EP4097656A1 - Monitoring von leistungsschaltern - Google Patents

Monitoring von leistungsschaltern

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Publication number
EP4097656A1
EP4097656A1 EP20801229.4A EP20801229A EP4097656A1 EP 4097656 A1 EP4097656 A1 EP 4097656A1 EP 20801229 A EP20801229 A EP 20801229A EP 4097656 A1 EP4097656 A1 EP 4097656A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
circuit breaker
information
functional
target
result information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP20801229.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marius Stiller
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Westenergie AG
Original Assignee
Westenergie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Westenergie AG filed Critical Westenergie AG
Publication of EP4097656A1 publication Critical patent/EP4097656A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q10/00—Administration; Management
    • G06Q10/20—Administration of product repair or maintenance
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
    • G06Q50/06—Energy or water supply

Definitions

  • the invention relates to a method for monitoring circuit breakers.
  • Circuit-breakers and power tap-changers are present in power networks of all voltage levels, i.e. in so-called high-voltage, medium-voltage and low-voltage networks.
  • Such circuit breakers switch at high voltages, e.g. B. between 380 kV and 0.4 kV and high currents of up to several thousand amperes high loads resulting from z. B. whole network parts and / or network sections, power plants and / or consumers can exist or can include them.
  • the consistent, appropriate and safe functionality of these circuit breakers forms the backbone of a safe and stable energy supply.
  • circuit breakers are serviced and serviced in accordance with the relevant DIN standard, including DIN 31051.
  • DIN standard including DIN 31051.
  • the first two of the four basic measures relate exclusively to a visual inspection and, if necessary, to measurements of the basic technical parameters of the circuit breakers.
  • a so-called fingerprint is used within maintenance and repair measures, in which the technical core parameters of a circuit breaker such.
  • switching failure when switching or when the protection is triggered.
  • a device which is set up or comprises corresponding means to carry out and / or control a method according to the first aspect.
  • Devices of the method according to the first aspect are or comprise in particular one or more devices according to the second aspect.
  • an alternative device comprising at least one processor and at least one memory with computer program code, the at least one memory and the computer program code being set up to carry out at least one method according to the first aspect with the at least one processor and / or control.
  • a processor is intended to mean, for example, a control unit, a microprocessor, a microcontrol unit such as a microcontroller, a digital signal processor (DSP), an application-specific integrated circuit (AS1C) or a field programmable gate array (FPGA).
  • an exemplary device further comprises means for storing information such as a program memory and / or a main memory.
  • an exemplary device according to the invention further comprises means for receiving and / or sending information via a network such as a network interface.
  • exemplary devices according to the invention are connected to one another and / or can be connected via one or more networks.
  • An exemplary device is or comprises, for example, a data processing system that is set up in terms of software and / or hardware in order to be able to carry out the respective steps of an exemplary method according to the second aspect.
  • a data processing system are a computer, a desktop computer, a server, a thin client and / or a portable computer (mobile device), such as a laptop computer, a tablet computer, a wearable, a personal digital assistant or a smartphone .
  • Individual method steps of the method according to the first aspect can be carried out with a sensor device which also has at least one sensor element.
  • individual method steps for example obtaining or determining intensity information, determining the at least one output variable
  • a further device which, in particular, via a communication system with the device, which at least having a sensor element, is in communication.
  • Further devices can be provided, for example a server and / or for example a part or a component of a so-called computer cloud, which dynamically provides data processing resources for different users in a communication system.
  • a computer cloud is understood to mean, in particular, a data processing infrastructure according to the definition of the “National Institute for Standards and Technology” (NIST) for the English term “cloud computing”.
  • An example of a computer cloud is a Microsoft Windows Azure platform.
  • a computer program which comprises program instructions which cause a processor to execute and / or control a method according to the first aspect when the computer program is running on the processor.
  • An exemplary program according to the invention can be stored in or on a computer-readable storage medium which contains one or more programs.
  • a computer-readable storage medium which contains a computer program according to the second aspect.
  • a computer-readable storage medium can be designed, for example, as a magnetic, electrical, electromagnetic, optical and / or other type of storage medium.
  • Such a computer-readable storage medium is preferably tangible (ie “touchable”), for example it is designed as a data carrier device.
  • Such a data carrier device is, for example, portable or permanently installed in a device. Examples of such a data carrier device are volatile or non-volatile memories with random access (RAM) such as NOR flash memories or with sequential access such as NAND flash memories and / or memories with read-only access (ROM) or read / write access.
  • a device comprising: means for acquiring functional information indicative of one or more acoustic information items associated with a circuit breaker; and means for outputting the detected functional information to a device (for example a device according to the second aspect) which is set up or designed to carry out a method according to the first aspect.
  • the device according to the third aspect further comprises means for acquiring functional information indicative of one or more acoustic information items associated with a circuit breaker; and means for outputting the detected functional information to a device (for example a device according to the second aspect) which is set up or designed to carry out a method according to the first aspect.
  • the means for acquiring functional information of the device according to the third aspect are set up and / or designed to acquire a noise profile from one or more components of the circuit breaker.
  • the device according to the third aspect is installed on or in a power switch or a power tap changer.
  • a system comprising a plurality of devices, in particular a circuit breaker or a circuit breaker; a first device according to the third aspect, wherein the device according to the third aspect is installed on or in the power switch or in the power tap changer; and a second device after the second Aspect that is set up or designed to carry out a method according to the first aspect, wherein the first device is set up and / or designed to output or initiate the outputting of detected functional information to the second device.
  • the subject matter is based on the knowledge that functions of a circuit breaker can be regularly checked if the circuit breaker is equipped with a monitoring system.
  • a monitoring or monitoring of a circuit breaker works according to exemplary embodiments according to all aspects as follows:
  • an acoustic measuring device e.g. a microphone plus optional associated electronics
  • This measuring device can, for. B. during switching operations or when tensioning the spring of a circuit breaker an acoustic profile represented by the functional information record (z. B. record).
  • the profile is or represents a type of fingerprint of the corresponding circuit breaker.
  • This fingerprint contains information about the sometimes complex mechanics and / or drives of the circuit breaker.
  • Such a fingerprint is represented by the functional information, for example.
  • Such functional information can be recorded, for example, at regular time intervals, e.g. B. be recorded by an acoustic measuring device.
  • a device which, for example, comprises an acoustic measuring device and is installed on or in a circuit breaker, can detect (e.g. record) the functional information. This device can then be made available according to the second aspect, so that the functional information is obtained.
  • the functional information is also, for example, indicative of one or more acoustic information associated with a circuit breaker, for example recorded noises that the circuit breaker causes during operation. This can be, for example, noises caused by the mechanics and / or by one or more drives of the circuit breaker.
  • the functional information is recorded in particular during switching operations or when tensioning the spring of the circuit breaker.
  • a request for target information is first carried out, which represents comparable information, for example a recorded noise, that is recorded (e.g. recorded with a perfectly functioning circuit breaker, preferably of the same type) ) became.
  • comparable information for example a recorded noise, that is recorded (e.g. recorded with a perfectly functioning circuit breaker, preferably of the same type) ) became.
  • Anomalies in the function of the mechanics and / or the drive of the circuit breaker can be determined; for example, the target information for this purpose also includes acoustic information about known defects and / or malfunctions of a comparable circuit breaker.
  • anomalies can be specified by assigning them, for example, to the (e.g. known) wear and tear or malfunctions of certain components of a comparable circuit breaker.
  • Technical parameters of the circuit breaker such as B. switching time, spring tension time, etc. can for example be recorded continuously and / or after a predefined time interval has elapsed. These can alternatively or additionally with target specifications, which, for example, are also based on the Target information is included, can be compared. Such a time interval can be inferred, for example, by analyzing the recorded acoustic information by analyzing and / or determining the duration and / or frequency of a specific noise.
  • Result information is determined at least partially on the basis of a result from the comparison.
  • the result information is then indicative of a functional status of the circuit breaker.
  • the result information also represents whether or not a correct function of the circuit breaker was determined in the course of the comparison.
  • the result information is output, or the output is initiated, for example via a communication interface, as soon as it is available for a device that carries out and / or controls the method according to the first aspect.
  • the result information is output, for example, to a server or to a server cloud, e.g. B. from a Netzleitstehe of the circuit breaker comprehensive power network, so that then, for example, a repair, if necessary, by an employee z. B. the Netzleitstehe can be initiated.
  • such a communication interface is set up for wired or wireless communication.
  • the communication interface is a network interface.
  • the communication interface is preferably set up to communicate with a communication system.
  • Examples of a communication system are a local area network (LAN), a large area network (WAN), a wireless network (for example according to the 1EEE 802.11 standard, the Bluetooth (LE) standard and / or the NFC standard), a wired network Network, a cellular network, a telephone network and / or the Internet.
  • a communication system can include communication with an external computer, for example via an Internet connection.
  • the method according to the first aspect can be carried out one or more times, e.g. B. repeatedly executable.
  • the method according to the first aspect is repeated and / or controlled after a predefined time interval has elapsed, for example daily, weekly, monthly, quarterly or half-yearly, or annually, to name just a few non-limiting examples.
  • the circuit breaker can also be continuously checked, provided that this is due to the given framework conditions, e.g. B. available transmission capacity and computing capacity is possible.
  • the method further comprises:
  • the result information can be stored in a memory, for example.
  • the memory is comprised by the device that executes and / or controls the method according to the first aspect.
  • the memory is comprised by the device according to the third aspect, which z. B. is installed on or in a circuit breaker.
  • the result information can thus be retained until the outputting or the outputting of the specific result information is initiated. If, for example, a communication connection to a server or a server cloud of a network control center is available, the result information can be transmitted to this.
  • the result information can, for example, be transferred from the memory to a data carrier, e.g. B. a USB stick can be copied, for example locally connected to the device that includes the memory.
  • the functional information is also indicative of one or more measured values associated with the circuit breaker
  • the setpoint information is also indicative of one or more measured values of the circuit breaker which represent a setpoint state of the circuit breaker
  • measuring devices e.g. integrated into the device according to the third aspect
  • further parameters can be recorded, for example, which allow conclusions to be drawn about a functional status of the circuit breaker and which can optionally be used in the evaluation.
  • These can, for example, be measured quantities in the units of volts, amperes, ohms, pascals, newton meters, Celsius, pC (coulombs), or a combination thereof, to name just a few non-limiting examples.
  • the functional status represents, for example, whether the circuit breaker is working properly, working to a limited extent, a defect is likely in the near future (e.g. a predefined period of one or more days, weeks or months), or is defective, to name just a few non-limiting examples to call.
  • the circuit breaker is, for example, a high-voltage circuit breaker (HS-LS). Alternatively, it can be a medium-voltage (MS-LS) or low-voltage circuit breaker (NS-LS) in an analogous manner.
