanto cabos móveis para dispositivos e eletrodomésticos) tem uma função de transferência para cada saída na casa, e os sinais precursores chegam no sensor modificados por essa função de transferência. Os métodos e sistemas descritos no presente documento alavancam métodos semelhantes àqueles desenvolvidos em técnicas de comunicação de transportador de linha de transmissão de energia elétrica para medir e identificar conteúdo de frequência muito ampla que percorre através de uma rede elétrica doméstica.

[0050] A Figura 3 é um diagrama de uma rede elétrica exemplificativa que serve uma ou mais residências. Conforme mostrado na Figura 3, a eletricidade de uma linha de transmissão de energia elétrica de alta tensão 300 atravessa um transformador elétrico 302 e é distribuída para uma ou mais residências (por exemplo, Residência A 304, Residência B 306) através de uma linha de CA de +120V (L1) 308, uma linha neutra 310 e uma linha de CA de -120V (L2) 312. As linhas L1 e L2 são acopladas a uma pluralidade de circuitos de derivação 314 por meio de disjuntores 316 em um painel de serviço 318 dentro da residência. Deve-se observar que a comunicação é possível a partir de qualquer circuito na L1 para qualquer circuito na L2.

[0051] A comunicação com o uso de linhas de transmissão de energia elétrica foi considerada e usada desde a virada do século 20. Nos últimos vinte anos, várias empresas lançaram produtos que fornecem a comunicação por rede local de 100 Mbps a 1 Gbps através de over sistemas de distribuição elétrica em edifícios. Esse trabalho resultou na padronização da comunicação por linha de transmissão de energia elétrica em IEEE 1901 e na disponibilidade amplamente difundida de adaptadores da ”ethernet através da linha de transmissão de energia elétrica” para uso do consumidor, e a comunicação por banda larga através de linhas de transmissão de energia elétrica em edifícios é uma tecnologia madura.

[0052] Há dois grandes problemas associados à comunicação através de linhas de transmissão de energia elétrica (isto é, o canal): as características de transmissão e atenuação de um transmissor e receptor em diferentes circuitos do edifício e do ambiente de ruído de canal. O canal de linha de transmissão de energia elétrica é desafiador devido ao fato de que já muitas descontinuidades devido às derivações (por exemplo, cada saída em um circuito) assim como cargas com impedâncias dependentes de frequência e tempo (por exemplo, devido à retirada de potência do dispositivo diferente, construção e características de ligado em função de desligado). Os dispositivos que são responsáveis pela variação de tempo também são responsáveis pela injeção de ruído tanto de banda estreita quanto de banda larga devido à comutação de fontes de alimentação e outros elementos de equipamento não linear. As técnicas exemplificativas relacionadas à comunicação da linha de transmissão de energia elétrica atualmente disponível são descritas em C. Cano, A. Pittolo, D. Malone, L. Lampe, A. M. Tonello, A. G. Dabak, “State of the art in power line communications: From the applications to the medium”, IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 34, páginas 1935-1952, julho de 2016 (disponível em https://arxiv.org/pdf/l602.090l9.pdf), que é incorporado no presente documento a título de referência.

[0053] As características de transmissão de canal de linhas de transmissão de energia elétrica têm sido o assunto de atividades de medição em campo e modelagem significativas que culminaram na ratificação padrão IEEE 1901 em 2010 (conforme descrito em ”IEEE Standard for Broadband Over Power Line Networks: Medium Access Control and Physical Layer Specifications, IEEE Standard 1901- 2010”, setembro de 2010. A Figura 4A mostra medições coletadas em campo de um canal de comunicação exemplificativo para redes de linha de transmissão de energia elétrica residencial interna. O gráfico de topo na Figura 4A representa múltiplos pares de transmissores e receptores no mesmo circuito, e o gráfico de fundo na Figura 4A mostra múltiplos pares de transmissor e receptor em que as unidades estão em diferentes circuitos (descritos em M. Tlich, A. Zeddam, F. Moulin, F. Gauthier, “Indoor power-line communications channel characterization up to 100 MHz— Part I: One-parameter deterministic model”, IEEE Trans. Power Del., vol. 23, nº 3, páginas 1392 a 1401, julho de 2008). Os resultados de medição tomados na Espanha mostram características semelhantes que confirmam que as alterações nas configurações principais e estilo de fiação resultam em características gerais semelhantes (vide C. Cano, et al, supra). O caso mais interessante e difícil é o gráfico na Figura 4B que mostra as características de transferência para três circuitos diferentes e uma comparação de cabo de 20 m de comprimento em uma definição de laboratório (descrita em E. Liu, Y. Gao, O. Bilal, e T. Korhonen, ”Broadband characterization of indoor powerline channel”, Proc. Int. Symp. Power Line Commun., Zaragoza, Espanha, 31 de março a 2 de abril de 2004).

[0054] Os gráficos das Figuras 4A e 4B mostram dependência de frequência variável para um canal específico, mas atenuação relativamente plana em média. Os sítios usados para reunir esses dados foram variados em tamanho de apartamentos para casas grandes e em idade de construção. As características de canal são semelhantes de muitos modos a canais de comunicação sem fio estacionários. Os canais sem fio experimentam o desvanecimento (isto é, atenuação dependente de frequência, posição e tempo) devido às reflexões de sinais fora dos objetos nos ambientes (isto é, desvanecimento induzido por múltiplos percursos). O mesmo efeito está em jogo devido às descontinuidades, impedâncias não compatíveis e as derivações na fiação resultam em reflexões de sinal. No domínio de tempo, essas reflexões se manifestam como cópias desviadas por amplitude e tempo do sinal original que chega no receptor. No domínio de frequência, os componentes de frequência dessas cópias interferem de modo construtivo ou destrutivo causando picos e entalhes na característica de transferência conforme observado nos gráficos.

[0055] Os sistemas de comunicação de linha de transmissão de energia elétrica usam as mesmas técnicas para codificação de sinal e resiliência de ruído que são empregadas em redes locais sem fio de banda larga (por exemplo, IEEE 802.11h), principalmente, multiplexão por divisão de frequência (OFDM). OFDM é uma solução boa devido ao fato de que uma técnica para difundir informações através de uma banda larga do espectro enquanto também reduz o impacto de dispersão e desvanecimento de sinal.

[0056] O ambiente de linha de transmissão de energia elétrica é desafiador para a comunicação, mas o sucesso no mercado de produtos de Ethernet através de linha de transmissão de energia elétrica demonstra que é possível que sinais de banda larga atravessem a rede elétrica complicada. A comunicação em banda estreita é muito desafiadora devido à extrema seletividade de frequência que é dependente de condições de canal variável no tempo individuais. As atenuações de sinal de circuito para circuito são significativas, mas são tipicamente menores que 50 dB tornando possível que sinais originados quase em qualquer lugar na fiação elétrica sejam detectados em um receptor em qualquer lugar na fiação da casa (isto é, em um soquete elétrico).

[0057] Voltando-se, novamente, para a Figura 2, o sistema 200 inclui adicionalmente um dispositivo de sensor 204 acoplado por meio de um plugue de 120 VAC 206 a uma saída elétrica 208 dos fios de circuito de derivação

202. O dispositivo de sensor compreende componentes eletrônicos (por exemplo, módulo de processamento 204a, ADC 204b, CPU 204c) que acoplam o dispositivo de sensor à infraestrutura elétrica de um modo que permite que os sinais de descarga elétrica sejam amplificados enquanto, em algumas modalidades, também filtram o sinal de 60 Hz e ruído elétrico indesejados gerados pelos eletrodomésticos que passam no sistema elétrico. O módulo de processamento 204a inclui componentes como capacitores, resistores e amplificadores que captam a atividade elétrica que ocorre nos fios elétricos 202 do circuito de derivação e capturam a eletricidade detectada como dados de forma de onda. Em algumas modalidades, o módulo de processamento 204a inclui um filtro que pode limitar uma resposta de frequência do dispositivo de sensor para uma faixa na qual as descargas elétricas têm uma alta razão entre sinal e ruído. A filtração pode ser implantada com o uso de componentes de hardware ou em firmware instalado no módulo de processamento 204a. Deve-se notar que a atividade elétrica que ocorre nos fios elétricos 202 do circuito de derivação inclui sinais transmitidos para e do sistema de distribuição de potência 220. Desse modo, um único sensor é capaz de ver os sinais de descarga elétrica por todo o sistema de distribuição elétrica total 220, incluindo os outros circuitos de derivação. Embora a Figura 2 represente um único dispositivo de sensor 204, deve-se observar que o sistema 200 pode compreender dois ou mais dispositivos de sensor posicionados para captar a atividade elétrica em um sistema de distribuição de potência. Múltiplos sensores que enviam dados para um dispositivo de computação de servidor podem fornecer sensibilidade aumentada e podem trabalhar juntos para fornecer informações na localização em que as descargas elétricas estão ocorrendo.

[0058] Em algumas modalidades, a localização pode ser determinada com o uso de técnicas de tempo de chegada, em que a diferença de tempo de chegada de um sinal transiente para cada dispositivo de sensor fornece uma distância relativa até a localização das descargas elétricas no fio. Geralmente, o dispositivo de sensor 204 é configurado para ver o formato dos pulsos. Os formatos de pulso do dispositivo de sensor são os formatos de pulso originais mais as reflexões desse formato a partir de cada derivação, terminação ou alteração de impedância na fiação do sistema elétrico. O tempo entre reflexões é o produto das diferenças na distância dividida pela velocidade do grupo. A grandeza e a polaridade das reflexões são determinadas pela impedância complexa da carga ou da junção. A temporização de várias reflexões indica a localização da fonte no circuito; as alterações de formato dessas reflexões indicam sobre a impedância das cargas e junções que produziram as reflexões. Por exemplo, se dois dispositivos de sensor forem instalados no mesmo circuito em diferentes localizações, as diferenças de tempo de chegada nos dois dispositivos podem determinar as localizações no circuito— mesmo para pulsos cujas reflexões não podem ser vistas acima do ruído.

