(57)【要約】シャフト接地および監視システムは、回転シャフトと摺動可能に係合する接地部材を含み得る。電気センサは、接地部材を介して回転シャフトから接地に流れる電気の表示を提供する電気的パラメータを検出するために、接地部材と結合されるように構成され得る。プロセッサは電気センサと動作可能に結合され、電気センサからのデータを受信および分析し得る。プロセッサは、あるサンプリングレートにて、回転シャフトの回転速度に関連しているサンプリング期間の間、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを周期的に分析するように構成され得る。メモリは、プロセッサに動作可能に結合されるとともに、電気センサによって提供されたデータを表すデータであって同プロセッサによって処理されたデータを記憶するように構成され得る。
2019508676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転シャフトを有するデバイス用のシャフト接地および監視システムであって、前記シャフト接地および監視システムは、
回転シャフトに摺動電気接触するように構成された接地部材であって、接地に接続されるように構成されている接地部材と、
前記接地部材を介して流れる電気の表示を提供する電気的パラメータを検出するように構成された電気センサと、
前記電気センサと動作可能に結合されるプロセッサであって、前記電気的パラメータを表す前記電気センサからのデータを受信して分析するように構成されているプロセッサと、
前記プロセッサは、サンプリング期間であって前記回転シャフトの回転速度に関連しているサンプリング期間の間、電気センサからの前記電気的パラメータを表すデータを周期的に分析するとともに前記サンプリング期間の直後のある期間にわたり電気的パラメータを表すデータを分析しないようにさらに構成されていることと、
前記プロセッサに動作可能に結合されるとともに、前記電気センサによって提供されたデータを表すプロセッサによって処理されたデータを記憶するように構成されたメモリと、
を含む、シャフト接地および監視システム。
【請求項２】
前記電気センサは、前記デバイス内で発生している可能性のある異常状態または閾値状態を捕捉するのに十分な、秒当たりのデータポイントを提供するサンプリングレートで前記電気的パラメータを検出する、請求項１に記載のシャフト接地および監視システム。
【請求項３】
前記サンプリング期間は、前記回転シャフトの完全な１回転以上である、請求項１または請求項２のいずれかに記載のシャフト接地および監視システム。
【請求項４】
前記プロセッサが、前記電気的パラメータを表すデータを分析していない前記サンプリング期間の直後の期間は、前記プロセッサが前記電気的パラメータを表すデータを分析しているサンプリング期間よりも長い、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシャフト接地および監視システム。
【請求項５】
前記プロセッサは、各秒当たり０．０１秒から各秒当たり０．５秒の範囲のサンプリング期間の間、前記電気センサからの前記電気的パラメータを表すデータを分析するように構成され、同プロセッサは、各秒当たり０．５秒から各秒当たり０．９９秒の範囲の引き続く期間にわたって、前記電気センサからの前記電気的パラメータを表すデータを分析しないように構成されている、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシャフト接地および監視システム。
【請求項６】
前記プロセッサは、各秒当たり０．０５秒から各秒当たり０．２５秒の範囲のサンプリング期間の間、前記電気センサからの前記電気的パラメータを表すデータを分析するように構成され、同プロセッサは、各秒当たり０．７５秒から各秒当たり０．９５秒の範囲の引き続く期間にわたって、前記電気センサからの前記電気的パラメータを表すデータを分析しないように構成されている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のシャフト接地および監視システム。
【請求項７】
回転シャフトと、前記回転シャフトと電気的に接触して配置される接地部材とを有するデバイスのための監視システムであって、前記監視システムは、
接地部材を流れる電流を検出するように構成され、第１の時間間隔の間、第１のサンプリングレートでサンプリングするように構成されている電流センサと、
回転シャフト内の電圧を検出するように構成され、第２の時間間隔の間、第２のサンプリングレートで周期的にサンプリングするように構成されている電圧センサであって、第２のサンプリングレートは第１のサンプリングレートよりも高く、第１の時間間隔は第２の時間間隔より長く、かつ第２の時間間隔と重複している、電圧センサと、
前記電流センサおよび前記電圧センサと動作可能に結合されているプロセッサであって、前記電流センサによって検出された電流を示すデータおよび前記電圧センサによって検出された電圧を示すデータを受信するように構成されているプロセッサと、
前記プロセッサは前記電流センサからのデータおよび前記電圧センサからのデータを分析するように構成されていることと、
プロセッサと動作可能に結合されているメモリであって、前記電流センサからのデータおよび前記電圧センサからのデータを表す情報を記憶するように構成されているメモリと、
を含む監視システム。
【請求項８】
前記プロセッサは、潜在的な異常状態または閾値状態を識別するために、サンプリング期間中に前記電流センサからのデータのスナップショットを分析するようにさらに構成されている、請求項７に記載の監視システム。
【請求項９】
前記プロセッサが、前記電流センサからのデータのスナップショットから潜在的な異常または閾値条件を識別しない場合、前記プロセッサは、前記電流センサからのデータのスナップショットを表す１つまたは複数の値をメモリに記憶するようにさらに構成されている、請求項７に記載の監視システム。
【請求項１０】
前記プロセッサが、前記電流センサからのデータのスナップショットから潜在的な異常または閾値条件を識別する場合、前記プロセッサは、さらに、前記電流センサからのデータのスナップショットを表す１つまたは複数の値をメモリに記憶して、潜在的な異常または閾値条件に関する更なる情報を提供するために前記電圧センサからのデータの時間的に整列されているスナップショットを分析するように構成されている、請求項７に記載の監視システム。