  • the functional information is acquired by one or more means for acquiring acoustic information and / or one or more means for acquiring measured values.
  • the means for acquiring acoustic information are designed, for example, as an acoustic measuring device (for example a microphone plus associated electronics).
  • the means for acquiring measured values are or include, for example, voltage and / or current measuring devices, resistance measuring devices, magnetic field measuring devices, partial discharge measuring devices, temperature measuring devices, pressure measuring devices, or a combination thereof, to name just a few non-limiting examples.
  • the functional information and / or target information includes one or more acoustic information and / or measured values from one or more components, in particular from one or more mechanical components and / or from one or more drives of the circuit breaker.
  • the components are, in particular, mechanically movable components of the circuit breaker.
  • the circuit breaker is, for example, a self-contained unit.
  • a circuit breaker comprises and consists largely of mechanics or mechanical components. This includes, for example, springs, tension springs, lifting, drive and auxiliary motors, magnetic contacts, guide rails, rods, switching chambers, switching contacts, or the like. This also applies to power tap-changers as a special sub-type of circuit-breakers.
  • the target information represents, for example, acoustic information of this type and / or measured values of a fault-free circuit breaker.
  • Various components of such circuit breakers can lose their original properties over time, for example springs can wear out, mechanical moving parts can become stiff and / or break off. Furthermore, switching contacts can wear out or be damaged by burning, etc. This results for example in a changed sound when these components are moved. This can be grasped objectively.
  • the determination of result information further comprises:
  • the functional information is filtered, for example, by searching for corresponding information to be filtered for and which is included in the target information, for example, in the functional information, and the remaining information (if available) is then removed from the functional information so that only the filtered information is available.
  • This filtered information can, for example, also be stored as new information so that the original functional information is not lost.
  • the setpoint information includes acoustic information indicative of the tensioning of one or more springs of the circuit breaker.
  • this part is then searched that most closely matches acoustic information from the target information, this part of the target information being the tensioning of one or more springs of a fully functional circuit breaker (in particular a circuit breaker of the same model and / or type ) represents.
  • This part corresponds with a high probability, for example, to the noise when the one or more springs are tensioned, so that the functional information is filtered based on this information.
  • steps can be carried out several times, e.g. For all or several (i.e. at least two) components of the circuit breaker. This enables a comprehensive or complete functional check of the circuit breaker.
  • the evaluation of the data collected by the circuit breaker in the self-monitoring process, which is comprised or represented by the functional information, for determining the result information also takes place, for example, as follows:
  • the one or more acoustic information items represent the functional information Noise profile of the circuit breaker and / or the target information is a target noise profile of the circuit breaker.
  • the acoustic information of the function information and / or the target information represents, for example, one of a certain component or of several components of the circuit breaker z.
  • the target information includes the target noise profile of the circuit breaker as a function of a type and / or a design of the circuit breaker.
  • the method further comprises:
  • an action and / or a recommended action can also be output or caused to be output based on the stored result information. This is, for example, outputting the identified damage comprised by the result information with a recommendation for action that can be carried out to remedy the identified damage.
  • the acquired function information is z. B. transmitted by the staff using an interface present on the circuit breaker to a mobile evaluation device or terminal and there, for example, using an artificial neural network (in the sense of the subject also referred to with the term "artificial intelligence (Kl)") under the criteria disclosed above evaluated (so-called offline monitoring).
  • the recorded functional information is output, for example, to the mobile evaluation device or its output to this mobile evaluation device is initiated. The latter is done, for example, by controlling a communication interface so that the functional information is output from this communication interface.
  • a server or a server cloud e.g. B. is issued to a network control center or the issuance of which is initiated.
  • the recorded functional information is transferred from the circuit breaker and / or from the device that recorded the functional information or an included interface to a (e.g., central) evaluation system (e.g., device that uses the method according to the first aspect executes and / or controls) sent, which z. B. is located in the switchgear and then, for example, determines the result information by means of a KI functionality.
  • a (e.g., central) evaluation system e.g., device that uses the method according to the first aspect executes and / or controls
  • This system can evaluate evaluations of several or all circuit breakers that are located within the switchgear, to name just one non-limiting example.
  • This system can operate offline or have an online connection and send a local or remote warning message / information (for example an alarm), for example by means of telecontrol technology or the like.
  • the captured Functional information is output, for example, to such an evaluation system or its output is initiated.
  • the latter is done, for example, by controlling a communication interface so that the functional information is output from this communication interface.
  • the recorded functional information of the circuit breaker or of several circuit breakers can be sent online via a data connection to a (e.g. central) point (e.g. device that executes and / or controls the method according to the first aspect), where they z. B. automatically evaluated by a Kl or a Kl system, a Kl software and / or KI hardware and then processed further (information to plant areas, the network control center, automated planning of maintenance and repair, troubleshooting team can be determined to to name just a few non-limiting examples).
  • the recorded functional information is output to this point, for example, or its output is initiated. The latter is done, for example, by controlling a communication interface so that the functional information is output from this communication interface.
  • an alarm can be output or caused to be outputted based on the stored result information, for example to inform an employee of a network control center that result information for querying is stored in a memory or is held ready.
  • the result information is determined by means of an adaptive evaluation algorithm, in particular a KI.
  • parameters of the artificial neural network are calibrated on the basis of a large number of training cases.
  • the evaluation algorithm can be an artificial system (for example a device according to the first aspect or a system according to the fourth aspect) that learns from training cases as examples and can generalize these after the end of the learning phase. This means that the examples are not simply learned by heart, but patterns and regularities in the learning data are recognized. Different approaches can be pursued for this purpose. For example, supervised learning, partially supervised learning, unawakened learning, reinforced learning and / or active learning can be used.
  • a monitored learning can take place, for example, by means of an artificial neural network (for example a recurrent neural network) or by means of a support vector machine.
  • Unsupervised learning can also take place, for example, by means of an artificial neural network (for example an autoencoder).
  • the method further comprises:
  • Determination of prognostic information indicative of a status prognosis of one or more components of the circuit breaker so that condition-based maintenance of the circuit breaker is made possible. Furthermore, a condition-oriented and predictive maintenance and repair of the circuit breaker is optionally made possible based on the determined prognosis information.
  • z. B. is learned based on historical and possibly in real time available maintenance-relevant data, so that by this and optionally by the prognosis of future events, a behavior (z. B. Faults to be expected in the future) is concluded.
  • Kl can be used.
  • the noise profile and / or the nominal noise profile comprises or represents acoustic information from one or more of the following components i) to vii) of a circuit breaker: i) spiral spring; ii) tensioning gear; iii) roller lever; iv) cam; v) signaling switch linkage; vi) motor spring drive; vii) switching element; and viii) indicator switches and / or position switches.
  • the power switch is a power tap changer.
  • Such a power tap changer switches a voltage in a power supply system up or down by connecting or disconnecting the windings of a transformer.
  • a circuit breaker usually only switches “On” or “Off”, so that power supplies or components connected via the circuit breaker can be switched on or off.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an embodiment of a
  • FIG. 2 shows a flow chart of an exemplary embodiment according to a
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a circuit breaker from which, for example, functional information is acquired by a method according to the first aspect
  • FIG. 4 shows a block diagram of an exemplary embodiment of a device according to the second and / or third aspect.
  • FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a system 100 according to the fourth aspect.
  • the system comprises a circuit breaker 140, a device according to the third aspect 141 arranged on the circuit breaker 140, a mobile device 130, a computer 150 with an optional database 160 operatively connected to it, as well as a further server or a server cloud 110 which is arranged, for example, on or in a network control stand of a power grid (not shown in FIG. 1), the circuit breaker 140 being included in the power grid.
  • the power switch 140 is alternatively a power tap changer.
  • the database is operatively connected to the server or the server cloud 110, or is comprised by this or this, so that further Devices such as the mobile device 130 or other entities not shown in FIG. 1 can access information stored in the database 160.
  • the devices 110, or 130 and / or 150 are each set up or comprise corresponding means to carry out and / or control a method according to the first aspect.
  • the device 141 comprises, for example, means for acquiring functional information from the circuit breaker.
  • the means are, for example, an acoustic detection device (e.g. a microphone) and / or sensory detection devices (e.g. a measuring device for detecting or measuring a voltage, current, resistance, or the like, to name but a few non-limiting ones To give examples).
  • an acoustic detection device e.g. a microphone
  • sensory detection devices e.g. a measuring device for detecting or measuring a voltage, current, resistance, or the like, to name but a few non-limiting ones To give examples.
  • the device 141 If the device 141 has acquired such functional information, it is output, for example, to the mobile device 130, the server or the server cloud 110, and / or the computer 150 or the output thereof is initiated.
  • the entity that received the functional information then carries out the method according to the first aspect, for example, to name just one non-limiting example.
  • FIG. 2 shows a flowchart 200 of an exemplary embodiment of a method according to the first aspect, which is carried out by a device, for example a device from FIG. 4.
  • a circuit breaker for example circuit breaker 140 according to FIG. 1 or circuit breaker 30 according to FIG. 3
  • the function information is obtained, for example (e.g. received) after it has been received from an apparatus according to the third aspect, e.g. B.
  • Device 141 to the device executing and / or controlling the flowchart 200 was output (e.g., sent).
  • target information from the circuit breaker is queried.
  • the target information is queried, for example, from a memory (e.g.
  • a third step 203 the received or recorded functional information is compared with the requested solar information of the circuit breaker. Alternatively or additionally, a comparison can be made with information and / or acoustic information or profiles already recorded in the past.
  • result information is determined. Steps 203 and 204 take place, for example, by means of a KI, which is included in the device that executes and / or controls flowchart 200.
  • the functional information is filtered. These steps 204 and 205 can be performed multiple times, e.g. B.
  • the result information is stored. After the result information has been determined (see step 204), this result information can be stored in a memory before outputting or causing the output of the determined result information takes place in a seventh step 207. Issuing or initiating the The specific result information is output, for example, to a further entity, or to the server or server cloud 110, so that in particular an employee of a network control center for a power network comprising the circuit breaker is aware of the result information.
  • step 208 there is an output or initiation of the output of an alarm and / or another action, such as, for example, B. an instruction to a processor.
  • an alarm can be output or its output can be initiated.
  • Such an alarm requires less transmission bandwidth, for example.
  • a data connection with a low bandwidth can be built into switchgear in which a circuit breaker is installed (e.g. a telecontrol connection), so that the output of complete functional information and / or specific result information is not possible.
  • An alarm allows at least an information z. B. from an employee of the network control center, so that he can obtain the corresponding function information and / or result information. This can be done, for example, by copying function information and / or result information stored in a device according to the third aspect from or via a circuit breaker to a portable medium (e.g. a USB stick or the like).