[0059] Em uma modalidade, o dispositivo de sensor 204 pode capturar até 27 milhões de amostras de forma de onda por segundo e alocar as amostras em 512 compartimentos. O dispositivo de sensor 204 determina uma amplitude máxima em cada um dos compartimentos e gera dados de forma de onda com o uso de valores compartimentados. O dispositivo de sensor 204 também realiza funções para obter valores derivados dos sinais de forma de onda, a fim de reduzir os requisitos de largura de banda e processamento do hardware de sensor. Por exemplo, o dispositivo de sensor 204 pode descartar as amostras de forma de onda adjacentes para obter o primeiro derivado e, então, repetir o processo para obter o segundo derivado. Em uma modalidade, o dispositivo de sensor 204 adiciona diversas amostras adjacentes e subtrai diversas amostras adjacentes para obter uma ondeleta que é, então, analisada contra ondeletas anteriormente capturadas para determinar se quaisquer alterações no sinal ocorreram.

[0060] O dispositivo de sensor 204 é comunicativamente acoplado a um dispositivo de computação de servidor 214 por meio de uma rede de comunicação 212. Em uma modalidade, o dispositivo de sensor 204 é equipado com componentes de comunicação (por exemplo, antena, conjunto de circuitos de interface de rede) que possibilitam que o dispositivo de sensor 204 se comunique com o dispositivo de computação de servidor 214 por meio de uma conexão sem fio.

[0061] A rede de comunicação 212 possibilita que os outros componentes do sistema 200 se comuniquem entre si a fim de realizar o processo de detectar descargas elétricas em fiação elétrica conforme descrito no presente documento. A rede 212 pode ser uma rede local, como WiFi ou uma LAN, ou uma rede de área ampla, como a Internet e/ou uma rede celular. Em algumas modalidades, a rede 212 é compreendida de diversas redes discretas e/ou sub-redes (por exemplo, celular para Internet) que possibilitam que os componentes do sistema 200 se comuniquem entre si.

[0062] O dispositivo de computação de servidor 214 é uma combinação de hardware, incluindo um ou mais processadores para fins específicos e um ou mais módulos de memória física, e módulos de software especializados — como módulo de análise transiente 2l4a— que são executados por um processador do dispositivo de computação de servidor 214, para receber dados de outros componentes do sistema 200, transmitir dados para outros componentes do sistema 200, e realizar funções para detectar descargas elétricas em fiação elétrica conforme descrito no presente documento. Em algumas modalidades, o módulo 214a é um conjunto especializado de instruções de software de computador programado para um processador dedicado no dispositivo de computação de servidor 214 e pode incluir localizações e/ou registros de memória especificamente designada para executar as instruções de software de computador especializadas. A explicação adicional do processamento específico pelo módulo 2l4a será fornecida abaixo. Deve-se observar que, em algumas modalidades, o dispositivo de sensor 204 pode ser configurado para operar como um dispositivo independente, em que o processamento descrito no presente documento em relação ao dispositivo de computação de servidor 106 pode ser realizado pelo dispositivo de sensor 204 (isto é, um processador e memória podem ser embutidos no dispositivo de sensor que conduz a coleta de dados, análise e processos de alerta descritos no presente documento).

[0063] O banco de dados 216 compreende memória transiente e/ou persistente para armazenamento de dados que é usado em combinação com o processo de detecção de descargas elétricas em fiação elétrica conforme descrito no presente documento. Geralmente, o banco de dados 216 é configurado para receber, gerar e armazenar segmentos específicos de dados para uso pelo dispositivo de computação de servidor 214. Em algumas modalidades, todo ou uma porção do banco de dados 216 pode ser integrada no dispositivo de computação de servidor 214, ou pode estar localizada em um dispositivo ou dispositivos de computação. Por exemplo, o banco de dados 216 pode compreender um banco de dados como MySQL™ disponível junto à Oracle Corp. de Redwood City, Califórnia. Em um outro exemplo, o banco de dados 216 pode compreender um meio de armazenamento baseado em nuvem, como Amazon Web Services (AWS)™, que usa DynamoDB™. Em outras modalidades, o banco de dados pode estar localizado na memória, por exemplo, no dispositivo de computação de servidor 214 e/ou módulo de sensor 204.

[0064] A Figura 5 é um diagrama de fluxo de um método computadorizado 500 de detecção de falhas de arco em estágio inicial em fiação elétrica, com o uso do sistema 200 da Figura 2. Um ou mais dispositivos de sensor (por exemplo, dispositivo de sensor 204) acoplados a um circuito de derivação (por exemplo, circuito de Derivação 1 que compreende fios 202) detectam (502) uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito de derivação. Por exemplo, devido ao fato de que uma descarga elétrica é uma alteração de impulso em corrente, o sinal gerado pela descarga elétrica transmite até os fios elétricos 202 que refletem ao redor de qualquer junção. Esses sinais têm um atraso no retorno, que é tipicamente baseado no comprimento do fio. Os sinais também exibem um desvio de fase, o que possibilita que o sistema 200 identifique sinais transientes na forma de onda que representam a atividade que se refere a uma descarga elétrica (mesmo uma descarga elétrica muito pequena) nos fios elétricos 202 conforme descrito no presente documento.

[0065] O dispositivo de sensor 204 identifica (504) um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal que são detectadas. O dispositivo de sensor 204 gera (506) características transientes com base nos sinais transientes identificados e transmite as características transientes para o dispositivo de computação de servidor 214. O módulo de análise transiente 2l4a recebe (508) os conjuntos de características transientes de cada dispositivo de sensor 204, e analisa (510) as características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica. O módulo de geração de alerta 2l4b gera (512) um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas.

[0066] Deve-se observar que, em algumas modalidades, o dispositivo de sensor 204 pode detectar a uma ou mais formas de onda de sinal (etapa 502) e transmitir a uma ou mais formas de onda de sinal para o módulo de análise transiente 214a para o processamento adicional, incluindo identificar sinais transientes (etapa 504), gerar características transientes (etapa 506), analisar as características transientes (etapa 510), e gerar sinais de alerta (etapa 512). Deve-se observar adicionalmente que, em algumas modalidades, o dispositivo de sensor 204 pode realizar todas as etapas da Figura 5 internamente. Em algumas modalidades, o dispositivo de sensor 204 comprime a uma ou mais formas de onda de sinal antes de transmitir as formas de onda de sinal para o módulo de análise transiente 2l4a— a fim de conservar a largura de banda da rede, aprimorar a capacidade de processamento e desempenho e semelhantes.

[0067] Em algumas modalidades, o módulo de geração de alerta 214b transmite o um ou mais sinais de alerta para um dispositivo de computação remoto (por exemplo, um telefone móvel, computador do tipo tablet, relógio inteligente e semelhantes). O dispositivo de computação remoto pode, por exemplo, exibe uma mensagem ou um indicador (como um ícone de aviso) em uma tela associada ao dispositivo de computação remoto com base no recebimento do um ou mais sinais de alerta. Por exemplo, o sinal de alerta pode compreender uma mensagem baseada em pacote que inclui um corpo de texto que indica uma condição perigosa ou um perigo conforme detectado pelo sistema 200. Em algumas modalidades, o módulo de geração de alerta 2l4b transmite o um ou mais sinais de alerta para um ou mais dos dispositivos de sensor 204. Os dispositivos de sensor 204 podem ativar um ou mais componentes (por exemplo, componentes embutidos no dispositivo de sensor) mediante o recebimento do um ou mais sinais de alerta. Por exemplo, mediante o recebimento de um sinal de alerta do módulo de geração de alerta 2l4b, o dispositivo (ou dispositivos) de sensor 204 pode ativar um elemento de LED que ilumina e/ou pisca no exterior do dispositivo de sensor 204 para indicar que uma condição perigosa ou um perigo foi detectado pelo sistema 200. Os detalhes adicionais sobre as etapas da Figura 5 são fornecidos abaixo em relação às Figuras 6A a 6C.

[0068] As Figuras 6A a 6C compreendem um diagrama de fluxo detalhado de métodos computadorizados de detecção de descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica, com o uso do sistema 200 da Figura 2 e de acordo com a estrutura descrita acima em relação à Figura 5. As Figuras 6A a 6C incluem três métodos diferentes que podem ser usados pelo sistema 200 para detectar descargas elétricas— Método A (Figura 6A), Método B (Figura 6B), e Método C (Figura 6C). Deve-se observar que esses métodos são exemplificativos, e outros métodos podem ser contemplados para uso com o sistema descrito no presente documento. Também, deve-se observar que os Métodos A, B e C podem ser usados independentemente ou um em combinação com o outro. Em uma modalidade, o dispositivo de sensor 204 pode incluir múltiplos processadores lógicos e/ou físicos (por exemplo, CPU 204c) que processam, cada um, os dados de forma de onda de acordo com um dos Métodos A, B ou C.

[0069] Por exemplo, nos Métodos A e B, o conversor de analógico para digital de alta velocidade (ADC) 204b do dispositivo de sensor 204 detecta as formas de onda (502) capturando-se uma forma de onda de ciclo de tensão total (l/60 de um segundo), amostrando-se a 27 MHz— enquanto no Método C, o ADC 204b captura uma forma de onda de ciclo de tensão total (l/60 de um segundo), amostrando-

se a 80 MHz mediante a detecção de que a forma de onda chegou ou excedeu um limite (de modo a conservar a largura de banda e recursos de memória).

[0070] A CPU 204c do dispositivo de sensor 204 pode identificar transientes (504) nos dados de forma de onda de diversos modos diferentes. Por exemplo, no Método A, a CPU 204c realiza um processo de compartimentalização nos dados de forma de onda amostrados ao dividir as 27 milhões de amostras em 512 compartimentos. A CPU 204c calcula a diferença entre o máximo e o mínimo de cada compartimento e calcula a diferença entre o máximo e a média de cada compartimento. Em seguida, a CPU 204c acumula 15 ciclos de dados máximos a médios compartimentalizados e determina o máximo dos 15 ciclos. Então, a CPU 204c calcula o derivado através dos compartimentos de cada máximo acumulado.