【請求項１１】
回転シャフトを有するデバイス用のシャフト接地および監視システムであって、前記シャフト接地および監視システムは、
前記回転シャフトに摺動接触し、かつ前記回転シャフトと電気的に接触するように構成されている接地部材であって、接地に接続されるように構成されている接地部材と、
前記回転シャフトに摺動接触するように構成され、接地から電気的に絶縁されている絶縁された接触部材と、
請求項７に記載の監視システムと、
を含み、
前記電流センサは、前記接地部材を介して前記回転シャフトから前記接地に流れる電流を検出するために前記接地部材に結合されており、前記電圧センサは、前記シャフト内の電圧を検出するために前記絶縁された接触部材と結合されている、シャフト接地および監視システム。
【請求項１２】
接地装置を含むデバイス内の導電性回転シャフトを監視する方法において、前記方法は、
前記接地装置と動作可能に結合された電流センサから第１のサンプリング期間中に第１のサンプリングレートでデータを受信するステップと、
回転シャフト内の電圧を検出するように構成された電圧センサから第２のサンプリング期間中に第２のサンプリングレートでデータを周期的に受信するステップであって、第２のサンプリングレートは第１のサンプリングレートよりも高い前記ステップと、
潜在的な異常状態または閾値状態を識別するために、前記電流センサからのデータのスナップショットを分析するステップと、
潜在的な異常または閾値状態が前記電流センサからのデータのスナップショットに見られる場合、電圧センサからのデータのスナップショットを分析するステップと、
を含み、
分析される前記電圧センサからのデータのスナップショットは、分析された前記電流センサからのデータのスナップショットと少なくとも部分的に時間的に整列している、方法。
【請求項１３】
前記潜在的な異常状態または閾値状態が前記電流センサからのデータのスナップショットに見られる場合、将来的な分析のために前記電流センサからのデータのスナップショットを記憶するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記潜在的な異常状態または閾値状態が前記電流センサからのデータのスナップショットに見られない場合、前記電流センサからのデータのスナップショットに関する代表的な情報をメモリへ記憶するステップを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１のサンプリング期間は、前記第２のサンプリング期間と少なくとも部分的に時間的に重複している、請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、一般に、シャフト上に漂遊電圧を有する可能性がある回転シャフトを有するデバイスの１つまたは複数の構成要素を監視するための監視システムに関する。より具体的には、本開示は、シャフト上に漂遊電圧を有する回転シャフトを有するデバイスの１つまたは複数の構成要素（例えば接地装置）を監視する監視装置、アセンブリ、システムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電装置、電気モータ、風車ギアボックスなどのギアボックス、圧縮機、ポンプなど（これらに限定されるものではないが）の回転シャフトを含む多くのデバイスでは、回転シャフトに漂遊電圧が蓄積することがある。正しく機能していない機器に起因する漂遊電圧とは別に、すべての回転シャフトは、ロータとステータの間の磁場分布における非対称性、シャフト内の残留磁束、励磁および静電気から本質的に電場を生成する。これらの漂遊電圧は、最終的に、回転シャフトを支持する軸受などの構造物を介して回転シャフトから出ることがある。これは、時間の経過とともにデバイスの軸受および／または他の構成要素を損傷させる可能性がある。
【０００３】
軸受および関連する構成要素のような構造物を通る電流の流れを防止するために、接地装置を使用して回転シャフトを接地することができる。このような接地装置は、接地ブラシ、接地ストラップ、接地ロープ、およびデバイスの回転シャフトを接地するように構成された他の接地部材を含み得る。海上用途では、推進シャフトは、そうでなければ浸食を引き起こすガルバニック作用を避けるために、接地装置を含み得る。接地装置が正しく機能していることを保証するために、接地装置の性能を監視することが望まれる。デバイス内の潜在的な欠陥または他の問題を検出および診断するために、接地装置を流れる電流を監視することの要望もある。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本開示は、発電装置、電気モータ、ギアボックス、圧縮機、ポンプ、駆動シャフト、車軸、またはシャフト上に漂遊電圧の影響を受ける回転シャフトを含むその他のデバイスのための接地装置の性能を監視するいくつかの代替設計、材料および方法を対象とする。
【０００５】
したがって、本開示の例示的な実施形態は、回転シャフトを有するデバイスのためのシャフト接地および監視システムである。シャフト接地および監視システムは、回転シャフトと摺動電気接触（ｓｌｉｄｉｎｇ  ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  ｃｏｎｔａｃｔ）するように構成された接地部材を含み、接地部材は接地（ｇｒｏｕｎｄ）に接続されるように構成されている。電気センサは、接地部材を通って流れる電気の指標を提供する電気的パラメータを検出するように構成されている。プロセッサは、電気センサと動作可能に結合され、電気的パラメータを表す電気センサからのデータを受信して分析するように構成されている。プロセッサは、さらに、回転シャフトの回転速度に関連するサンプリング期間の間、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを周期的に分析するように構成されている。メモリは、プロセッサと動作可能に結合され、電気センサによって提供されるデータを表すプロセッサによって処理されたデータを記憶するように構成されている。
【０００６】