  • forecast information is determined.
  • the forecast information represents, for example, an expected behavior or an expected function of the circuit breaker for the future and allows, for example, in a simple manner to be able to initiate appropriate measures for servicing and / or servicing the circuit breaker.
  • FIG. 3 shows a schematic diagram of a circuit breaker 30 (for example a circuit breaker 140 according to FIG.
  • Fig. 3 shows a high-voltage circuit breaker (HS-LS). Alternatively, it can be a medium-voltage (MS-LS) or low-voltage circuit breaker (NS-LS) in an analogous manner.
  • HS-LS high-voltage circuit breaker
  • MS-LS medium-voltage circuit breaker
  • NS-LS low-voltage circuit breaker
  • the circuit breaker comprises, for example, a drive 31, a chassis 32, a density monitor 33, a post insulator 34, a switching element 35, a trolley or handle 36, a gas filling pressure indicator 37, a switch and spring position indicator 38, and a device according to the third aspect 39 as components #.
  • the circuit breaker 30 comprises one or more of the following components: i) spiral spring; ii) tensioning gear; iii) roller lever; iv) cam; v) signaling switch linkage; vi) motor spring drive; vii) switching element; and viii) indicator switches and / or position switches.
  • All of these components can cause a noise during the operation of the circuit breaker 30 that, for example, is comprised or represented as acoustic information by functional information that is detected (for example, recorded) by the device 39, for example.
  • FIG. 4 shows a block diagram of an exemplary embodiment of a device 400 which can, in particular, carry out an exemplary method according to the first aspect.
  • the device 400 is, for example, a device according to FIG second or third aspect, or a system (e.g. system 100 according to FIG. 1) according to the third aspect.
  • the device 400 is, for example, from the server or the server cloud 110 according to FIG. 1, the mobile device 130 according to FIG. 1, and / or the computer 150 according to FIG. 1.
  • the device 400 can for example be a computer, a desktop computer, a server, a thin client or a portable computer (mobile device) such as a laptop computer, a tablet computer, a personal digital assistant (PDA) or a smartphone .
  • the device can, for example, perform the function of a server or a client.
  • Processor 410 of device 400 is designed in particular as a microprocessor, microcontroller, microcontroller, digital signal processor (DSP), application-specific integrated circuit (AS1C) or field programmable gate array (FPGA).
  • DSP digital signal processor
  • AS1C application-specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • Processor 410 executes program instructions that are stored in program memory 412 and stores, for example, intermediate results or the like in working or main memory 411.
  • program memory 412 is a non-volatile memory such as a flash memory, a magnetic memory, an EEPROM memory ( electrically erasable programmable read-only memory) and / or an optical memory.
  • Main memory 411 is, for example, a volatile or non-volatile memory, in particular a memory with random access (RAM) such as a static RAM memory (SRAM), a dynamic RAM memory (DRAM), a ferroelectric RAM memory (FeRAM) and / or a magnetic RAM memory (MRAM).
  • RAM random access
  • SRAM static RAM memory
  • DRAM dynamic RAM memory
  • FeRAM ferroelectric RAM memory
  • MRAM magnetic RAM memory
  • Program memory 412 is preferably a local data carrier permanently connected to device 400.
  • Data carriers permanently connected to the device 400 are, for example, hard disks which are built into the device 400.
  • the data carrier can also be separable with the device 400, for example connectable data carriers such as a memory stick, a removable disk, a portable hard drive, a CD, a DVD and / or a floppy disk.
  • Program memory 412 contains, for example, the operating system of device 400, which is at least partially loaded into main memory 411 when device 400 is started and is executed by processor 410.
  • the operating system of device 400 is, for example, a Windows, UNIX, Linux, Android, Apple iOS and / or MAC operating system.
  • the operating system enables the device 400 to be used for data processing.
  • it manages resources such as main memory 411 and program memory 412, communication interface 413, input and output device 414, provides other programs with basic functions through programming interfaces and controls the execution of programs.
  • Processor 410 controls communication interface 413, which can be, for example, a network interface and can be designed as a network card, network module and / or modem.
  • the communication interface 413 is set up in particular to establish a connection between the device 400 and other devices (for example shown in FIG. 1), in particular via a (wireless) communication system, for example a network, and to communicate with them.
  • the communication interface 413 can, for example, receive data (via the communication system) and forward it to processor 410 and / or receive data from processor 410 and send it (via the communication system).
  • Examples of a communication system are a local area network (LAN), a large area network (WAN), a wireless network (for example according to the 1EEE 802.11 standard, the Bluetooth (LE) standard and / or the NFC standard), a wired network, a cellular network, a telephone network and / or the Internet.
  • LAN local area network
  • WAN large area network
  • wireless network for example according to the 1EEE 802.11 standard, the Bluetooth (LE) standard and / or the NFC standard
  • a wired network for example according to the 1EEE 802.11 standard, the Bluetooth (LE) standard and / or the NFC standard
  • a wired network for example according to the 1EEE 802.11 standard, the Bluetooth (LE) standard and / or the NFC standard
  • a wired network for example according to the 1EEE 802.11 standard, the Bluetooth (LE) standard and / or the NFC standard
  • wired network for example according to the 1EEE 802.11 standard, the Bluetooth (LE) standard and / or
  • processor 410 can control at least one input / output device 414.
  • Input / output device 414 is, for example, a keyboard, a mouse, a display unit, a microphone, a touch-sensitive display unit, a loudspeaker, a reader, a drive and / or a camera.
  • Input / output device 414 can, for example, receive inputs from a user and forward them to processor 410 and / or receive and output information for the user from processor 410.

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Abstract

Es wird insbesondere ein Verfahren offenbart, das Verfahren umfassend: Erhalten oder Erfassen einer Funktionsinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind; Abfragen einer Sollinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen des Leistungsschalters, die einen Sollzustand des Leistungsschalters repräsentieren; Vergleichen der erhaltenen oder erfassten Funktionsinformation mit der abgefragten Solinformation des Leistungsschalters; Bestimmen einer Ergebnisinformation zumindest teilweise basierend auf dem Vergleichen, wobei die Ergebnisinformation indikativ für einen Funktionsstatus des Leistungsschalters, wobei die Ergebnisinformation ferner repräsentiert, ob eine einwandfreie Funktion des Leistungsschalters im Rahmen des Vergleichs bestimmt wurde oder nicht; und Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation. Ferner wird eine Vorrichtung und ein System umfassend eine derartige Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens offenbart.

Description

Monitoring von Leistungsschaltern
Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Monitoring von Leistungsschaltern.
Hintergrund
Leistungsschalter und Leistungsstufenschalter sind in Stromnetzen aller Spannungsebenen, also in sogenannten Hochspannungs-, Mittelspannungs-, und Niederspannungsnetzen vorhanden. Derartige Leistungsschalter schalten bei hohen Spannungen, z. B. zwischen 380 kV und 0,4 kV und hohen Strömen von bis zu mehreren tausend Ampere hohe Lasten, die aus z. B. ganzen Netzteilen und/oder Netzabschnitten, Kraftwerken und/oder Verbrauchern bestehen können bzw. diese umfassen können. Die durchgehende sachgerechte und sichere Funktionalität dieser Leistungsschalter bildet ein Rückgrat einer sicheren und stabilen Energieversorgung.
Die Wartung und Instandhaltung von den in der Energieversorgung eingesetzten Leistungsschaltern erfolgt heute in der Regel nach festen, entweder durch den Hersteller oder durch den Betreiber der Anlage vorgegebenen Intervallen, die händisch durchgeführt werden.
Die Wartung und Instandhaltung von Leistungsschaltern erfolgt in Deutschland nach der hierzu jeweils gültigen DIN-Norm, u.a. DIN 31051. Diese Norm strukturiert z. B. die Wartung und Instandhaltung in vier Grundmaßnahmen:
1. Wartung;
2. Inspektion;
3. Instandhaltung bzw. -Setzung; sowie
4. Verbesserung. Die ersten zwei der vier Grundmaßnahmen beziehen sich ausschließlich auf eine visuelle Prüfung und ggf. auf Messungen von technischen Grundparametern der Leistungsschalter.
Häufig wird innerhalb von Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen ein sogenannter Fingerprint verwendet, bei dem die technischen Kernparameter eines Leistungsschalters wie z. B. die Auslösezeit, Federspann- und Entspannzeit, Ein- und Auskontaktzeit, der Kontaktweg der einzelnen Pole sowie Spannungen, Ströme und Drücke erfasst und gemessen werden, um diese Geräte auf eine sachgerechte Funktion zu überprüfen.
Die Durchführung von Wartungs- und Inspektionsmaßnahmen erfolgt zurzeit durch ein vor Ort anwesendes Personal, welches in der Regel aus zwei Mitarbeitern des Netzbetreibers oder eines Dienstleisters besteht.
Zwischen den Wartungs- und Instandhaltungsintervallen, die durchaus zwei bis vier Jahre und mehr betragen können, erfolgen keine weiteren Prüfmaßnahmen an diesen Geräten, es sei denn, es kommt zu einer Störung bzw. einem Defekt, die mitunter empfindlichen Einfluss auf den Betrieb des betroffenen Stromnetzes haben können.
So kann es zu Situationen kommen, in denen der Netzbetreiber erst beim Schalten bzw. bei einer Schutzauslösung feststellt, dass die Funktion(en) des Leistungsschalters versagt haben (als sogenanntes Schaltversagen bezeichnet).
Die anschließende Analyse von Leistungsschaltern, die die Ursache von Schaltversagen waren, hat gezeigt, dass viele Defekte aus Störungen der Mechanik und der Antriebe dieser Leistungsschalter resultieren. Entsprechend hätten die Störungen im Stromnetz mitunter vermieden werden können, wenn die Mechanik und Antriebe der Leistungsschalter frühzeitig kontrolliert worden wären. Allgemeine Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen
Es wäre wünschenswert, Selbstüberwachungsfunktionen oder ein Offline- bzw. ein Online-Monitoring anbieten zu können, um mitunter auftretende Störungen bzw. Defekte, und ein Schaltversagen frühzeitig erkennen zu können. Dies könnte insbesondere bei einer weitergehenden Unabhängigkeit von Personal häufig und kostengünstiger durchgeführt werden.
Vor dem Hintergrund des dargestellten Standes der Technik ist es somit die gegenständliche Aufgabe, die beschriebenen Probleme zumindest teilweise zu verringern oder zu vermeiden, das heißt insbesondere eine kostengünstige Möglichkeit bereitzustellen, um Selbstüberwachungsfunktionen für Leistungsschalter, die insbesondere ohne eine vor Ort Besichtigung des Leistungsschalters durch Personal auskommen, zu realisieren.