[0071] No Método B, a CPU 204c calcula o derivado da forma de onda através do ciclo de tensão total. A CPU 204c divide as 27 milhões de amostras resultantes em 512 compartimentos e calcula o máximo de cada compartimento. Em seguida, a CPU 204c acumula 15 ciclos de dados máximos compartimentalizados e determina o máximo dos 15 ciclos. Então, a CPU 204c calcula o derivado através dos compartimentos de cada máximo acumulado.

[0072] No Método C, a CPU 204c desencadeia o armazenamento de amostras de forma de onda que excedem um limite flutuante que inclui amostras antes do gatilho— esses são transientes únicos no ciclo.

[0073] Continuando com as Figuras 6A a 6C, a

CPU 204c do dispositivo de sensor 204 pode gerar características transientes (506) de modos diferentes. Por exemplo, nos Métodos A e B, a CPU 204c calcula a amplitude transiente média através do ciclo de tensão total, e calcula a amplitude transiente média para 16 seções de fase no ciclo de tensão. No Método C, a CPU 204c conta o número de picos no transiente, calcula o tempo de crescimento dos picos, calcula a amplitude máxima do transiente, calcula a largura de pulso do transiente e calcula o integral do transiente.

[0074] Quando o dispositivo de sensor 204 determina que uma alteração ocorreu nos dados de forma de onda de tensão com base no processo de compartimentalização descrito acima, o dispositivo de sensor 204 transmite os dados característicos de transiente para o dispositivo de computação de servidor 214 por meio da rede 212. O módulo de análise transiente 214a recebe (504) os dados característicos de transiente do dispositivo de sensor 204 e analisa (506) os dados de forma de onda para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica na forma de onda de sinal. Em um exemplo, o módulo de análise de sinal 214a reconstrói a forma de onda de sinal com o uso dos dados recebidos e compara a distribuição de transientes (incluindo onde os transientes ocorrem na fase) para uma distribuição de transientes esperada. Por exemplo, o módulo de análise de sinal 214a pode determinar onde os transientes ocorrem na fase assim como quão repetitivos os transientes são— por exemplo, os transientes exibem um padrão regular na forma de onda (que pode indicar a operação de um dispositivo ou eletrodoméstico no circuito) ou os transientes exibem um padrão irregular (que pode indicar descarga elétrica e/ou atividade de falha de arco)?

[0075] Em algumas modalidades, a CPU 204c do dispositivo de sensor 204 transmite as características transientes determinadas para o módulo de análise transiente 2l4a do dispositivo de computação de servidor 214, e o módulo 2l4a recebe as características transientes. Deve-se observar que, em algumas modalidades, o dispositivo de sensor 204 pode ser configurado como um módulo independente que não requer uma conexão com um dispositivo de computação de servidor 214— nessas modalidades, o dispositivo de sensor 204 também pode realizar as etapas de analisar as características transientes (510) e gerar sinais de alerta (512), e adicionalmente em algumas modalidades, a etapa de transmitir sinais de alerta para um dispositivo de computação remoto (conforme descrito anteriormente). Em algumas modalidades, os sinais de alerta podem ser gerados localmente no dispositivo de sensor 204 e usados para desencadear outros componentes do dispositivo de sensor 204— como um alto-falante ou outro componente de áudio embutido no dispositivo de sensor 204, ou uma lanterna ou outro componente visual (por exemplo, LED) embutido no dispositivo de sensor 204— para alertar pessoas próximas de que a atividade elétrica potencialmente perigosa está ocorrendo.

[0076] O módulo de análise transiente 2l4a pode analisar as características transientes (510) recebidas do dispositivo de sensor 204 de modos diferentes.

Por exemplo, nos Métodos A e B, o módulo 2l4a determina a razão de transientes de pico médio em seções de fase perto da tensão máxima para os transientes de pico médio perto de cruzamentos de tensão zero. Se a razão for maior que um valor limite, o módulo 214a identifica esses transientes como potenciais descargas elétricas. No Método C, o módulo 2l4a avalia se o número de picos no transiente excede um limite predefinido e se o tempo de crescimento é maior que um limite predefinido. Se for, o módulo 2l4a identifica o transiente como uma descarga elétrica potencial.

[0077] As Figuras 7A a 7C e 8A a 8C são diagramas de dados de forma de onda capturados pela CPU 204c do dispositivo de sensor 204 que representa sinais transientes. A Figura 7A é um diagrama exemplificativo de uma forma de onda para dois milissegundos de dados de tensão amostrados, capturados a 16 milhões de amostras por segundo. Conforme mostrado na Figura 7A, a maior parte dos dados de forma de onda é ruído elétrico de fundo geral gerado por itens como eletrodomésticos e sinais eletromagnéticos no ar. No entanto, os dados de forma de onda também exibem diversos cumes grandes (por exemplo, 702, 704)— que são transientes que podem indicar atividade de descarga elétrica no circuito elétrico.

[0078] A Figura 7B é um diagrama exemplificativo que mostra uma porção da forma de onda da Figura 7A, ampliada para mostrar detalhes adicionais. Conforme visto na Figura 7B, o formato dos transientes individuais (por exemplo, 712, 714) aparece. Olhando-se ainda mais de perto, a Figura 7C é um diagrama exemplificativo que mostra uma porção da forma de onda (isto é, dois ps) da Figura 7B, ampliada para mostrar detalhes adicionais. Conforme mostrado na Figura 7C, o transiente 514 exibe uma estrutura de ring-down (corrente de toque), que indica a quantidade de tempo que leva para a atenuação do sinal. Além disso, o transiente 714 tem alterações muito rápidas em tensão e um tempo de crescimento rápido. Conforme explicado acima, para o Método C, a CPU 204c do dispositivo de sensor 204 pode usar esse tipo de dados de forma de onda amostrados para gerar características transientes (506) para transmissão para o módulo de análise transiente 214a.

[0079] As Figuras 8A a 8C são diagramas exemplificativos que mostram como a CPU 204c do dispositivo de sensor 204 pode dividir o sinal de forma de onda amostrado nos 512 compartimentos (isto é, conforme descrito em relação aos Métodos A e B). Uma forma de onda de ciclo de tensão total exemplificativa é mostrada na Figura 8A, com o número de compartimento atribuído através do eixo geométrico x e com a amplitude representada no eixo geométrico y. A Figura 8B é uma outra forma de onda de ciclo de tensão exemplificativa, com anotações que mostram como a CPU 204c do dispositivo de sensor pode identificar transientes conforme descrito acima em relação aos Métodos A e B. Conforme mostrado na Figura 8B, a CPU 204c pode determinar a corrente máxima, a corrente média e a máxima através de 15 ciclos— assim como o derivado máximo através de 15 ciclos, o derivado máximo de corrente e o derivado através do ciclo de tensão total. A Figura 8C é uma forma de onda de ciclo de tensão exemplificativa, com uma anotação que representa uma descarga elétrica potencial identificada pelo módulo de análise transiente 2l4a. Conforme descrito acima em relação aos Métodos A e B, o módulo de análise transiente 214a pode determinar a razão de transientes de pico médio em seções de fase de tensão quase máxima (por exemplo, seção 802) para os transientes de pico médio em cruzamentos de tensão quase zero (por exemplo, seção 804). O módulo de análise transiente 2l4a pode gerar uma representação da razão (vide Figura 9). Conforme mostrado na Figura 9, o período de tempo de 15:17:40 para 15:18:00 (indicado por 902) é quando as descargas elétricas estão sendo criadas na fiação elétrica.

[0080] Em algumas modalidades, o módulo de análise transiente 2l4a pode converter os dados da razão da Figura 9 em uma métrica que indica a probabilidade de descargas elétricas que ocorrem com base na razão. A Figura 10 é um diagrama exemplificativo que mostra a probabilidade de descargas elétricas ocorrerem durante um período de tempo especificado, com base nos dados de razão da Figura

9. Conforme mostrado na Figura 10, a probabilidade de descargas elétricas se move de 0 para 2 a 15:17:40 e flutua entre 0 e 2 até 15:18:00. Nesse exemplo, um valor de 2 indica uma alta probabilidade de ocorrerem descargas elétricas.

[0081] Mediante a identificação de indicadores de descarga elétrica nos dados característicos de transiente, o módulo de geração de alerta 214b do dispositivo de computação de servidor 214 gera um sinal de alerta (512) relacionado aos indicadores de descarga elétrica detectados. Em algumas modalidades, o módulo de geração de alerta 2l4b identifica automaticamente um ou mais dispositivos remotos que estão monitorando (ou são, de outro modo, associado) o edifício ou localização em que o dispositivo de sensor 204 está conectado ao circuito de derivação e transmite automaticamente) um sinal de alerta para esses dispositivos remotos. Os dispositivos remotos podem incluir dispositivos baseados em computador, como telefones móveis, computadores do tipo tablet, PCs do tipo desktop, eletrodomésticos inteligentes, dispositivos de IoT, relógios inteligentes e semelhantes. Os dispositivos remotos também podem incluir buzinas, sirenes, lanternas e outros dispositivos indicadores audiovisuais.

[0082] Em algumas modalidades, o banco de dados 216 inclui informações relacionadas à identificação dos dispositivos remotos (por exemplo, endereço de IP, número de telefone, endereço de e-mail), e o módulo de geração de alerta 214b usa as informações de identificação para preparar um sinal de alerta para cada dispositivo remoto. Em algumas modalidades, o módulo de geração de alerta 214b usa qualquer protocolo ou técnica de comunicação padrão, como aplicação baseada em pacote (por exemplo, mensagens de texto, XML, e-mail), aplicação baseada em circuito (por exemplo, paginação, mensagens de voz) e semelhantes. Por exemplo, o sinal de alerta pode assumir a forma de uma comunicação baseada em pacote (por exemplo, uma mensagem) com um cabeçalho e corpo que compreendem determinados elementos de dados. O sinal de alerta pode incluir informações relacionadas ao tipo de falha de arco detectada pelo sistema 200, a localização aproximada da atividade de descarga elétrica (por exemplo, que usa as técnicas de tempo de chegada descritas acima), uma identificação do dispositivo de sensor 204 e sua posição no edifício, e outras informações relevantes (por exemplo, identificação de eletrodomésticos ou outros dispositivos elétricos conectados ao mesmo circuito de derivação, etc.).