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、電気センサは、電流センサを含む。
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、電気センサは、電圧センサを含む。
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、電気センサは、デバイス内で発生している可能性のある異常状態または閾値状態を捕捉するのに十分な、秒当たりのデータポイント（ｄａｔａ  ｐｏｉｎｔｓ）を提供するサンプリングレート（ｓａｍｐｌｉｎｇ  ｒａｔｅ）で電気的パラメータを検出する。
【０００７】
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、サンプリング期間は、回転シャフトの完全な１回転以上である。
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、サンプリング期間の直後のある期間の間、電気的パラメータを表すデータを分析しないようにさらに構成されている。
【０００８】
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、サンプリング期間の直後の前記期間は、サンプリング期間よりも長い。
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、各秒当たり０．０１秒から各秒当たり０．５秒の範囲のサンプリング期間の間、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを分析するように構成され、プロセッサは、各秒当たり０．５秒から各秒当たり０．９９秒の範囲の引き続く期間の間、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを分析しないように構成されている。
【０００９】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、各秒当たり０．０５秒から各秒当たり０．２５秒の範囲のサンプリング期間の間、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを分析し、プロセッサは、各秒当たり０．７５秒から各秒当たり０．９５秒までの範囲の引き続く期間の間、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを分析しないように構成されている。
【００１０】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、各秒当たり０．１秒のサンプリング周期の間、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを分析するように構成され、プロセッサは、各秒当たり０．９秒の引き続く期間の間、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを分析しないように構成されている。
【００１１】
本開示の別の例示的な実施形態は、回転シャフトを有するデバイス用のシャフト接地および監視システムである。シャフト接地および監視システムは、回転シャフトに摺動接触し、回転シャフトと電気的に接触するように構成された接地部材を含み、接地部材は接地源（ｓｏｕｒｃｅ  ｏｆ  ｇｒｏｕｎｄ）に接続されるように構成されている。絶縁された（ｉｓｌａｔｅｄ）接触部材は、回転シャフトに摺動接触するように構成され、接地から電気的に絶縁されている。電流センサは、接地部材を介して回転シャフトから接地に流れる電流を検出するために接地部材と結合されるように構成され、第１のサンプリングレートでサンプリングするように構成されている。電圧センサは、シャフト内の電圧を検出するために絶縁された接触部材と結合されるように構成され、第２のサンプリングレートで周期的にサンプリングするように構成されている。プロセッサは、電流センサおよび電圧センサと動作可能に結合され、電流センサおよび電圧センサからデータを受信するように構成されている。プロセッサは、電流センサおよび電圧センサからのデータを分析するように構成されている。メモリは、プロセッサと動作可能に結合され、電流センサによって提供されるデータを表すプロセッサによって処理される電流センサデータと、電圧センサによって提供されるデータを表すプロセッサによって処理される電圧データと、を記憶するように構成されている。
【００１２】
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートは、第１のサンプリングレートよりも高い。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはそれに代えて、接地部材は、第１の接地ロープを含む。
【００１３】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１の接地ロープは、互いに固定された複数の導電性ワイヤを含む。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、絶縁された接触部材は、接地に電気的に接続されていない第２の接地ロープを含む。
【００１４】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１のサンプリングレートは、約１００，０００ｋＨｚ以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電圧センサは、各秒の一部のみをサンプリングするように構成されている。
【００１５】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、前記各秒の一部は、各秒の約１／１０である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートはサンプリング時に約２０ＭＨｚ以上である。
【００１６】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートはサンプリング時に約４０ＭＨｚ以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、潜在的な異常状態または閾値状態を識別するために、サンプリング期間中に電流センサからのデータのスナップショットを分析するようにさらに構成されている。