Diese Aufgabe wird gegenständlich durch ein Verfahren nach einem ersten Aspekt mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung beschrieben, welche dazu eingerichtet ist oder entsprechende Mittel umfasst, ein Verfahren nach dem ersten Aspekt durchzuführen und/oder zu steuern. Vorrichtungen des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt sind oder umfassen insbesondere eine oder mehrere Vorrichtungen gemäß dem zweiten Aspekt.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird auch eine alternative Vorrichtung beschrieben, umfassend zumindest einen Prozessor und zumindest einen Speicher mit Computerprogrammcode, wobei der zumindest eine Speicher und der Computerprogrammcode dazu eingerichtet sind, mit dem zumindest einen Prozessor zumindest ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt auszuführen und/oder zu steuern. Unter einem Prozessor soll zum Beispiel eine Kontrolleinheit, ein Mikroprozessor, eine Mikrokontrolleinheit wie ein Mikrocontroller, ein digitaler Signalprozessor (DSP), eine anwendungsspezifische Integrierte Schaltung (AS1C) oder ein Field Programmable Gate Arrays (FPGA) verstanden werden.
Zum Beispiel umfasst eine beispielhafte Vorrichtung ferner Mittel zum Speichern von Informationen wie einen Programmspeicher und/oder einen Hauptspeicher. Zum Beispiel umfasst eine beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtung ferner jeweils Mittel zum Empfangen und/oder Senden von Informationen über ein Netzwerk wie eine Netzwerkschnittstelle. Zum Beispiel sind beispielhafte erfindungsgemäße Vorrichtungen über ein oder mehrere Netzwerke miteinander verbunden und/oder verbindbar.
Eine beispielhafte Vorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt ist oder umfasst etwa eine Datenverarbeitungsanlage, die softwaremäßig und/oder hardwaremäßig eingerichtet ist, um die jeweiligen Schritte eines beispielhaften Verfahrens gemäß dem zweiten Aspekt ausführen zu können. Beispiele für eine Datenverarbeitungsanlage sind ein Computer, ein Desktop-Computer, ein Server, ein Thinclient und/oder ein tragbarer Computer (Mobilgerät), wie etwa ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein Wearable, ein persönlicher digitaler Assistent oder ein Smartphone.
Einzelne Verfahrensschritte des Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt (beispielsweise das Erhalten oder Ermitteln einer Intensitätsinformation, das Ermitteln der mindestens einen Ausgangsgröße) können hierbei mit einer Sensorvorrichtung, welche auch mindestens ein Sensorelement aufweist, durchgeführt werden. Ebenso können einzelne Verfahrensschritte (beispielsweise das Erhalten oder Ermitteln einer Intensitätsinformation, das Ermitteln der mindestens einen Ausgangsgröße), welche beispielswiese nicht unbedingt mit der Sensoreinrichtung durchgeführt werden müssen, von einer weiteren Vorrichtung vorgenommen werden, welche insbesondere über ein Kommunikationssystem mit der Vorrichtung, welche mindestens ein Sensorelement aufweist, in Verbindung steht. Weitere Vorrichtungen können vorgesehen sein, beispielswiese ein Server und/oder beispielsweise ein Teil bzw. eine Komponente einer sogenannten Computer Cloud, welche Datenverarbeitungsressourcen dynamisch für verschiedene Nutzer in einem Kommunikationssystem bereitstellt. Unter einer Computer Cloud wird insbesondere eine Datenverarbeitungs-Infrastruktur gemäß der Definition des „National Institute for Standards and Technology” (NIST) für den englischen Begriff „Cloud Computing“ verstanden. Ein Beispiel einer Computer Cloud ist eine Microsoft Windows Azure Platform.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird auch ein Computerprogramm beschrieben, das Programmanweisungen umfasst, die einen Prozessor zur Ausführung und/oder Steuerung eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt veranlassen, wenn das Computerprogramm auf dem Prozessor läuft. Ein beispielhaftes Programm gemäß der Erfindung kann in oder auf einem computerlesbaren Speichermedium gespeichert sein, welches eines oder mehrere Programme enthält.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung wird auch ein computerlesbares Speichermedium beschrieben, welches ein Computerprogramm gemäß dem zweiten Aspekt enthält. Ein computerlesbares Speichermedium kann z.B. als magnetisches, elektrisches, elektro-magnetisches, optisches und/oder andersartiges Speichermedium ausgebildet sein. Ein solches computerlesbares Speichermedium ist vorzugsweise gegenständlich (also „berührbar“), zum Beispiel ist es als Datenträgervorrichtung ausgebildet. Eine solche Datenträgervorrichtung ist beispielsweise tragbar oder in einer Vorrichtung fest installiert. Beispiele für eine solche Datenträgervorrichtung sind flüchtige oder nicht-flüchtige Speicher mit wahlfreiem-Zugriff (RAM) wie z.B. NOR-Flash-Speicher oder mit sequentiellen-Zugriff wie NAND-Flash-Speicher und/oder Speicher mit Nur-Lese-Zugriff (ROM) oder Schreib-Lese-Zugriff. Computerlesbar soll zum Beispiel so verstanden werden, dass das Speichermedium von einem Computer bzw. einer Datenverarbeitungsanlage (aus)gelesen und/oder beschrieben werden kann, beispielsweise von einem Prozessor. ln einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst ist eine Vorrichtung nach dem dritten Aspekt vorgesehen, die Vorrichtung umfassend: Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind; und Mittel zum Ausgeben der erfassten Funktionsinformation an eine Vorrichtung (z. B. eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt), die eingerichtet oder ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt. ln einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt ferner Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind; und Mittel zum Ausgeben der erfassten Funktionsinformation an eine Vorrichtung (z. B. eine Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt), die eingerichtet oder ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt. ln einer beispielhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation der Vorrichtung nach dem dritten Aspekt dazu eingerichtet und/oder ausgebildet, ein Geräuschprofil von einem oder mehreren Bauteilen des Leistungsschalters zu erfassen. ln einer beispielhaften Ausgestaltung ist die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt an oder in einem Leistungsschalter oder einem Leistungsstufenschalter verbaut.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird auch ein System beschrieben, umfassend mehrere Vorrichtungen, insbesondere einen Leistungsschalter oder einen Leistungsstufenschalter; eine erste Vorrichtung nach dem dritten Aspekt, wobei die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt an oder in dem Leistungsschalter oder in dem Leistungsstufenschalter verbaut ist; und eine zweite Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt, die zur Durchführung eines Verfahrens nach dem ersten Aspekt eingerichtet oder ausgebildet ist, wobei die erste Vorrichtung zum Ausgeben oder zum Veranlassen des Ausgebens einer erfassten Funktionsinformation an die zweite Vorrichtung eingerichtet und/oder ausgebildet ist.
Im Folgenden werden einige beispielhafte Ausführungsformen nach allen Aspekten detaillierter beschrieben:
Dem Gegenstand liegt die Erkenntnis zugrunde, dass Funktionen eines Leistungsschalters regelmäßig kontrollierbar sind, wenn der Leistungsschalter mit einem Monitoringsystem ausgestattet ist. Ein derartiges Monitoring bzw. Überwachen eines Leistungsschalters funktioniert gemäß beispielhaften Ausgestaltungen nach allen Aspekten gegenständlich wie folgt:
Beispielsweise kann an einer bestimmten Stelle eines Leistungsschalters eine akustische Messeinrichtung (z. B. ein Mikrofon zzgl. optionaler dazugehöriger Elektronik) vorgesehen sein. Diese Messeinrichtung kann z. B. bei Schaltvorgängen oder beim Spannen der Feder eines Leistungsschalters ein akustisches Profil repräsentiert von der Funktionsinformation erfassen (z. B. aufnehmen). Das Profil ist oder repräsentiert eine Art Fingerabdruck bzw. Fingerprint des entsprechenden Leistungsschalters. Dieser Fingerprint umfasst Informationen über die mitunter komplexe Mechanik und/oder Antriebe des Leistungsschalters. Ein derartiger Fingerprint ist beispielsweise von der Funktionsinformation repräsentiert.
Eine derartige Funktionsinformation kann beispielsweise in regelmäßigen zeitlichen Intervallen erfasst, z. B. von einer akustischen Messeinrichtung aufgenommen werden. Alternativ oder zusätzlich kann eine Vorrichtung, die beispielsweise eine akustische Messeinrichtung umfasst und an oder in einem Leistungsschalter verbaut ist, die Funktionsinformation erfassen (z. B. aufnehmen). Anschließend kann diese Vorrichtung nach dem zweiten Aspekt zur Verfügung gestellt werden, so dass die Funktionsinformation erhalten wird. Die Funktionsinformation ist ferner beispielsweise indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind, beispielsweise aufgenommene Geräusche, die der Leistungsschalter im Betrieb verursacht. Dies können beispielsweise von der Mechanik und/oder von einem oder mehreren Antrieben des Leistungsschalters verursachte Geräusche sein. Die Funktionsinformation wird insbesondere während Schaltvorgängen oder beim Spannen der Feder des Leistungsschalters erfasst.
Um eine Ergebnisinformation bestimmen zu können, beispielsweise mittels eines künstlichen neuronalen Netzes, erfolgt zunächst eine Abfrage einer Sollinformation, die eine vergleichbare Information, beispielsweise ein aufgenommenes Geräusch repräsentiert, dass bei einem einwandfrei funktionierenden Leistungsschalter, vorzugsweise gleichen Typs, erfasst (z. B. aufgenommen) wurde. Um bestimmen zu können, ob ein potentieller Defekt oder eine Störung des Leistungsschalters vorliegt, erfolgt ein Vergleich dieser beiden Informationen
Durch einen Vergleich beispielsweise von einem aufgenommenen akustischen Profil mit einem Musterprofil/Sollprofil, kann beispielsweise auf ein oder mehrere der im Folgenden aufgeführten Eigenschaften rückgeschlossen werden:
Anomalien in der Funktion der Mechanik und/oder des Antriebs von dem Leistungsschalter können festgestellt werden, beispielsweise umfasst die Sollinformation hierzu ferner akustische Informationen von bekannten Defekten und/oder Störungen eines vergleichbaren Leistungsschalters.
Diese Anomalien können präzisiert werden, indem diese beispielsweise der (z. B. bekannten) Abnutzung oder Fehlfunktionen von bestimmten Bauteilen eines vergleichbaren Leistungsschalters zugeordnet werden.
Technische Parameter des Leistungsschalters, wie z. B. Schaltzeit, Federspannungszeit, usw. können beispielsweise laufend und/oder nach dem Ablauf eines vordefinierten Zeitintervalls erfasst werden. Diese können alternativ oder zusätzlich mit Sollvorgaben, die beispielsweise ferner von der Sollinformation umfasst sind, verglichen werden. Auf ein derartiges Zeitintervall kann beispielsweise durch eine Analyse der erfassten akustischen Information rückgeschlossen werden, indem die Zeitdauer und/oder Frequenz eines bestimmten Geräusches analysiert und/oder bestimmt wird.