[0083] A Figura 11 é um diagrama exemplificativo de uma interface de usuário de um dispositivo de computação remoto (por exemplo, um telefone móvel) para exibir uma mensagem para um usuário com base no recebimento de um sinal de alerta. Conforme mostrado na Figura 11, um aplicativo instalado no dispositivo de computação remoto pode ser acoplado ao dispositivo de computação de servidor 214 (por exemplo, por meio da Internet) e pode ser configurado para ouvir automaticamente sinais de alerta empurrados do módulo de geração de alerta 214b. Quando um sinal de alerta chega no dispositivo de computação remoto, o aplicativo pode exibir automaticamente um indicador de aviso 1102 (por exemplo, um gráfico ou ícone brilhante vermelho) que notifica o usuário sobre um risco de incêndio elétrico. A interface de usuário também pode incluir um registro de atividade de descarga elétrica anterior detectada (por exemplo, outros eventos na casa do usuário).

[0084] Desse modo, o sistema e o método descritos no presente documento fornecem vantagens significativas na tecnologia de detecção de falha de arco atualmente disponível, em que o presente sistema pode detectar pequenos transientes que ocorrem em um circuito de derivação, que pode ser indicativo de atividade de descarga elétrica no circuito, muito mais cedo e com muito mais precisão do que os detectores de falha de arco tradicionais. O sistema e o método descritos no presente documento também alavancam uma arquitetura de processamento baseada em rede para capturar dados de sinal para um circuito de derivação específico ao longo do tempo, que pode, ambos, possibilitar a detecção imediata de alterações no perfil de atividade elétrica para o circuito de derivação e fornecer informações úteis para as entidades a montante como empresas de serviços públicos e fabricantes de eletrodoméstico sobre os tipos de anomalias que podem estar ocorrendo em um sistema de energia.

[0085] Também, deve-se observar que múltiplos dispositivos de sensor diferentes podem ser instalados em vários edifícios através de uma rede elétrica comum operada por um provedor de serviços públicos (por exemplo, casas muito diferentes podem ter um dispositivo de sensor fixado ao sistema elétrico do edifício para monitorar descargas elétricas conforme descrito acima). Cada um desses dispositivos de sensor distribuídos pode se comunicar com um ou mais dispositivos de computação de servidor centralizados que enviam dados para os dispositivos de sensor e recebem dados dos mesmos. Nessa configuração, o dispositivo de computação de servidor pode coletar dados de detecção de descarga elétrica dos dispositivos de sensor e pode agregar os dados para análise. Em um exemplo, o dispositivo de computação de servidor pode implantar técnicas e algoritmos de aprendizagem de máquina que usam descarga elétrica e/ou dados de transiente de uma pluralidade de dispositivos de sensor instalados em diferentes casas e edifícios, juntamente com o retorno de usuários finais, para aprimoramento mediante seus algoritmos de detecção e caracterização de transiente.

[0086] Em algumas modalidades, a análise de características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica é intensificada pela aplicação de técnicas de aprendizagem de máquina. As técnicas como árvores aumentadas (conforme descrito em https://xgboost.readthedocs.lo/en/latest/tutorials/model.ht ml e Friedman, Jerome H., “Gradient Function Approximation: A Gradient Boosting Machine”, The Annals of Statistics, Vol. 29, nº 5 (outubro de 2001), páginas 1.189 a 1.232, incorporado no presente documento a título de referência) permitem a seleção automatizada de várias características com base nos conjuntos de dados a partir das casas ou edifícios com sinais de descarga elétrica conhecidos ou conjuntos de dados verdadeiros gerados em um laboratório. A aprendizado de máquina permite o desenvolvimento de um modelo computacional e relações entre características transientes e indicações de descarga elétrica mais detalhados do que um ser humano poderia derivar manualmente. Em algumas modalidades, os recursos de série de tempo como lags de autocorrelação e curtose dessas características transientes são adicionalmente computados em uma janela em cascata e fornecem esses recursos para o modelo de aprendizagem de máquina para fornecer mais contexto e aprimorar a precisão. À medida que os conjuntos de dados verdadeiros para ambas as indicações de descarga elétrica ou falsos positivos se expandem, o modelo de aprendizagem de máquinas pode ser aprimorado, e o firmware adicionalmente desenvolvido pode ser empregado para o sensor em um ciclo contínuo de aprimoramento.

[0087] Além disso, o dispositivo de computação de servidor pode distribuir métodos de software atualizado para identificar transientes e características transientes (isto é, na forma de firmware ou atualizações semelhantes) para os dispositivos de sensor para execução— sincronizando automaticamente, desse modo, a rede de sensor com os últimos algoritmos para proteger a casa. Também, múltiplos dispositivos de sensor colocados em múltiplas casas podem correlacionar dados sobre as formas de onda de tensão comumente detectadas e transientes para o precisar a localização potencial de problemas de rede elétrica e comunicar aos operadores de rede ou provedores de serviços públicos para agir.

[0088] Um outro aspecto dos sistemas e métodos descritos no presente documento pode incluir a incorporação de um dispositivo que gera sinais que parecem descargas elétricas perigosas, mas, ao invés disso, são introduzidos na fiação elétrica por meio de um dispositivo eletrônico separado (que, em algumas modalidades, é embutido no dispositivo de sensor 204). Esses sinais (também chamados de sinais de segurança) podem ser usados para testar a operação do dispositivo de sensor 204, de modo que quaisquer falhas ou outros problemas com o dispositivo de sensor 204 possam ser identificados. A Figura 12 é um diagrama de uma forma de onda exemplificativa gerada a partir da detecção dos sinais de segurança. Conforme mostrado na Figura 12, esses transientes são semelhantes aos tipos de transientes que seriam criados se uma descarga elétrica perigosa estava ocorrendo na fiação. Deve-se notar que esses transientes são pequenos o bastante para serem detectados pelo dispositivo de sensor 204, mas não grandes o bastante para deslocar um AFCI.

[0089] Um outro aspecto importante dos sistemas e métodos descritos no presente documento é o desenvolvimento de um aparelho para testar a eficácia do dispositivo de sensor na detecção de precursores de incêndio que ocorrem em qualquer localização em uma casa. Um modo possível de alcançar isso é pegar um cabo danificado que está produzindo pulsos de precursor de incêndio para muitas casas e medir quão bem os sinais de pulsos são detectados a partir de outras saídas na casa. A desvantagem dessa abordagem é que precisaria de uma quantidade de tempo significativa para enviar um técnico treinado que pode produzir com segurança os sinais e o estudo mediria apenas os sinais em um período de tempo curto — enquanto alguém estava monitorando o sistema dentro de casa. Nenhum indivíduo razoável se introduziria um cabo elétrico danificado (e perigoso) em sua casa por um período de tempo prolongado.

[0090] Uma abordagem alternativa e mais escalonável é o uso de um dispositivo de proxy que pode reproduzir sinais de incêndio que são produzidos e registrados no laboratório pelos precursores de incêndio reais. Esse dispositivo de proxy permite a implantação econômica de centenas de unidades para tipos variantes de casas através do país, juntamente com uma habilidade de rastrear o desempenho de detecção de sinal ao longo de longos períodos de tempo. A Figura 13 é um diagrama de blocos de um dispositivo de proxy 1300 que pode ser usado em combinação com o sistema 200 da Figura 2.

[0091] Conforme mostrado na Figura 13, o dispositivo de proxy 1300 compreende um módulo de memória flash 1302, uma CPU 1304, um conversor de sinal digital para analógico (DAC) 1306 e um amplificador de potência

1308. O dispositivo 1300 utiliza o DAC e o amplificador de potência (acoplado ao sistema elétrico por meio do capacitor de potência) para simular os sinais precursores de incêndio. O DAC 1306 pode produzir sinais a 120 MHz por períodos de tempo curtos. A CPU é sincronizada por fase com o cruzamento zero dos condutos principais de potência para gerar pulsos que ocorrem em localizações adequadas na fase. As informações de pulso são lidas pela CPU a partir da memória flash e os pulsos registados são reproduzidos através do conversor de D/A e Amplificador de Potência.

[0092] O dispositivo de proxy 1300, quando implantado em uma pluralidade de homes, ajuda a responder as seguintes perguntas: 1) Quão bem os sinais de arco precursores de incêndio percorrem em um sistema elétrico de casa?

2) Quão bem os métodos e sistemas descritos no presente documento identificam os sinais elétricos de incêndio e distinguem esses sinais daqueles criados pelos outros eletrodomésticos na casa?

[0093] Para determinar quão bem os sinais de pulso de percursor de incêndio percorrem o sistema elétrico de casa, o dispositivo de proxy 1300 e o dispositivo de sensor 204 foram implantados em uma casa de teste, juntamente com uma fixação de teste que, quando plugada em uma saída elétrica na casa, produz pulsos de cintilação para detecção. A fixação de teste incluiu cabo de alimentação plugado em uma saída de parede padrão com condutores Quente, Neutro e Terrestre. O cabo de alimentação foi emendado para incluir resistores através dos quais quaisquer correntes criadas através de cintilações ou descargas elétricas devem passar. O fim do cabo de alimentação foi conectado a um plugue através do qual os vários aparelhos de teste podem ser conectados. A fixação de teste incluiu um confinamento de NEMA plástico através do qual um cabo de extensão danificado passou. O cabo elétrico danificado pode ser exposto a várias substâncias que fazem com que as descargas elétricas ocorram. Por exemplo, a substância poderia ser pó de grafite, água ou uma solução de água, sabão e sal. Um conversor de analógico para digital diferencial mede a tensão através de um resistor de resistência conhecida para calcular o fluxo de corrente através do resistor. Os resistores de vários tamanhos foram selecionados para fornecer uma quantidade de ganho adequada dependendo da corrente de pico esperada gerada expondo-se o cabo danificado às várias substâncias. A casa de teste é uma casa grande de uma única família de aproximadamente 371 m² (4.000 pés quadrados). A casa tem típicos tipos de equipamento eletrônico que incluem televisões de tela plana, equipamento de áudio e computadores. O equipamento eletrônico é tipicamente protegido por extensão elétrica de supressor de surto.