【００１７】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサが、電流センサからのデータのスナップショットから潜在的な異常または閾値条件を識別しない場合、プロセッサは、電流センサからのデータのスナップショットを表す１つまたは複数の値をメモリに記憶するようにさらに構成されている。
【００１８】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサが、電流センサからのデータのスナップショットから潜在的な異常または閾値条件を識別する場合、プロセッサは、さらに、前記電流センサからのデータのスナップショットを表す１つまたは複数の値をメモリに記憶して、潜在的な異常または閾値条件に関する更なる情報を提供するために電圧センサからのデータのスナップショットであって、電流センサからのデータのスナップショットと少なくとも部分的に時間的に整列している前記電圧センサからのデータのスナップショットを分析するように構成されている。
【００１９】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電流センサは、ホール効果センサを含む。
本開示の別の例示的な実施形態は、回転シャフトと、回転シャフトと電気的に接触して配置される接地部材とを有するデバイスのための監視システムである。監視システムは、接地部材を流れる電流を検出するように構成され、第１の時間間隔の間、第１のサンプリングレートでサンプリングするように構成された電流センサを含む。電圧センサは、回転シャフト内の電圧を検出するように構成され、第２の時間間隔の間、第２のサンプリングレートで周期的にサンプリングするように構成され、第２のサンプリングレートは第１のサンプリングレートよりも高く、第１の時間間隔は第２の時間間隔より長く、かつ第２の時間間隔と重複している。プロセッサは、電流センサおよび電圧センサと動作可能に結合され、電流センサおよび電圧センサからデータを受信するように構成されている。プロセッサは、電流センサによって検出された電流を示すデータおよび電圧センサによって検出された電圧を示すデータを分析するように構成されている。メモリは、プロセッサと動作可能に結合され、電流センサからのデータおよび電圧センサからのデータを表す情報を記憶するように構成されている。
【００２０】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１のサンプリングレートは、約１００ｋＨｚ以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電圧センサは、各秒の一部のみをサンプリングするように構成されている。
【００２１】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、各秒の一部は、各秒の約１／１０である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートはサンプリング時に約２０ＭＨｚ以上である。
【００２２】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートはサンプリング時に約４０ＭＨｚ以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、潜在的な異常状態または閾値状態を識別するために、サンプリング期間中に電流センサからのデータのスナップショットを分析するようにさらに構成されている。
【００２３】
上記の実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサが、電流センサからのデータのスナップショットから潜在的な異常または閾値条件を識別しない場合、プロセッサは、電流センサからのデータのスナップショットを表す１つまたは複数の値をメモリに記憶するようにさらに構成されている。
【００２４】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサが、電流センサからのデータのスナップショットから潜在的な異常または閾値条件を識別する場合、プロセッサは、さらに、前記電流センサからのデータのスナップショットを表す１つまたは複数の値をメモリに記憶して、潜在的な異常または閾値条件に関する更なる情報を提供するために電圧センサからのデータの時間的に整列された（ｔｅｍｐｏｒａｌｌｙ  ａｌｉｇｎｅｄ）スナップショットを分析するように構成されている。
【００２５】
本開示の別の例示的な実施形態は、デバイス内の回転する導電性シャフトを監視する方法であり、同デバイスは接地装置を含む。データは、接地装置と動作可能に結合された電流センサから第１のサンプリング期間中に第１のサンプリングレートで受信される。データは、回転シャフト内の電圧を検出するように構成された電圧センサから第２のサンプリング期間中に第２のサンプリングレートで周期的に受信され、第２のサンプリングレートは第１のサンプリングレートよりも高い。電流センサからのデータのスナップショットが分析され、潜在的な異常状態または閾値状態を識別する。潜在的な異常または閾値状態が電流センサからのデータに見られる場合、電圧センサからのデータのスナップショットが分析される。分析される電圧センサからのデータのスナップショットは、分析された電流センサからのデータのスナップショットと少なくとも部分的に時間的に整列される。
【００２６】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、潜在的な異常状態または閾値状態が電流センサからのデータのスナップショットに見られる場合、将来的な分析のために電流センサからのデータのスナップショットを記憶する。
【００２７】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、潜在的な異常状態または閾値状態が電流センサからのデータのスナップショットに見られない場合、電流センサからのデータのスナップショットに関する代表的な情報をメモリへ記憶する。