Zumindest teilweise auf Basis eines Ergebnisses durch den Vergleich erfolgt ein Bestimmen einer Ergebnisinformation. Die Ergebnisinformation ist dann indikativ für einen Funktionsstatus des Leistungsschalters. Die Ergebnisinformation repräsentiert ferner, ob eine einwandfreie Funktion des Leistungsschalters im Rahmen des Vergleichs bestimmt wurde oder nicht.
Die Ergebnisinformation wird ausgegeben, oder es erfolgt ein Veranlassen der Ausgabe, beispielsweise über eine Kommunikationsschnittstehe, sobald diese für eine Vorrichtung, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt durchführt und/oder steuert, verfügbar ist. Die Ausgabe der Ergebnisinformation erfolgt beispielsweise an einen Server oder an eine Servercloud, z. B. von einer Netzleitstehe des den Leistungsschalter umfassenden Stromnetzes, so dass anschließend beispielsweise eine Reparatur, falls notwendig, durch einen Mitarbeiter z. B. der Netzleitstehe veranlasst werden kann.
Beispielsweise ist eine derartige Kommunikationsschnittstehe für eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation eingerichtet. Beispielsweise ist die Kommunikationsschnittstelle eine Netzwerkschnittstelle. Die Kommunikationsschnittstelle ist bevorzugt dazu eingerichtet mit einem Kommunikationssystem zu kommunizieren. Beispiele für ein Kommunikationssystem sind ein lokales Netzwerk (LAN), ein großräumiges Netzwerk (WAN), ein drahtloses Netzwerk (beispielsweise gemäß dem 1EEE-802.11-Standard, dem Bluetooth (LE)- Standard und/oder dem NFC-Standard), ein drahtgebundenes Netzwerk, ein Mobilfunknetzwerk, ein Telefonnetzwerk und/oder das Internet. Ein Kommunikationssystem kann die Kommunikation mit einem externen Computer umfassen, beispielsweise über eine Internetverbindung. Das Verfahren nach dem ersten Aspekt ist ein oder mehrere Male ausführbar, z. B. wiederholt ausführbar. Beispielsweise erfolgt eine wiederholte Ausführung und/oder Steuerung des Verfahrens nach dem ersten Aspekt nach dem Ablauf eines vordefinierten Zeitintervalls, beispielsweise täglich, wöchentlich, monatlich, viertel oder halbjährlich, oder jährlich, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen. Alternativ kann auch eine stetige Überprüfung des Leistungsschalters erfolgen, sofern dies aufgrund gegebener Rahmenbedingungen, z. B. verfügbare Übertragungskapazitäten und Rechenkapazitäten möglich ist. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst das Verfahren ferner:
Speichern der Ergebnisinformation in einem Speicher, wobei das Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens basierend auf einem Erhalten einer Anfrage zum Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation erfolgt.
Die Ergebnisinformation ist beispielsweise in einem Speicher speicherbar. Beispielsweise ist der Speicher von der Vorrichtung, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt ausführt und/oder steuert umfasst. Alternativ oder zusätzlich ist der Speicher von der Vorrichtung nach dem dritten Aspekt umfasst, die z. B. an oder in einem Leistungsschalter verbaut ist. Bis zum Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation kann die Ergebnisinformation somit vorgehalten werden. Wenn dann beispielsweise eine Kommunikationsverbindung zu einem Server oder einer Servercloud einer Netzleitstelle verfügbar ist, kann die Ergebnisinformation an diese übertragen werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Ergebnisinformation beispielsweise von dem Speicher auf einen Datenträger, z. B. einen USB-Stick kopiert werden, der beispielsweise lokal mit der Vorrichtung, die den Speicher umfasst verbunden wird. Dann wird die Ergebnisinformation beispielsweise auf diesen kopiert werden und anschließend ausgelesen. In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten ist die Funktionsinformation ferner indikativ für einen oder mehrere Messwerte, die mit dem Leistungsschalter assoziiert sind, und wobei die Sollinformation ferner indikativ ist für einen oder mehrere Messwerte des Leistungsschalters, die einen Sollzustand des Leistungsschalters repräsentieren;
Durch (z. B. in die Vorrichtung nach dem dritten Aspekt integrierte) Messeinrichtungen, wie beispielsweise sensorische Messeinrichtungen, die Stromstärke, Spannung, Widerstand, elektrische und/oder magnetische Felder, Teilentladung, Temperatur, Kapazität oder dergleichen erfassen (z. B. messen), sind beispielsweise weitere Parameter erfassbar, die einen Rückschluss auf einen Funktionsstatus von dem Leistungsschalter zulassen und optional in die Auswertung herangezogen werden. Dies können beispielsweise Messgrößen in den Einheiten Volt, Ampere, Ohm, Pascal, Newtonmeter, Celsius, pC (Coulomb), oder eine Kombination hiervon sein, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen.
Der Funktionsstatus repräsentiert beispielsweise, ob der Leistungsschalter einwandfrei funktioniert, eingeschränkt funktioniert, ein Defekt in naher (z. B. vordefinierter Zeitraum von einem oder mehreren Tagen, Wochen, oder Monaten) wahrscheinlich ist, oder defekt ist, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen.
Der Leistungsschalter ist beispielsweise ein Hochspannungsleistungsschalter (HS-LS). Alternativ kann es sich in analoger Weise um einen Mittelspannungs- (MS-LS) oder Niederspannungsleistungsschalter (NS-LS) handeln. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten wird die Funktionsinformation von einem oder mehreren Mitteln zum Erfassen einer akustischen Information und/oder einem oder mehreren Mitteln zum Erfassen von Messwerten erfasst. Die Mittel zum Erfassen einer akustischen Information sind beispielsweise als akustische Messeinrichtung (z. B. ein Mikrofon zzgl. dazugehöriger Elektronik) ausgebildet. Die Mittel zum Erfassen von Messwerten sind oder umfassen beispielsweise Spannungs- und/oder Strommesseinrichtungen, Widerstandsmesseinrichtungen, Magnetfeldmesseinrichtungen, Teilentladungsmesseinrichtungen, Temperaturmesseinrichtungen, Druckmesseinrichtungen, oder eine Kombination hiervon, um nur einige nicht limitierende Beispiele zu nennen. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst die Funktionsinformation und/oder Sollinformation eine oder mehrere akustische Informationen und/oder Messwerte von einem oder mehreren Bauteilen, insbesondere von einem oder mehreren mechanischen Bauteilen und/oder von einem oder mehreren Antrieben des Leistungsschalters.
Bei den Bauteilen handelt es sich insbesondere um mechanisch bewegbare Bauteile des Leistungsschalters. Der Leistungsschalter ist beispielsweise eine in sich geschlossene Einheit. Wie bereits offenbart, umfasst und besteht ein Leistungsschalter zum großen Teil aus Mechanik bzw. mechanischen Bauteilen. Hierrunter fallen beispielsweise Federn, Spannfedern, Heben, Antriebs- und Hilfsmotoren, Magnetkontakte, Führungsschienen, Stangen, Schaltkammern, Schaltkontakte, oder dergleichen. Auch auf Leistungsstufenschalter als spezielle Unterart von Leistungsschaltern trifft dies zu.
Die Sollinformation repräsentiert beispielsweise derartige akustische Informationen und/oder Messwerte eines fehlerfreien Leistungsschalters. Diverse Bauteile derartiger Leistungsschalter können mit der Zeit ihre ursprünglichen Eigenschaften verlieren, beispielsweise können Federn ausleiern, mechanische bewegte Teile können schwergängig werden und/oder abbrechen. Ferner können Schaltkontakte abnutzen oder Beschädigungen durch Abbrand haben, usw. Dies resultiert beispielsweise in einem veränderten Geräusch, wenn diese Bauteile bewegt werden. Dies lässt sich gegenständlich erfassen. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst das Bestimmen einer Ergebnisinformation ferner:
Filtern der Funktionsinformation, so dass die eine oder mehreren akustischen Informationen und/oder Messwerte auf diejenigen eines bestimmten Bauteils von dem Leistungsschalter gefiltert sind; und
Bestimmen, ob eine einwandfreie Funktion dieses gefilterten Bauteils vorliegt oder nicht.
Die Funktionsinformation wird beispielsweise gefiltert, indem eine entsprechende Information, auf die gefiltert werden soll und die beispielsweise von der Sollinformation umfasst ist, in der Funktionsinformation gesucht wird, und die übrigen Informationen (soweit vorhanden) anschließend aus der Funktionsinformation entfernt werden, so dass nur noch die gefilterte Information vorliegt. Diese gefilterte Information kann beispielsweise ferner als neue Information gespeichert werden, so dass die ursprüngliche Funktionsinformation nicht verloren geht. Zum Beispiel umfasst die Sollinformation eine akustische Information indikativ für das Spannen von einer oder mehreren Federn des Leistungsschalters. Aus der akustischen Information von der Funktionsinformation wird anschließend derjenige Teil gesucht, der am meisten mit einer akustischen Information von der Sollinformation übereinstimmt, wobei dieser Teil der Sollinformation das Spannen von einer oder mehreren Federn eines vollfunktionsfähigen Leistungsschalters (insbesondere eines Leistungsschalters gleichen Modells und/oder Typs) repräsentiert. Dieser Teil entspricht mit hoher Wahrscheinlichkeit beispielsweise dem Geräusch beim Spannen von der einen oder den mehreren Federn, so dass die Funktionsinformation auf diese Information gefiltert wird.
Durch einen Vergleich von der gefilterten Funktionsinformation mit der entsprechenden Sollinformation bzw. einem ein bestimmtes Bauteil des Leistungsschalters repräsentierenden Teils der Sollinformation wird anschließend bestimmt, ob eine einwandfreie oder beeinträchtige Funktion oder ein Defekt des entsprechenden Bauteils von dem Leistungsschalter vorliegt.
Diese Schritte können mehrmals durchgeführt werden, z. B. für sämtliche oder mehrere (d.h. zumindest zwei) Bauteile des Leistungsschalters. Dies ermöglicht eine umfassende bzw. vollständige Funktionsüberprüfung des Leistungsschalters.
Die Auswertung der durch den Leistungsschalter im Selbstmonitoringprozess gesammelten Daten, die von der Funktionsinformation umfasst oder repräsentiert sind, zum Bestimmen der Ergebnisinformation, erfolgt ferner beispielsweise wie folgt: ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten repräsentieren die eine oder mehreren akustischen Informationen der Funktionsinformation ein Geräuschprofil des Leistungsschalters und/oder der Sollinformation ein Soll-Geräuschprofil des Leistungsschalters.