[0094] As Figuras 14A a 14E são diagramas que mostram sinais de arco precursores de incêndio coletados da casa de teste. O gráfico na Figura 14A mostra 60 segundos de uma medição de saída de conversor de analógico para digital de pico dos dois sensores. O dispositivo de sensor rotulado ”Same Ting” está na mesma leg/fase de 120V, e está no mesmo circuito de derivação que a fixação de teste. O dispositivo de sensor rotulado ”Other Ting” está no leg/fase de 120V oposto da rede de potência em um circuito de derivação diferente. Os sinais de amplitude maiores indicam tempos quando a fixação de teste está criando pulsos de precursor de incêndio. Por exemplo, na Figura 14A a linha Same Ting e a linha Other Ting pulam para aproximadamente 2.400 unidades digitais brutas na área realçada na área 1402— indicando que ambos os dispositivos de sensor detectaram um pulso de precursor de incêndio. O gráfico na Figura 14B mostra o período realçado 1402 da Figura 14A conforme aproximado em um segundo de tempo.

[0095] Para o gráfico na Figura 14C, os dados da Figura 14B são adicionalmente aproximados para 20 milissegundos de tempo— que é denotado pela área 1404 na

Figura 14B. Na Figura 14C, a medição de corrente 1406 através de um resistor de 10 ohm na linha principal da fixação de teste é mostrada. Essa é a corrente que flui quando ocorre a interrupção no isolador e é observada como uma descarga elétrica e é evidenciada na forma de calor e luz.

[0096] As Figuras 14D e 14E mostram períodos mais aproximados do fluxo de corrente através do resistor de 10 ohm e as formas de onda resultantes conforme visto pelos dispositivos de sensor. O gráfico na Figura 14D mostra o período realçado 1408 da Figura 14C conforme aproximado em 500 microssegundo de tempo, enquanto o gráfico na Figura 14E mostra o período realçado 1410 da Figura 14D conforme aproximado em 80 microssegundos.

[0097] A Figura 15 mostra uma versão mais detalhada da Figura 14C, que realça as duas vezes em que a interrupção elétrica ocorreu e quais dos dispositivos de sensor mediram a corrente através do resistor de 10 ohm. Nesse exemplo, uma pessoa observa que a interrupção elétrica pode produzir correntes que mudam lentamente ao longo de um período de tempo de muitos microssegundos, para correntes que começam e param muito rápido, na ordem de nanossegundos a dezenas de nanossegundos. Conforme pode ser visto na Figura 15, as correntes que mudam lentamente produzem um sinal visível 1502 no dispositivo de sensor no mesmo circuito (“Same Ting”), mas não no dispositivo de sensor em uma parte diferente (“Other Ting”), enquanto as correntes que mudam rápido são visíveis nos sinais de ambos os dispositivos de sensor.

[0098] A Figura 16 mostra uma aparência mais detalhada dos pulsos individuais de uma descarga elétrica com algumas informações nas taxas de alteração de corrente à medida que a corrente começa a fluir, então, experimenta diversas interrupções no fluxo de corrente até que é finalmente extinguida. Nota-se que cada rápida alteração na corrente, ambos os dispositivos de sensor veem uma elevação aguda no sinal seguida por um ring-down característico. Isso demonstra que a característica da descarga elétrica que causa o maior impacto em quão bem os sinais percorrem através da rede elétrica é o tempo de crescimento e tempo de queda muito rápidos das correntes. Nota-se que à medida que a descarga começa, o sinal de ring-down característico 1602 aparece, mas à medida que a corrente continua no mesmo nível, o dispositivo de sensor na fase oposta não tem uma resposta forte. Isso é uma constatação importante para o desenvolvimento do dispositivo de proxy, à medida que significa que contanto que o dispositivo de proxy pode simular os tempos de crescimento e queda das correntes de pulso rápido de precursor de incêndio, então, o mesmo pode recriar a parte mais relevante do sinal e não precisa recriar as correntes contínuas mais longas.

[0099] Deve-se observar que o dispositivo de proxy 1300, que funciona como um gerador de forma de onda arbitrário, reproduz formas de onda laboratoriais de modo imperfeito. Isso pode gerar apenas etapas de tensão em determinadas bordas de relógio digital e pode gerar apenas etapas de determinadas amplitudes discretas. O sistema realiza compressão com perdas nos dados, preservando os picos mais l9ongos e preservando seus formatos. A impedância do dispositivo de proxy 1300 não é igual à impedância de uma porção danificada do isolador, de modo que as reflexões do dispositivo de proxy difiram das reflexões de um cabo danificado. Como resultado, é importante confirmar que o dispositivo de proxy é suficiente para produzir sinais no dispositivo de sensor 204 semelhantes aos sinais produzidos pelas cintilações reais no isolamento danificado.

[0100] Para restar isso, o isolamento em um fio foi danificado no laboratório, as correntes produzidas por cintilações no isolamento danificado foram medidas, e as tensões produzidas por essas cintilações em um dispositivo de sensor em um circuito diferente no laboratório foram simultaneamente medidas. O dispositivo de proxy 1300 foi, então, programado para reproduzir as cintilações que foram medidas, o isolamento danificado foi substituído pelo dispositivo de proxy e, novamente, as correntes produzidas no dispositivo de proxy e tensões produzidas em um dispositivo de sensor em um circuito diferente foram simultaneamente medidas.

[0101] A Figura 17 mostra os resultados do teste descrito acima. O gráfico l702a mostra a corrente inicialmente medida no laboratório a partir do isolamento danificado. O gráfico l704a mostra a tensão de um dispositivo de sensor medida em um outro circuito, produzida pelos pulsos de corrente mostrados no gráfico l702a. O gráfico l706a mostra a corrente produzida pelo dispositivo de proxy, e o gráfico l708a mostra a tensão medida por um dispositivo de sensor em um outro circuito. Os gráficos l702b, l704b, l706b e l708b mostram as mesmas medições de gráficos l702a, l704a, l706a e l708a, respectivamente, em uma resolução de tempo maior. As tensões de sensor produzidas pelo dispositivo de proxy não são idênticas àquelas inicialmente medidas, mas são semelhantes o bastante para uso.

[0102] Uma segunda característica de sinais de pulso de percursor de incêndio que determina se os mesmos percorrem através da casa é a amplitude do pulso. Pulsos de amplitude maior produzem uma resposta maior no dispositivo de sensor 204. A relação entre a amplitude da corrente e o tamanho da resposta do dispositivo de sensor pode ser vista nos gráficos l702b e l704b. As amplitudes de corrente maiores no gráfico l702b são observadas como respostas de sensor maiores em l704b. Semelhantemente, as correntes de amplitude maior produzidas pelo dispositivo de proxy, resultam em respostas maiores no dispositivo de sensor (vide gráficos l706b e l708b). As correntes na ordem de 25 mA são suficientes para produzir uma resposta no dispositivo de sensor 204 com razão entre sinal e ruído suficiente para ser detectada.

[0103] Os precursores de incêndio podem gerar milhares de pulsos através de um único ciclo de potência, cuja grande porcentagem não é grande o bastante em amplitude para percorrer através da infraestrutura elétrica e ser vista por um dispositivo de sensor na parte oposta. O dispositivo de proxy 1300 tem capacidade para produzir um número limitado pulsos por ciclo. O dispositivo de proxy é programado para focar na geração dos pulsos maiores e mais rápidos que se espera que sejam detectados por toda a casa. Em algumas modalidades, o dispositivo de proxy 1300 pode se comunicar com um dispositivo de computação de servidor (por exemplo, dispositivo de computação de servidor 214) para notificar o servidor de tempos que estão operando e qual modo está operando. Nesse caso, é fácil correlacionar os tempos que o dispositivo de proxy indica que está passando para a saída do dispositivo de sensor para verificar que o dispositivo de sensor detecta o sinal. Nesse exemplo, o dispositivo de proxy 1300 foi programado para criar pulsos rápidos com amplitudes que estão na faixa de 0 miliamps a 300 miliamps. A Figura 18 mostra um histograma da amplitude dos pulsos encontrada em um conjunto de cinco segundos de dados que foi adquirido no laboratório, rotulado “verdadeiro” (cinza escuro, 1802). Adicionalmente, um histograma da amplitude de pulsos recriada pelo dispositivo de proxy é mostrado em cinza claro (1804). Geralmente, as contagens de pulsos de proxy são menores que a fonte de dados verdadeiros. Conforme descrito acima, isso se deve ao fato de que os limites do dispositivo de proxy memória retêm dados suficientes para reproduzir cada pulso, então, o foco está na reprodução dos últimos pulsos.

[0104] Nota-se que as amplitudes de corrente de pulso no conjunto de dados de teste de proxy são pequenas em comparação com os amperes de pico que desencadeiam as interrupções de circuito de falha de arco. Um AFCI percorrerá cerca de 50 amps por um arco paralelo e 5 amps por um arco em série (conforme descrito em J. Wafer,

”The Evolution of Arc Fault Circuit Interruption”, The 5 1st IEEE HOLM conference on Electrical Contacts, 2005). Detectando-se as correntes de pulso com essas pequenas amplitudes, o dispositivo de sensor descrito no presente documento tem capacidade para alertar um morador com bastante antecedência do nível em que o arco se torna perigoso e o risco de incêndio é iminente. Esse quadro de tempo entre o tempo quando as cintilações são detectadas e o arco cresce o bastante para ser perigoso pode estar na ordem de horas a anos (conforme descrito em Twibell, J. D., Electricity and Fire, páginas 61 a 104 em Fire Investigation, N. N. Daeid, ed., CRC Press, Boca Raton, FL (2004)).

[0105] Tendo demonstrado que os precursores de incêndio criam sinais na rede de potência que percorrem por todo o caminho e podem ser detectados por um único dispositivo de sensor, a segunda questão para eficiência de detecção se refere a quão bem o dispositivo de sensor pode distinguir entre sinais precursores de incêndio e sinais produzidos pelo homem ou outros interferentes que podem ser captados em uma linha de transmissão de energia elétrica. Os precursores de sinais de incêndio exibem determinadas características de arcos paralelos que são explorados para a identificação (nota-se que os arcos em série têm outras características que podem ser exploradas para identificação— como sinal baixo em cruzamentos zero com um grande impulso de amplitude logo fora da área do cruzamento zero, e as conexões brilhantes podem ainda ter características diferentes que podem ser exploradas para identificação): 1) Os sinais de pulso de percursor de incêndio são, em média, maiores perto dos picos de tensão e os mais fracos, aproximando-se de zero perto dos cruzamentos de tensão zero. 2) Os sinais de pulso são aleatoriamente distribuídos em tempo através de múltiplos ciclos e são aleatoriamente distribuídos através da fase.

[0106] A Figura 19 mostra uma plotagem de como os sinais precursores de incêndio aparecem ao longo do tempo. O tempo na plotagem é crescente do topo para o fundo. Cada fileira da plotagem é representativa de um único ciclo de potência com o meio ciclo em crescimento indicado na esquerda e o meio ciclo em queda indicado na direita. A escala 1902 indica a amplitude de sinais de HF detectados em vários lugares na fase de ciclo de potência. Para arcos paralelos, a amplitude de HF aumenta em picos do ciclo de potência e vai até zero nos cruzamentos de tensão zero.

[0107] Para comparação, a Figura 20 mostra a plotagem da Figura 19 para um dispositivo em funcionamento na rede elétrica que está gerando atividade elétrica de HF. Um típico recurso de dispositivos executados em uma rede elétrica é que a atividade elétrica de HF está em lugares repetidos na fase ao longo de longos períodos de tempo. Isso é indicado pelas linhas verticais no meio ciclo em queda. Os algoritmos de sensor descritos no presente documento exploram as diferenças entre dispositivos produzidos pelo homem que geram sinais previsíveis e repetidos dos sinais precursores de incêndio que são mais variáveis em tempo e amplitude.

[0108] As técnicas descritas acima podem ser implantadas em conjunto de circuitos eletrônicos digitais e/ou analógicos, ou em hardware, firmware, software de computador ou em combinações dos mesmos. A implantação pode ser como um produto de programa de computador, isto é, um programa de computador tangivelmente embutido em um dispositivo de armazenamento legível por computador, para execução, ou para controlar a operação, por um aparelho de processamento de dados, por exemplo, um processador programável, um computador e/ou múltiplos computadores. Um programa de computador pode ser escrito de qualquer forma de computador ou linguagem de programação, incluindo código-fonte, código compilado, código interpretado e/ou código de máquina, e o programa de computador pode ser implantado em qualquer forma, incluindo como um programa independente ou como uma sub-rotina, elemento ou outra unidade adequada para uso em um ambiente de computação. Um programa de computador pode ser implantado para ser executado em um computador ou em múltiplos computadores em um ou mais sites.

[0109] As etapas do método podem ser realizadas por um ou mais processadores para fins específicos que executam um programa de computador para realizar funções da tecnologia operando-se em dados de entrada e/ou gerando-se dados de saída. As etapas do método também podem ser realizadas por, e um aparelho pode ser implantado como, conjunto de circuitos lógicos para fins específicos, por exemplo, um FPGA (arranjo de porta programável em campo), um FPAA (arranjo analógico programável em campo), um CPLD (dispositivo lógico programável complexo), um PSoC (Sistema em Chip Programável), ASIP (processador definido para instruções de aplicação específica) ou um ASIC (circuito integrado de aplicação específica) ou semelhantes. As sub-rotinas podem se referir a porções do programa de computador e/ou do processador e/ou do conjunto de circuitos específico armazenados que implantam uma ou mais funções.

[0110] Os processadores adequados para a execução de um programa de computador incluem, por meio de exemplo, microprocessadores tanto para fins gerais quanto para fins específicos, e qualquer um ou mais processadores de qualquer tipo de computador digital ou analógico. Geralmente, um processador recebe instruções e dados de uma memória somente de leitura ou uma memória de acesso aleatório ou ambos. Os elementos essenciais de um computador são um processador para executar instruções e um ou mais dispositivos de memória para armazenar instruções e/ou dados. Os dispositivos de memória, como um cache, podem ser usados para armazenar temporariamente em cache. Os dispositivos de memória também podem ser usados para o armazenamento de dados a longo prazo. Geralmente, um computador também inclui, ou está operativamente acoplado aos dados de recebimento ou dados de transferência, ou ambos, para um ou mais dispositivos de armazenamento em massa para armazenar dados, por exemplo, discos magnéticos, discos magneto-ópticos ou discos ópticos. Um computador também pode ser operativamente acoplado a uma rede de comunicações a fim de receber instruções e/ou dados da rede e/ou para transferir instruções e/ou dados para a rede. Os meios de armazenamento legíveis por computador adequados para incorporar instruções e dados de programa de computador incluem todas as formas de memória volátil e não volátil, incluindo, a título de exemplo, dispositivos de memória semicondutora, por exemplo, DRAM, SRAM, EPROM, EEPROM e dispositivos de memória flash; discos magnéticos, por exemplo, discos rígidos internos ou discos removíveis; discos magneto-ópticos; e discos ópticos, por exemplo, CD, DVD, HD-DVD, e discos Blu-ray. O processador e a memória podem ser suplementados e/ou incorporados em conjunto de circuitos lógicos para fins específicos.

[0111] Para fornecer a interação com um usuário, as técnicas descritas acima podem ser implantadas em um computador em comunicação com um dispositivo de exibição, por exemplo, um CRT (tubo de raios catódicos), monitor de plasma ou LCD (visor de cristal líquido), para exibir informações para o usuário e um teclado e um dispositivo apontador, por exemplo, um mouse, uma trackball, um touchpad ou um sensor de movimento, pelo qual o usuário pode fornecer entrada para o computador (por exemplo, interagir com um elemento de interface de usuário). Outros tipos de dispositivos podem ser usados para fornecer interação com um usuário também; por exemplo, a retroalimentação para o usuário pode ser de qualquer forma de retroalimentação sensorial, por exemplo, retroalimentação visual, retroalimentação audível ou retroalimentação tátil; e a entrada do usuário pode ser recebida de qualquer forma, incluindo entrada acústica, fala e/ou tátil.

[0112] As técnicas descritas acima podem ser implantadas em um sistema de computação distribuído que inclui um componente de back-end. O componente de back-end pode, por exemplo, ser um servidor de dados, um componente de middleware e/ou um servidor de aplicativo. As técnicas descritas acima podem ser implantadas em um sistema de computação distribuído que inclui um componente de front- end. O componente de front-end pode, por exemplo, ser um computador cliente que tem uma interface gráfica de usuário, um navegador da Web através do qual um usuário pode interagir com uma implantação exemplificativa e/ou outras interfaces gráficas de usuário para um dispositivo de transmissão. As técnicas descritas acima podem ser implantadas em um sistema de computação distribuído que inclui qualquer combinação de tais componentes de back-end, middleware, ou front-end.

[0113] Os componentes do sistema de computação podem ser interconectados pelo meio de transmissão, que pode incluir qualquer forma ou meio de comunicação de dados digitais ou analógicos (por exemplo, uma rede de comunicação). O meio de transmissão pode incluir uma ou mais redes baseadas em pacote e/ou uma ou mais redes baseadas em circuito em qualquer configuração. As redes baseadas em pacote podem incluir, por exemplo, a Internet, uma rede de protocolo de Internet (IP) de portadora (por exemplo, rede local (LAN), rede ampla (WAN), rede de área de campo (CAN), rede de área metropolitana (MAN), rede de área doméstica (HAN)), uma rede de IP privada, uma central privada de comutação (IPBX), uma rede sem fio (por exemplo, rede de acesso por rádio (RAN), Bluetooth, Wi-Fi, WiMAX, rede de serviço de rádio de pacote geral (GPRS), HiperLAN) e/ou outras redes baseadas em pacote. As redes baseadas em circuito podem incluir, por exemplo, a rede telefônica pública comutada (PSTN), uma central privada de comutação herdada (PBX), uma rede sem fio (por exemplo, RAN, rede de acesso múltiplo por divisão de código (CDMA), rede de acesso múltiplo por divisão de tempo (TDMA), rede de sistema global para comunicações móveis (GSM)) e/ou outras redes baseadas em circuito.

[0114] A transferência de informações através do meio de transmissão pode se basear em um ou mais protocolos de comunicação. Os protocolos de comunicação podem incluir, por exemplo, protocolo de Ethernet, protocolo de Internet (IP), Voz através de IP (VOIP), um protocolo Ponto a Ponto (P2P), Protocolo de Transferência de Hipertexto (HTTP), Protocolo de Iniciação de Sessão (SIP), H.323, Protocolo de Controle Porta de Comunicação de Mídia (MGCP), Sistema de Sinalização nº 7 (SS7), um protocolo de Sistema Global para Comunicações Móveis (GSM), um protocolo Push-to-Talk (PTT), um protocolo de PTT através de Celular (POC) e/ou outros protocolos de comunicação.

[0115] Os dispositivos do sistema de computação podem incluir, por exemplo, um computador, um computador com um dispositivo de navegador, um telefone, um telefone de IP, um dispositivo móvel (por exemplo, telefone celular, dispositivo de assistente pessoal digital (PDA), computador do tipo laptop, dispositivo de correio eletrônico) e/ou outros dispositivos de comunicação. O dispositivo de navegador inclui, por exemplo, um computador (por exemplo, computador do tipo desktop, computador do tipo laptop) com um navegador da World Wide Web (por exemplo, Microsoft® Internet Explorer® disponível junto à Microsoft Corporation, Mozilla® Firefox disponível junto à Mozilla Corporation). O dispositivo de computação móvel inclui, por exemplo, um Blackberry®. Os telefones de IP incluem, por exemplo, um Cisco® Unified IP Phone 7985G disponível junto à Cisco Systems, Inc., e/ou um Cisco® Unified Wireless Phone 7920 disponível junto à Cisco Systems, Inc.