Die akustische Information der Funktionsinformation und/oder der Sollinformation repräsentiert beispielsweise ein von einem bestimmten Bauteil oder von mehreren Bauteilen des Leistungsschalters z. B. beim Schalten verursachtes Geräusch, auch als Geräuschprofil des Leistungsschalters bezeichnet. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten ist das Soll-Geräuschprofil des Leistungsschalters in Abhängigkeit eines Typs und/oder einer Bauart des Leistungsschalters von der Sollinformation umfasst. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst das Verfahren ferner:
Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens eines Alarms basierend auf der gespeicherten Ergebnisinformation. Optional kann ferner ein Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens einer Handlung und/oder Handlungsempfehlung basierend auf der gespeicherten Ergebnisinformation erfolgen. Dies ist beispielsweise ein Ausgeben des identifizierten Schadens umfasst von der Ergebnisinformation mit einer Handlungsempfehlung, die zur Behebung des identifizierten Schadens durchgeführt werden kann.
Die erfasste Funktionsinformation wird z. B. durch das Personal anhand einer am Leistungsschalter vorhandenen Schnittstelle auf ein mobiles Auswertungsgerät bzw. Endgerät übertragen und dort beispielsweise anhand eines künstlichen neuronalen Netzes (im Sinne des Gegenstands auch mit dem Begriff „künstliche Intelligenz (Kl)“ bezeichnet) unter den vorstehend offenbarten Kriterien ausgewertet (sogenanntes Offline-Monitoring). Die erfasste Funktionsinformation wird beispielsweise an das mobile Auswertungsgerät ausgegeben bzw. deren Ausgabe an dieses mobile Auswertungsgerät veranlasst. Letzteres erfolgt beispielsweise indem eine Kommunikationsschnittstelle angesteuert wird, so dass die Funktionsinformation von dieser Kommunikationsschnittstelle ausgegeben wird. Gleiches gilt für die Ergebnisinformation, die nach deren Bestimmung an eine bestimmte Vorrichtung, z.
B. ein Server oder eine Servercloud, z. B. einer Netzleitstelle ausgegeben wird bzw. deren Ausgabe veranlasst wird.
Alternativ oder zusätzlich wird die erfasste Funktionsinformation vom Leistungsschalter und/oder von der Vorrichtung, die die Funktionsinformation erfasst hat bzw. eine umfasste Schnittstelle auf ein (z. B. zentrales) Auswertungssystem (z. B. Vorrichtung, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt ausführt und/oder steuert) gesendet, welches sich z. B. in der Schaltanlage befindet und dann beispielsweise mittels einer Kl-Funktionalität die Ergebnisinformation bestimmt. Dieses System kann Auswertungen von mehreren oder allen Leistungsschaltern, die sich innerhalb der Schaltanlage befinden auswerten, um nur ein nicht-limitierendes Beispiel zu nennen. Dieses System kann Offline operieren oder eine Online-Anbindung aufweisen und eine lokale oder fern gesendete Warnmeldung/lnformation (z. B. einen Alarm) absetzen, beispielsweise mittels einer Fernwirktechnik, oder dergleichen. Die erfasste Funktionsinformation wird beispielsweise an ein derartiges Auswertungssystem ausgegeben bzw. deren Ausgabe veranlasst. Letzteres erfolgt beispielsweise, indem eine Kommunikationsschnittstelle angesteuert wird, so dass die Funktionsinformation von dieser Kommunikationsschnittstelle ausgegeben wird. Gleiches gilt für die Ergebnisinformation, die nach deren Bestimmung an eine bestimmte Vorrichtung, z. B. ein Server oder eine Servercloud, z. B. einer Netzleitstelle ausgegeben wird bzw. deren Ausgabe veranlasst wird.
Alternativ oder zusätzlich kann die erfasste Funktionsinformation des Leistungsschalters oder von mehreren Leistungsschaltern Online über eine Datenverbindung zu einer (z. B. zentralen) Stelle (z. B. Vorrichtung, die das Verfahren nach dem ersten Aspekt ausführt und/oder steuert) gesendet werden, wo sie z. B. automatisiert von einer Kl bzw. einem Kl-System, einer Kl-Software und/oder KI- Hardware ausgewertet werden und anschließend weiterverarbeitet werden (Informationen an Anlagenbereiche, die Netzleitstelle, automatisierte Planung von Wartung und Instandhaltung, Entstörungsteam können bestimmt werden, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen). Die erfasste Funktionsinformation wird beispielsweise an diese Stelle ausgegeben bzw. deren Ausgabe veranlasst. Letzteres erfolgt beispielsweise, indem eine Kommunikationsschnittstelle angesteuert wird, so dass die Funktionsinformation von dieser Kommunikationsschnittstelle ausgegeben wird. Gleiches gilt für die Ergebnisinformation, die nach deren Bestimmung an eine bestimmte Vorrichtung, z. B. ein Server oder eine Servercloud, z. B. einer Netzleitstelle ausgegeben wird bzw. deren Ausgabe veranlasst wird.
Alternativ oder zusätzlich kann ein Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens eines Alarms basierend auf der gespeicherten Ergebnisinformation erfolgen, beispielsweise um einen Mitarbeiter einer Netzleitstelle darüber zu informieren, dass eine Ergebnisinformation zur Abfrage in einem Speicher gespeichert ist oder bereitgehalten ist. In einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten wird die Ergebnisinformation mittels eines adaptiven Auswertealgorithmus, insbesondere eine Kl bestimmt. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten werden Parameter des künstlichen neuronalen Netzes anhand einer Vielzahl von Trainingsfällen kalibriert.
Der Auswertealgorithmus kann ein künstliches System (zum Beispiel eine Vorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder ein System gemäß dem vierten Aspekt) sein, dass beispielsweise aus Trainingsfällen als Beispiele lernt und diese nach Beendigung der Lernphase verallgemeinern kann. Das heißt, es werden nicht einfach die Beispiele auswendig gelernt, sondern es werden Muster und Gesetzmäßigkeiten in den Lerndaten erkannt. Hierzu können unterschiedliche Ansätze verfolgt werden. Beispielsweise kann ein überwachtes Lernen, ein teilüberwachtes Lernen, ein unüb erwachtes Lernen, ein bestärktes Lernen und/oder ein aktives Lernen eingesetzt werden. Ein überwachtes Lernen kann beispielsweise mittels eines künstlichen neuronalen Netzes (etwa einem rekurrenten neuronalen Netz) oder mittels einer Support Vector Machine erfolgen. Auch ein unüberwachtes Lernen kann beispielsweise mittels eines künstlichen neuronalen Netzes (beispielsweis eines Autoencoders) erfolgen. Als Lerndaten dienen dann beispielsweise insbesondere die mehrmalig erhaltenen und/oder ermittelten Funktionsinformation, die beispielsweise hündisch analysiert worden sind und somit die Ergebnisinformation als zu bestimmende Ausgangsgröße bekannt ist. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst das Verfahren ferner:
Bestimmen einer Prognoseinformation indikativ eine Statusprognostizierung von einem oder mehreren Bauteilen des Leistungsschalters, so dass eine zustandsorientierte Wartung des Leistungsschalters ermöglicht ist. Ferner ist optional basierend auf der bestimmten Prognoseinformation eine zustandsorientierte und prädiktive Wartung und Instandhaltung des Leistungsschalters ermöglicht.
Unter einer prädiktiven Wartung und Instandhaltung, auch als Predictive Maintenance bezeichnet, wird im Sinne des vorliegenden Gegenstands verstanden, dass z. B. basierend auf historischen und gegebenenfalls in Echtzeit verfügbaren instandhaltungsrelevanten Daten gelernt wird, so dass hierdurch und optional durch die Prognose von zukünftigen Ereignissen ein Verhalten (z. B. in Zukunft zu erwartender Fehlerfall) geschlossen wird. Hier kann beispielsweise offenbarte Kl eingesetzt werden.
Beispielsweise werden durch Korrelation der Geräuschprofile von der Funktionsinformation und der Sollinformation, und optional in Zusammenschau mit den offenbarten Messgrößen elektrische und mechanische Anomalien, Fehlverhalten bzw. Abnutzung vor dem Auftreten von Störungen und Funktionsversagen detektiert, so dass diese von der Ergebnisinformation entsprechend repräsentiert werden. Bei Auffälligkeiten können derart rechtzeitig Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Bei keiner Indikation von Auffälligkeit können ferner beispielsweise (z. B. prädiktive) Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmenabstände vergrößert werden. Dies reduziert die operativen Kosten durch eine entsprechende Verlängerung von Wartungs- und Instandhaltungsintervallen. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten umfasst oder repräsentiert das Geräuschprofil und/oder das Soll-Geräuschprofil eine akustische Information von einem oder mehreren der folgenden Bauteile i) bis vii) eines Leistungsschalters: i) Spiralfeder; ii) Spanngetriebe; iii) Rollenhebel; iv) Kurvenscheibe; v) Meldeschalter-Gestänge; vi) Motorfederantrieb; vii) Schaltelement; und viii) Meldeschalter und/oder Stellungsschalter. ln einer beispielhaften Ausgestaltung des Gegenstandes nach allen Aspekten ist der Leistungsschalter ein Leistungsstufenschalter.
Ein derartiger Leistungsstufenschalter schaltet eine Spannung in einem Stromnetz hoch oder runter, indem Wicklungen eines Trafos zu- oder abgeschaltet werden. Im Gegensatz hierzu schaltet für gewöhnlich ein Leistungsschalter in der Regel nur „Ein“ oder „Aus“, so dass über den Leistungsschalter verbundene Netzteile oder Bauelemente zu- oder abgeschaltet werden.
Die zuvor in dieser Beschreibung beschriebenen beispielhaften Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere sollen beispielhafte Ausgestaltungen in Bezug auf die unterschiedlichen Aspekte offenbart verstanden werden.
Insbesondere sollen durch die vorherige oder folgende Beschreibung von Verfahrensschritten gemäß bevorzugter Ausführungsformen eines Verfahrens auch entsprechende Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte durch bevorzugte Ausführungsformen einer Vorrichtung offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von Mitteln einer Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrensschrittes auch der entsprechende Verfahrensschritt offenbart sein.