[0116] Compreender, incluir e/ou as formas plurais de cada um são abrangentes e incluem as partes listadas e podem incluir partes adicionais que não estão listadas. E/ou é abrangente e inclui uma ou mais das partes listadas e combinações das partes listadas.

[0117] Um versado na técnica irá perceber que a invenção pode ser incorporada em outras formas específicas sem que se afaste do espírito ou características essenciais da mesma. As modalidades anteriormente mencionadas, portanto, devem ser consideradas em todos os sentidos ilustrativos ao invés de limitantes da invenção descrita no presente documento.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para detectar descargas elétricas que precedem os incêndios elétricos em fiação elétrica, sendo que o sistema compreende: um ou mais dispositivos de sensor acoplados a um circuito, sendo que cada dispositivo de sensor é configurado para detectar uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito; identificar um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal; e gerar uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados; um dispositivo de computação de servidor comunicativamente acoplado ao um ou mais dispositivos de sensor, sendo que o dispositivo de computação de servidor é configurado para: receber a uma ou mais características transientes de cada dispositivo de sensor; analisar as características transientes para identificar a uma ou mais indicações de descarga elétrica; e gerar um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que a uma ou mais formas de onda de sinal compreendem uma forma de onda de ciclo de tensão total.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, em que o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total em uma frequência em uma faixa entre 10 MHz e 100 MHz.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; b) determinar um valor médio e um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; c) determinar uma diferença entre o valor médio e o valor máximo; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 5, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 3, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) determinar um derivado das amostras da forma de onda de sinal de tensão total através de um ciclo de tensão total; b) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; c) determinar um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 8, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

10. Sistema, de acordo com a reivindicação 9, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 2, em que o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total a 80 MHz mediante a detecção de que a uma ou mais formas de onda de sinal alcançaram um valor limite.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 12, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: identificar uma ou mais amostras da forma de onda de ciclo de tensão total que excede um valor limite; e armazenar a uma ou mais amostras identificadas.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 13, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende, para cada amostra identificada: determinar uma contagem de picos na amostra identificada; determina um tempo de crescimento dos picos na amostra identificada; determinar uma largura de pulso da amostra identificada; e determinar um integral da amostra identificada.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende categorizar a amostra identificada como uma indicação de descarga elétrica quando a contagem de picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado e quando o tempo de crescimento dos picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 15, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que o um ou mais dispositivos de sensor identificam um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados com o uso de um perfil de detecção transiente armazenado em um módulo de memória do dispositivo de sensor.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 17, em que o dispositivo de computação de servidor gera um perfil de detecção transiente atualizado com base nas características transientes recebidas de um ou mais dos dispositivos de sensor e transmite o perfil de detecção transiente atualizado para cada um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 18, em que o um ou mais dispositivos de sensor aplicam o perfil de detecção transiente atualizado para identificar sinais transientes subsequentes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram a uma ou mais características transientes.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para um dispositivo de computação remoto.

21. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

22. Sistema, de acordo com a reivindicação 21, em que o pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor ativa um indicador visual mediante o recebimento de pelo menos um dentre o um ou mais sinais de alerta.

23. Sistema, de acordo com a reivindicação 22, em que o indicador visual é um componente de diodo emissor de luz (LED) do pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

24. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositivo de computação de servidor usa um ou mais algoritmos de aprendizagem de máquina para analisar as características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica.

25. Método computadorizado de detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica, sendo que o método compreende: detectar, por meio de cada um dentre um ou mais dispositivos de sensor acoplado a um circuito, uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito; identificar, por meio de cada um dentre o um ou mais dispositivos de sensor, um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal; gerar, por meio de cada um dentre o um ou mais dispositivos de sensor, uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados; receber, através de um dispositivo de computação de servidor comunicativamente acoplado ao um ou mais dispositivos de sensor, a uma ou mais características transientes de cada dispositivo de sensor; analisar, através do dispositivo de computação de servidor, as características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica; e gerar, através do dispositivo de computação de servidor, um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas.

26. Método, de acordo com a reivindicação 25, em que a uma ou mais formas de onda de sinal compreendem uma forma de onda de ciclo de tensão total.

27. Método, de acordo com a reivindicação 26, em que o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total em uma frequência em uma faixa entre 10 MHz e 100 MHz.

28. Método, de acordo com a reivindicação 27, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; b) determinar um valor médio e um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; c) determinar uma diferença entre o valor médio e o valor máximo;

d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

29. Método, de acordo com a reivindicação 28, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

30. Método, de acordo com a reivindicação 29, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

31. Método, de acordo com a reivindicação 30, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

32. Método, de acordo com a reivindicação 27, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) determinar um derivado das amostras da forma de onda de sinal de tensão total através de um ciclo de tensão total; b) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; c) determinar um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

33. Método, de acordo com a reivindicação 32, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

34. Método, de acordo com a reivindicação 33, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

35. Método, de acordo com a reivindicação 34, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

36. Método, de acordo com a reivindicação 26, em que o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total a 80 MHz mediante a detecção de que as formas de onda de sinal alcançaram um valor limite.

37. Método, de acordo com a reivindicação 36, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende:

identificar uma ou mais amostras da forma de onda de ciclo de tensão total que excede um valor limite; e armazenar a uma ou mais amostras identificadas.

38. Método, de acordo com a reivindicação 37, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende, para cada amostra identificada: determinar uma contagem de picos na amostra identificada; determinar um tempo de crescimento dos picos na amostra identificada; determinar uma largura de pulso da amostra identificada; e determinar um integral da amostra identificada.

39. Método, de acordo com a reivindicação 38, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende categorizar a amostra identificada como uma indicação de descarga elétrica quando a contagem de picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado e quando o tempo de crescimento dos picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado.

40. Método, de acordo com a reivindicação 39, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

41. Método, de acordo com a reivindicação 25, em que o um ou mais dispositivos de sensor identificam um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados com o uso de um perfil de detecção transiente armazenado em um módulo de memória do dispositivo de sensor.

42. Método, de acordo com a reivindicação 41, em que o dispositivo de computação de servidor gera um perfil de detecção transiente atualizado com base nas características transientes recebidas de um ou mais dos dispositivos de sensor e transmite o perfil de detecção transiente atualizado para cada um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

43. Método, de acordo com a reivindicação 42, em que o um ou mais dispositivos de sensor aplicam o perfil de detecção transiente atualizado para identificar sinais transientes subsequentes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram a uma ou mais características transientes.

44. Método, de acordo com a reivindicação 25, em que o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para um dispositivo de computação remoto.

45. Método, de acordo com a reivindicação 25, em que o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

46. Método, de acordo com a reivindicação 45, em que o pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor ativa um indicador visual mediante o recebimento de pelo menos um dentre o um ou mais sinais de alerta.

47. Método, de acordo com a reivindicação 46, em que o indicador visual é um componente de diodo emissor de luz (LED) do pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

48. Método, de acordo com a reivindicação 25, em que o dispositivo de computação de servidor usa um ou mais algoritmos de aprendizagem de máquina para analisar as características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica.

49. Sistema para detectar descargas elétricas que precedem os incêndios elétricos em fiação elétrica, sendo que o sistema compreende: um ou mais dispositivos de sensor acoplados a um circuito, sendo que cada dispositivo de sensor é configurado para detectar uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito; e um dispositivo de computação de servidor comunicativamente acoplado ao um ou mais dispositivos de sensor, sendo que o dispositivo de computação de servidor é configurado para: receber a uma ou mais formas de onda de sinal de cada dispositivo de sensor; analisar a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétricas; e gerar um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas.

50. Sistema, de acordo com a reivindicação 49, em que a análise da uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: identificar um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal; gerar uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados; e analisar a uma ou mais características transientes para identificar a uma ou mais indicações de descarga elétrica.

51. Sistema, de acordo com a reivindicação 49, em que a uma ou mais formas de onda de sinal compreendem uma forma de onda de ciclo de tensão total.

52. Sistema, de acordo com a reivindicação 51, em que o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total em uma frequência em uma faixa entre 10 MHz e 100 MHz.

53. Sistema, de acordo com a reivindicação 52, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; b) determinar um valor médio e um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; c) determinar uma diferença entre o valor médio e o valor máximo; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

54. Sistema, de acordo com a reivindicação 53, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

55. Sistema, de acordo com a reivindicação 54, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

56. Sistema, de acordo com a reivindicação 55, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um ou mais sinais de alerta baseados na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

57. Sistema, de acordo com a reivindicação 52, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) determinar um derivado das amostras da forma de onda de sinal de tensão total através de um ciclo de tensão total; b) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; c) determinar um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

58. Sistema, de acordo com a reivindicação 57, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

59. Sistema, de acordo com a reivindicação 58, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende:

determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

60. Sistema, de acordo com a reivindicação 59, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um ou mais sinais de alerta baseados na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

61. Sistema, de acordo com a reivindicação 51, em que o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total a 80 MHz mediante a detecção de que as formas de onda de sinal alcançaram um valor limite.

62. Sistema, de acordo com a reivindicação 61, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: identificar uma ou mais amostras da forma de onda de ciclo de tensão total que excede um valor limite; e armazenar a uma ou mais amostras identificadas.

63. Sistema, de acordo com a reivindicação 62, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende, para cada amostra identificada: determinar uma contagem de picos na amostra identificada; determinar um tempo de crescimento dos picos na amostra identificada; determinar uma largura de pulso da amostra identificada; e determinar um integral da amostra identificada.

64. Sistema, de acordo com a reivindicação 63, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende categorizar a amostra identificada como uma indicação de descarga elétrica quando a contagem de picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado e quando o tempo de crescimento dos picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado.