Weitere vorteilhafte beispielhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden detaillierten Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, insbesondere in Verbindung mit den Figuren, zu entnehmen. Die Figuren sollen jedoch nur dem Zwecke der Verdeutlichung, nicht aber zur Bestimmung des Schutzbereiches der Erfindung dienen. Die Figuren sind nicht maßstabsgetreu und sollen lediglich das allgemeine Konzept der vorliegenden Erfindung beispielhaft widerspiegeln. Insbesondere sollen Merkmale, die in den Figuren enthalten sind, keineswegs als notwendiger Bestandteil der vorliegenden Erfindung erachtet werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels von einem
System nach dem vierten Aspekt;
Fig. 2 ein Ablaufdiagramm eines Ausführungsbeispiels gemäß einem
Verfahren nach dem ersten Aspekt;
Fig. 3 eine schematische Prinzipdarstellung eines Leistungsschalters, von dem beispielsweise von einem Verfahren nach dem ersten Aspekt eine Funktionsinformation erfasst wird; und
Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung nach dem zweiten und/oder dritten Aspekt.
Detaillierte Beschreibung einiger beispielhafter Ausführungsformen
Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Systems 100 gemäß dem vierten Aspekt.
Das System umfasst einen Leistungsschalter 140, eine an dem Leistungsschalter 140 angeordnete Vorrichtung nach dem dritten Aspekt 141, ein mobiles Gerät 130, einen Rechner 150 mit einer mit diesem operativ verbundenen, optionalen Datenbank 160, sowie einen weiteren Server bzw. eine Servercloud 110, die beispielsweise an oder in einer Netzleitstehe eines Stromnetzes (in Fig. 1 nicht dargestellt) angeordnet ist, wobei der Leistungsschalter 140 von dem Stromnetz umfasst ist. Der Leistungsschalter 140 ist alternativ ein Leistungsstufenschalter.
Die Datenbank ist alternativ oder zusätzlich mit dem Server bzw. der Servercloud 110 operativ verbunden, oder von diesem bzw. dieser umfasst, so dass auch weitere Vorrichtungen, wie etwa das mobile Gerät 130 oder weitere, in Fig. 1 nicht dargestellte Entität auf Informationen, die in der Datenbank 160 gespeichert sind, zugreifen können ln der Datenbank 160 sind beispielsweise ein oder mehrere Funktionsinformationen, Sollinformationen von verschiedenen Leistungsschalter (z.
B. nach Art und Typ eines jeweiligen Leistungsschalters sortiert), Ergebnisinformationen, Prognoseinformationen, gefilterte Funktionsinformationen, oder eine Kombination hiervon, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen, gespeichert.
Die Vorrichtungen 110, bzw. 130 und/oder 150 sind jeweils dazu eingerichtet bzw. umfasst entsprechende Mittel, ein Verfahren gemäß dem ersten Aspekt durchzuführen und/oder zu steuern.
Die Vorrichtung 141 umfasst beispielsweise Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation von dem Leistungsschalter. Die Mittel sind beispielsweise eine akustische Erfassungseinrichtung (z. B. ein Mikrofon), und/oder sensorische Erfassungseinrichtungen (z. B. ein Messgerät zum Erfassen bzw. Messen von einer Spannung, Strom, Widerstand, oder dergleichen, um nur einige nicht-limitierende Beispiele zu nennen).
Wenn die Vorrichtung 141 eine derartige Funktionsinformation erfasst hat, wird diese beispielsweise an das mobile Gerät 130, den Server bzw. die Servercloud 110, und/oder den Rechner 150 ausgegeben bzw. deren Ausgabe wird veranlasst.
Diejenige Entität, die die Funktionsinformation empfangen hat, führt anschließend beispielsweise das Verfahren nach dem ersten Aspekt aus, um nur ein nicht- limitierendes Beispiel zu nennen.
Fig.2 zeigt ein Ablaufdiagramm 200 eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens gemäß dem ersten Aspekt, welches durch eine Vorrichtung, beispielsweise eine Vorrichtung aus Fig. 4 durchgeführt wird. In einem ersten Schritt 201 erfolgt ein Erhalten oder Erfassen einer Funktionsinformation von einem Leistungsschalter (z. B. Leistungsschalter 140 nach Fig. 1, oder Leistungsschalter 30 nach Fig. 3). Die Funktionsinformation wird beispielsweise erhalten (z. B. empfangen), nachdem diese von einer Vorrichtung nach dem dritten Aspekt, z. B. Vorrichtung 141 an die Vorrichtung, die das Ablaufdiagramm 200 ausführt und/oder steuertausgegeben (z. B. gesendet) wurde. ln einem zweiten Schritt 202 erfolgt ein Abfragen einer Sollinformation des Leistungsschalters. Die Sollinformation wird beispielsweise aus einem Speicher (z. B. Datenbank 160 nach Fig. 1) abgefragt, so dass diese von der Vorrichtung, die das Ablaufdiagramm 200 ausführt und/oder steuert, weiterverarbeitet werden können. ln einem dritten Schritt 203 erfolgt ein Vergleichen der erhaltenen oder erfassten Funktionsinformation mit der abgefragten Solinformation des Leistungsschalters. Alternativ oder zusätzlich kann ein Vergleichen mit bereits in der Vergangenheit erfassten Informationen und/oder akustischen Informationen bzw. Profilen erfolgen. ln einem vierten Schritt 204 erfolgt ein Bestimmen einer Ergebnisinformation. Die Schritte 203 und 204 erfolgen beispielsweise mittels einer Kl, die von der Vorrichtung, die das Ablaufdiagramm 200 ausführt und/oder steuert umfasst ist. ln einem optional fünften Schritt 205 erfolgt ein Filtern der Funktionsinformation. Diese Schritte 204 und 205 können mehrmals durchgeführt werden, z. B. für sämtliche oder mehrere (d.h. zumindest zwei) Bauteile des Leistungsschalters. Dies ermöglicht eine umfassende bzw. vollständige Funktionsüberprüfung des Leistungsschalters. ln einem optionalen sechsten Schritt 206 erfolgt ein Speichern der Ergebnisinformation. Nachdem die Ergebnisinformation bestimmt ist (siehe Schritt 204), kann diese Ergebnisinformation in einem Speicher gespeichert werden, bevor in einem siebten Schritt 207 ein Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation erfolgt. Die Ausgabe oder das Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation erfolgt beispielsweise an eine weitere Entität, oder an den Server bzw. die Servercloud 110, so dass insbesondere ein Mitarbeiter einer Netzleitstelle für ein den Leistungsschalter umfassendes Stromnetz Kenntnis von der Ergebnisinformation erhält. Derart können dann beispielsweise weitere Schritte, wie etwa ein Austausch eines mitunter defekten Bauteils, oder aber auch bei keiner Indikation eines Defekts von dem Leistungsschalter kann dessen assoziiertes Wartungsintervall verlängert werden. ln einem optionalen achten Schritt 208 erfolgt ein Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens eines Alarms und/oder einer anderen Handlung, wie z. B. eine Handlungsanweisung an einen Bearbeiter. Alternativ oder zusätzlich zu dem Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der Ergebnisinformation kann ein Alarm ausgegeben bzw. dessen Ausgeben veranlasst werden. Ein derartiger Alarm benötigt beispielsweise weniger Übertragungsbandbreite. Mitunter kann an Schaltanlagen, in denen ein bzw. der Leistungsschalter verbaut ist, nur eine Datenanbindung mit geringer Bandbreite verbaut sein (z. B. eine Fern wirkanbindung), so dass die Ausgabe einer kompletten Funktionsinformation und/oder einer bestimmten Ergebnisinformation nicht möglich ist. Ein Alarm ermöglicht zumindest eine Informierung z. B. von einem Mitarbeiter der Netzleitstelle, so dass sich dieser die entsprechende Funktionsinformation und/oder Ergebnisinformation beschaffen kann. Dies kann beispielsweise durch ein Kopieren von in einer Vorrichtung nach dem dritten Aspekt gespeicherten Funktionsinformation und/oder Ergebnisinformation von bzw. über einen Leistungsschalter auf ein portables Medium (z. B. ein USB-Stick oder dergleichen) erfolgen. ln einem optionalen neunten Schritt 209 erfolgt ein Bestimmen einer Prognoseinformation. Die Prognoseinformation repräsentiert beispielsweise ein erwartetes Verhalten bzw. eine erwartete Funktion des Leistungsschalters für die Zukunft und erlaubt beispielsweise auf einfache Art und Weise, entsprechende Maßnahmen zur Instandhaltung und/oder Wartung des Leistungsschalters veranlassen zu können. Fig. 3 zeigt eine schematische Prinzipdarstellung eines Leistungsschalters 30 (z. B. ein Leistungsschalter 140 nach Fig. 1), von dem beispielsweise von einem Verfahren nach dem ersten Aspekt eine Funktionsinformation erfasst wird. Fig. 3 zeigt einen Hochspannungsleistungsschalter (HS-LS). Alternativ kann es sich in analoger Weise um einen Mittelspannungs- (MS-LS) oder Niederspannungsleistungsschalter (NS-LS) handeln.
Der Leistungsschalter umfasst vorliegend beispielsweise einen Antrieb 31, ein Chassis 32, einen Dichtewächter 33, einen Stützisolator 34, ein Schaltelement 35, einen Fahrwagen bzw. Stiel 36, eine Gasfülldruckanzeige 37, einen Schalter- und Federstellungsanzeiger 38, sowie eine Vorrichtung nach dem dritten Aspekt 39 als Bauteile#. Alternativ oder zusätzlich umfasst der Leistungsschalter 30 einen oder mehrere der folgenden Bauteile: i) Spiralfeder; ii) Spanngetriebe; iii) Rollenhebel; iv) Kurvenscheibe; v) Meldeschalter-Gestänge; vi) Motorfederantrieb; vii) Schaltelement; und viii) Meldeschalter und/oder Stellungsschalter.
Sämtliche dieser Bauteile können während des Betriebs des Leistungsschalters 30 ein Geräusch verursachen, dass beispielsweise als akustische Information von einer Funktionsinformation umfasst oder repräsentiert ist, die beispielsweise von der Vorrichtung 39 erfasst (z. B. aufgenommen) wird.
Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung 400, welche insbesondere ein beispielhaftes Verfahren gemäß dem ersten Aspekt ausführen kann. Die Vorrichtung 400 ist beispielsweise eine Vorrichtung gemäß dem zweiten oder dritten Aspekt, oder ein System (z. B. System 100 nach Fig. 1) gemäß dem dritten Aspekt. Die Vorrichtung 400 ist beispielsweise von dem Server bzw. der Servercloud 110 nach Fig. 1, dem mobilen Gerät 130 nach Fig. 1, und/oder dem Rechner 150 nach Fig. 1.
Die Vorrichtung 400 kann insofern beispielsweise ein Computer, ein Desktop- Computer, ein Server, ein Thinclient oder ein tragbarer Computer (Mobilgerät), wie etwa ein Laptop-Computer, ein Tablet-Computer, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA) oder ein Smartphone sein. Die Vorrichtung kann beispielsweise die Funktion eines Servers oder eines Clients erfüllen.
Prozessor 410 der Vorrichtung 400 ist insbesondere als Mikroprozessor, Mikrokontrolleinheit, Mikrocontroller, digitaler Signalprozessor (DSP), Anwendungsspezifische Integrierte Schaltung (AS1C) oder Field Programmable Gate Array (FPGA) ausgebildet.
Prozessor 410 führt Programmanweisungen aus, die in Programmspeicher 412 gespeichert sind, und speichert beispielsweise Zwischenergebnisse oder ähnliches in Arbeits- oder Hauptspeicher 411. Zum Beispiel ist Programmspeicher 412 ein nicht- flüchtiger Speicher wie ein Flash-Speicher, ein Magnetspeicher, ein EEPROM-Speicher (elektrisch löschbarer programmierbarer Nur-Lese-Speicher) und/oder ein optischer Speicher. Hauptspeicher 411 ist zum Beispiel ein flüchtiger oder nicht- flüchtiger Speicher, insbesondere ein Speicher mit wahlfreiem-Zugriff (RAM) wie ein statischer RAM-Speicher (SRAM), ein dynamischer RAM-Speicher (DRAM), ein ferroelektrischer RAM-Speicher (FeRAM) und/oder ein magnetischer RAM-Speicher (MRAM).
Programmspeicher 412 ist vorzugsweise ein lokaler mit der Vorrichtung 400 fest verbundener Datenträger. Mit der Vorrichtung 400 fest verbundene Datenträger sind beispielsweise Festplatten, die in die Vorrichtung 400 eingebaut sind. Alternativ kann der Datenträger beispielsweise auch ein mit der Vorrichtung 400 trennbar verbindbarer Datenträger sein wie ein Speicher-Stick, ein Wechseldatenträger, eine tragbare Festplatte, eine CD, eine DVD und/oder eine Diskette.
Programmspeicher 412 enthält beispielsweise das Betriebssystem von der Vorrichtung 400, das beim Starten der Vorrichtung 400 zumindest teilweise in Hauptspeicher 411 geladen und vom Prozessor 410 ausgeführt wird. Insbesondere wird beim Starten von Vorrichtung 400 zumindest ein Teil des Kerns des Betriebssystems in den Hauptspeicher 411 geladen und von Prozessor 410 ausgeführt. Das Betriebssystem von Vorrichtung 400 ist beispielsweise ein Windows -, UNIX-, Linux-, Android-, Apple iOS- und/oder MAC-Betriebssystem.
Das Betriebssystem ermöglicht insbesondere die Verwendung der Vorrichtung 400 zur Datenverarbeitung. Es verwaltet beispielsweise Betriebsmittel wie Hauptspeicher 411 und Programmspeicher 412, Kommunikationsschnittstelle 413, Ein- und Ausgabegerät 414, stellt unter anderem durch Programmierschnittstellen anderen Programmen grundlegende Funktionen zur Verfügung und steuert die Ausführung von Programmen.
Prozessor 410 steuert die Kommunikationsschnittstelle 413, welche beispielsweise eine Netzwerkschnittstelle sein kann und als Netzwerkkarte, Netzwerkmodul und/oder Modem ausgebildet sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle 413 ist insbesondere dazu eingerichtet, eine Verbindung der Vorrichtung 400 mit anderen Vorrichtungen (z. B. gezeigt in Fig. 1), insbesondere über ein (drahtloses) Kommunikationssystem, beispielsweise ein Netzwerk, herzustellen und mit diesen zu kommunizieren. Die Kommunikationsschnittstelle 413 kann beispielsweise Daten (über das Kommunikationssystem) empfangen und an Prozessor 410 weiterleiten und/oder Daten von Prozessor 410 empfangen und (über das Kommunikationssystem) senden. Beispiele für ein Kommunikationssystem sind ein lokales Netzwerk (LAN), ein großräumiges Netzwerk (WAN), ein drahtloses Netzwerk (beispielsweise gemäß dem 1EEE-802.11-Standard, dem Bluetooth (LE)-Standard und/oder dem NFC-Standard), ein drahtgebundenes Netzwerk, ein Mobilfunknetzwerk, ein Telefonnetzwerk und/oder das Internet.
Des Weiteren kann Prozessor 410 zumindest ein Ein-/Ausgabegerät 414 steuern. Ein- / Ausgabegerät 414 ist beispielsweise eine Tastatur, eine Maus, eine Anzeigeeinheit, ein Mikrofon, eine berührungsempfindliche Anzeigeeinheit, ein Lautsprecher, ein Lesegerät, ein Laufwerk und/oder eine Kamera. Ein-/Ausgabegerät 414 kann beispielsweise Eingaben eines Benutzers aufnehmen und an Prozessor 410 weiterleiten und/oder Informationen für den Benutzer von Prozessor 410 empfangen und ausgeben.
Die in dieser Spezifikation beschriebenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung und die diesbezüglich jeweils angeführten optionalen Merkmale und Eigenschaften sollen auch in allen Kombinationen miteinander offenbart verstanden werden. Insbesondere soll auch die Beschreibung eines von einem Ausführungsbeispiel umfassten Merkmals - sofern nicht explizit gegenteilig erklärt - vorliegend nicht so verstanden werden, dass das Merkmal für die Funktion des Ausführungsbeispiels unerlässlich oder wesentlich ist. Die Abfolge der in dieser Spezifikation geschilderten Verfahrensschritte in den einzelnen Ablaufdiagrammen ist nicht zwingend, alternative Abfolgen der Verfahrensschritte sind denkbar. Die Verfahrensschritte können auf verschiedene Art und Weise implementiert werden, so ist eine Implementierung in Software (durch Programmanweisungen), Hardware oder eine Kombination von beidem zur Implementierung der Verfahrensschritte denkbar. ln den Patentansprüchen verwendete Begriffe wie "umfassen", "aufweisen", "beinhalten", "enthalten" und dergleichen schließen weitere Elemente oder Schritte nicht aus. Unter die Formulierung „zumindest teilweise“ fallen sowohl der Fall „teilweise“ als auch der Fall „vollständig“. Die Formulierung „und/oder“ soll dahingehend verstanden werden, dass sowohl die Alternative als auch die Kombination offenbart sein soll, also „A und/oder B“ bedeutet „(A) oder (B) oder (A und B)“. Die Verwendung des unbestimmten Artikels schließt eine Mehrzahl nicht aus. Eine einzelne Vorrichtung kann die Funktionen mehrerer in den Patentansprüchen genannten Einheiten bzw. Vorrichtungen ausführen ln den Patentansprüchen angegebene Bezugszeichen sind nicht als Beschränkungen der eingesetzten Mittel und Schritte anzusehen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren, durchgeführt von mindestens einer Vorrichtung, das Verfahren umfassend:
Erhalten oder Erfassen einer Funktionsinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind;
Abfragen einer Sollinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen des Leistungsschalters, die einen Sollzustand des Leistungsschalters repräsentieren;
Vergleichen der erhaltenen oder erfassten Funktionsinformation mit der abgefragten Solinformation des Leistungsschalters;
Bestimmen einer Ergebnisinformation zumindest teilweise basierend auf dem Vergleichen, wobei die Ergebnisinformation indikativ für einen Funktionsstatus des Leistungsschalters, wobei die Ergebnisinformation ferner repräsentiert, ob eine einwandfreie Funktion des Leistungsschalters im Rahmen des Vergleichs bestimmt wurde oder nicht; und
Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation.
2. Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend:
Speichern der Ergebnisinformation in einem Speicher, wobei das Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens basierend auf einem Erhalten einer Anfrage zum Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens der bestimmten Ergebnisinformation erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Funktionsinformation ferner indikativ ist für einen oder mehrere Messwerte, die mit dem Leistungsschalter assoziiert sind, und wobei die Sollinformation ferner indikativ ist für einen oder mehrere Messwerte des Leistungsschalters, die einen Sollzustand des Leistungsschalters repräsentieren;
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Funktionsinformation von einem oder mehreren Mitteln zum Erfassen einer akustischen Information und/oder einem oder mehreren Mitteln zum Erfassen von Messwerten erfasst wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, wobei die Funktionsinformation und/oder Sollinformation eine oder mehrere akustische Informationen und/oder Messwerte von einem oder mehreren Bauteilen, insbesondere ein oder mehrere mechanische Bauteile und/oder Antriebe des Leistungsschalters umfasst.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bestimmen einer Ergebnisinformation ferner umfasst:
Filtern der Funktionsinformation, so dass die eine oder mehreren akustischen Informationen und/oder Messwerte auf diejenigen eines bestimmten Bauteils von dem Leistungsschalter gefiltert sind; und
Bestimmen, ob eine einwandfreie Funktion dieses gefilterten Bauteils vorliegt oder nicht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 6, ferner umfassend:
Ausgeben oder Veranlassen des Ausgebens eines Alarms basierend auf der gespeicherten Ergebnisinformation.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die eine oder mehreren akustischen Informationen der Funktionsinformation ein Geräuschprofil des Leistungsschalters und/oder der Sollinformation ein Soll- Geräuschprofil des Leistungsschalters repräsentieren.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Soll-Geräuschprofil des Leistungsschalters in Abhängigkeit eines Typs und/oder einer Bauart des Leistungsschalters von der Sollinformation umfasst ist.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend: Bestimmen einer Prognoseinformation indikativ eine Statusprognostizierung von einem oder mehreren Bauteilen des Leistungsschalters, so dass eine zustandsorientierte Wartung des Leistungsschalters ermöglicht ist.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leistungsschalter ein Leistungsstufenschalter ist.
12. Vorrichtung, umfassend:
Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation indikativ für eine oder mehrere akustische Informationen, die mit einem Leistungsschalter assoziiert sind; und Mittel zum Ausgeben der erfassten Funktionsinformation an eine Vorrichtung, die eingerichtet oder ausgebildet ist zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mittel zum Erfassen einer Funktionsinformation dazu eingerichtet und/oder ausgebildet sind, ein Geräuschprofil von einem oder mehreren Bauteilen des Leistungsschalters zu erfassen.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder Anspruch 13, wobei die Vorrichtung an oder in einem Leistungsschalter oder einem Leistungsstufenschalter verbaut ist.
15. System, umfassend: einen Leistungsschalter oder einen Leistungsstufenschalter; eine erste Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Vorrichtung an oder in dem Leistungsschalter oder in dem Leistungsstufenschalter verbaut ist; eine zweite Vorrichtung, die zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11 eingerichtet oder ausgebildet ist, wobei die erste Vorrichtung zum Ausgeben oder zum Veranlassen des Ausgebens einer erfassten Funktionsinformation an die zweite Vorrichtung eingerichtet und/oder ausgebildet ist.
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