65. Sistema, de acordo com a reivindicação 64, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um ou mais sinais de alerta baseados na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

66. Sistema, de acordo com a reivindicação 50, em que o um ou mais dispositivos de sensor identificam um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados com o uso de um perfil de detecção transiente armazenado em um módulo de memória do dispositivo de sensor.

67. Sistema, de acordo com a reivindicação 66, em que o dispositivo de computação de servidor gera um perfil de detecção transiente atualizado com base nas características transientes recebidas de um ou mais dos dispositivos de sensor e transmite o perfil de detecção transiente atualizado para cada um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

68. Sistema, de acordo com a reivindicação 67, em que o um ou mais dispositivos de sensor aplicam o perfil de detecção transiente atualizado para identificar sinais transientes subsequentes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram a uma ou mais características transientes.

69. Sistema, de acordo com a reivindicação 49, em que o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para um dispositivo de computação remoto.

70. Sistema, de acordo com a reivindicação 49, em que o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

71. Sistema, de acordo com a reivindicação 70, em que o pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor ativa um indicador visual mediante o recebimento de pelo menos um dentre o um ou mais sinais de alerta.

72. Sistema, de acordo com a reivindicação 71, em que o indicador visual é um componente de diodo emissor de luz (LED) do pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

73. Sistema, de acordo com a reivindicação 49, em que o dispositivo de computação de servidor usa um ou mais algoritmos de aprendizagem de máquina para analisar a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica.

74. Dispositivo de sensor para detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica, o dispositivo de sensor é acoplado a um circuito, sendo que o dispositivo de sensor compreende: um módulo que capta a atividade elétrica no circuito e detecta uma ou mais formas de onda de sinal da atividade elétrica; e um processador que: analisa a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétricas; e gera um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas.

75. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 74, em que a análise da uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: identificar um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal; gerar uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados; e analisar a uma ou mais características transientes para identificar a uma ou mais indicações de descarga elétrica.

76. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 74, em que a uma ou mais formas de onda de sinal compreendem uma forma de onda de ciclo de tensão total.

77. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 76, em que o dispositivo de sensor amostra a forma de onda de ciclo de tensão total em uma frequência em uma faixa entre 10 MHz e 100 MHz.

78. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 75, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; b) determinar um valor médio e um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; c) determinar uma diferença entre o valor médio e o valor máximo; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

79. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 78, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende:

determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

80. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 79, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

81. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 80, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um ou mais sinais de alerta baseados na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

82. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 77, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende:

a) determinar um derivado das amostras da forma de onda de sinal de tensão total através de um ciclo de tensão total; b) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; c) determinar um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

83. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 82, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

84. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 83, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

85. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 84, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um ou mais sinais de alerta baseados na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

86. Sistema, de acordo com a reivindicação 76, em que o dispositivo de sensor amostra a forma de onda de ciclo de tensão total a 80 MHz mediante a detecção de que as formas de onda de sinal alcançaram um valor limite.

87. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 86, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: identificar uma ou mais amostras da forma de onda de ciclo de tensão total que excede um valor limite; e armazenar a uma ou mais amostras identificadas.

88. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 87, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende, para cada amostra identificada:

determinar uma contagem de picos na amostra identificada; determinar um tempo de crescimento dos picos na amostra identificada; determinar uma largura de pulso da amostra identificada; e determinar um integral da amostra identificada.

89. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 88, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende categorizar a amostra identificada como uma indicação de descarga elétrica quando a contagem de picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado e quando o tempo de crescimento dos picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado.

90. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 89, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um ou mais sinais de alerta baseados na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

91. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 75, em que o dispositivo de sensor identifica um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal e gera uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados com o uso de um perfil de detecção transiente armazenado em um módulo de memória do dispositivo de sensor.

92. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 91, em que o dispositivo de sensor gera um perfil de detecção transiente atualizado com base nas características transientes geradas pelo dispositivo de sensor.

93. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 92, em que o dispositivo de sensor aplica o perfil de detecção transiente atualizado para identificar sinais transientes subsequentes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram a uma ou mais características transientes.

94. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 74, em que o dispositivo de sensor transmite o um ou mais sinais de alerta para um dispositivo de computação remoto.

95. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 74, em que o dispositivo de sensor ativa um indicador visual mediante a geração de pelo menos um dentre o um ou mais sinais de alerta.

96. Dispositivo de sensor, de acordo com a reivindicação 95, em que o indicador visual é um componente de diodo emissor de luz (LED) do dispositivo de sensor.

97. Método computadorizado de detectar descargas elétricas que precedem incêndios elétricos em fiação elétrica, sendo que o método compreende: detectar, através de um ou mais dispositivos de sensor cada um acoplado a um circuito, uma ou mais formas de onda de sinal geradas pela atividade elétrica no circuito; receber, através um dispositivo de computação de servidor comunicativamente acoplado ao um ou mais dispositivos de sensor, a uma ou mais formas de onda de sinal de cada dispositivo de sensor; analisar, através do dispositivo de computação de servidor, a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica; e gerar, através do dispositivo de computação de servidor, um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica são identificadas.

98. Método, de acordo com a reivindicação 97, em que a análise da uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: identificar um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal; gerar uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados; e analisar a uma ou mais características transientes para identificar a uma ou mais indicações de descarga elétrica.

99. Método, de acordo com a reivindicação 98, em que a uma ou mais formas de onda de sinal compreendem uma forma de onda de ciclo de tensão total.

100. Método, de acordo com a reivindicação 99, em que o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total em uma frequência em uma faixa entre 10 MHz e 100 MHz.

101. Método, de acordo com a reivindicação 100,

em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; b) determinar um valor médio e um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; c) determinar uma diferença entre o valor médio e o valor máximo; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

102. Método, de acordo com a reivindicação 101, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

103. Método, de acordo com a reivindicação 102, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

104. Método, de acordo com a reivindicação 103, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

105. Método, de acordo com a reivindicação 104, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: a) determinar um derivado das amostras da forma de onda de sinal de tensão total através de um ciclo de tensão total; b) dividir as amostras da forma de onda de ciclo de tensão total em uma pluralidade de compartimentos; c) determinar um valor máximo para cada um dentre a pluralidade de compartimentos; d) repetir as etapas a) - c) para cada uma dentre uma pluralidade de outras amostras da forma de onda de ciclo de tensão total para determinar um valor máximo acumulado para cada compartimento através de todas as amostras; e e) determinar um derivado de cada valor máximo acumulado através da pluralidade de compartimentos.

106. Método, de acordo com a reivindicação 105, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende: determinar uma amplitude transiente média em um ciclo de tensão da forma de onda de ciclo de tensão total; e determinar uma amplitude transiente média para uma pluralidade de seções de fase no ciclo de tensão.

107. Método, de acordo com a reivindicação 106, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende: determinar uma razão entre transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima e transientes de pico médio perto de um cruzamento zero do ciclo de tensão; e identificar os transientes de pico médio em uma ou mais das seções de fase perto de uma tensão máxima as indicações de descarga elétrica, quando a razão estiver acima de um limite predeterminado.

108. Método, de acordo com a reivindicação 107, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

109. Método, de acordo com a reivindicação 99, em que o um ou mais dispositivos de sensor amostram a forma de onda de ciclo de tensão total a 80 MHz mediante a detecção de que as formas de onda de sinal alcançaram um valor limite.

110. Método, de acordo com a reivindicação 109, em que a identificação de um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal compreende: identificar uma ou mais amostras da forma de onda de ciclo de tensão total que excede um valor limite; e armazenar a uma ou mais amostras identificadas.

111. Método, de acordo com a reivindicação 110, em que a geração de uma ou mais características transientes se baseia nos sinais transientes identificados compreende, para cada amostra identificada: determinar uma contagem de picos na amostra identificada; determinar um tempo de crescimento dos picos na amostra identificada; determinar uma largura de pulso da amostra identificada; e determinar um integral da amostra identificada.

112. Método, de acordo com a reivindicação 111, em que a análise das características transientes para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica compreende categorizar a amostra identificada como uma indicação de descarga elétrica quando a contagem de picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado e quando o tempo de crescimento dos picos na amostra identificada estiver acima de um limite predeterminado.

113. Método, de acordo com a reivindicação 112, em que a geração de um ou mais sinais de alerta quando uma ou mais indicações de descarga elétrica forem identificadas compreende: determinar uma contagem das indicações de descarga elétrica identificadas ocorridas dentro de uma quantidade predeterminada de tempo; e gerar um sinal de alerta baseado na contagem das indicações de descarga elétrica identificadas.

114. Método, de acordo com a reivindicação 98, em que o um ou mais dispositivos de sensor identificam um ou mais sinais transientes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram uma ou mais características transientes com base nos sinais transientes identificados com o uso de um perfil de detecção transiente armazenado em um módulo de memória do dispositivo de sensor.

115. Método, de acordo com a reivindicação 114, em que o dispositivo de computação de servidor gera um perfil de detecção transiente atualizado com base nas características transientes recebidas de um ou mais do dispositivos de sensor e transmite o perfil de detecção transiente atualizado para cada um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

116. Método, de acordo com a reivindicação 115, em que o um ou mais dispositivos de sensor aplicam o perfil de detecção transiente atualizado para identificar sinais transientes subsequentes na uma ou mais formas de onda de sinal e geram a uma ou mais características transientes.

117. Método, de acordo com a reivindicação 97, em que o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para um dispositivo de computação remoto.

118. Método, de acordo com a reivindicação 97, em que o dispositivo de computação de servidor transmite o um ou mais sinais de alerta para pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

119. Método, de acordo com a reivindicação 118, em que o pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor ativa um indicador visual mediante o recebimento de pelo menos um dentre o um ou mais sinais de alerta.

120. Método, de acordo com a reivindicação 119, em que o indicador visual é um componente de diodo emissor de luz (LED) do pelo menos um dentre o um ou mais dispositivos de sensor.

121. Método, de acordo com a reivindicação 97, em que o dispositivo de computação de servidor usa um ou mais algoritmos de aprendizagem de máquina para analisar a uma ou mais formas de onda de sinal para identificar uma ou mais indicações de descarga elétrica.