【００２８】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電流センサからのデータのスナップショットの分析が潜在的な異常または閾値条件を示していなくても、電圧センサからのデータのスナップショットを分析することをさらに含む。
【００２９】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、潜在的な異常状態または閾値状態は、閾値を超える検出された電流値によって示される。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、潜在的な異常状態または閾値状態は、分析のための外部要求によって示される。
【００３０】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電流センサからのデータのスナップショットに関する代表的な情報は、平均電流および／またはピーク電流を含む。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１のサンプリングレートは約１００ｋＨｚ以上である。
【００３１】
上記のいずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、データは、各秒の一部の間のみ、電圧センサから周期的に受信される。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、各秒の一部は、各秒の約１／１０である。
【００３２】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートは、サンプリング時に約２０ＭＨｚ以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートはサンプリング時に約４０ＭＨｚ以上である。
【００３３】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１のサンプリング期間は、回転シャフトの完全な１回転以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリング期間は、第１のサンプリング期間よりも短い。
【００３４】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリング期間は、第１のサンプリング期間の約１／１０である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１のサンプリング期間は、第２のサンプリング期間と重複する。
【００３５】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリング期間は完全に第１のサンプリング期間内に入る。
本開示の別の例示的な実施形態は、回転シャフトを有するデバイスのためのシャフト監視システムである。シャフト監視システムは、回転シャフトと摺動電気接触するように構成された導電性部材を含む。電気センサは、回転シャフトに関連する電気的パラメータを検出するために、導電性部材と結合されるように構成されている。プロセッサは、電気センサと動作可能に結合され、電気的パラメータを表す電気センサからのデータを受信して分析するように構成されている。プロセッサは、さらに、サンプリングレートおよび回転シャフトの回転速度に関連するサンプリング期間において、電気センサからの電気的パラメータを表すデータを周期的に分析するように構成されている。メモリは、プロセッサと動作可能に結合され、電気センサによって提供されるデータを表すプロセッサによって処理されたデータを記憶するように構成されている。
【００３６】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電気センサは、電流センサを含む。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電気センサは、電圧センサを含む。
【００３７】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電気センサは、デバイス内で発生している可能性のある異常または閾値状態を捕捉するのに十分な秒当たりのデータポイントを提供するサンプリングレートで電気的パラメータを検出する。
【００３８】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、サンプリング期間は、回転シャフトの完全な１回転以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、サンプリング期間の直後のある期間の間であって、サンプリング期間より長い期間の間、電気的パラメータを表すデータを分析しないようにさらに構成されている。
【００３９】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、回転シャフトに関連する第２の電気的パラメータを検出するように構成された第２の電気センサをさらに含む。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、第２の電気センサと動作可能に結合され、第２の電気的パラメータを表す第２の電気センサからデータを受信し、分析するようにさらに構成されている。
【００４０】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、プロセッサは、第２のサンプリングレートで、およびサンプリング期間に少なくとも部分的に時間的に重複する第２のサンプリング期間において、第２の電気センサからのデータを分析するようにさらに構成されている。
【００４１】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２の電気センサは、導電性部材と結合されるように構成されている。
本開示の別の例示的な実施形態は、デバイス内の回転する導電性シャフト内の漂遊電気を監視する方法である。この方法は、第１のサンプリング期間中に第１のサンプリングレートで第１の電気的パラメータのデータを受信し、第２のサンプリング期間中に第２のサンプリングレートで第２の電気的パラメータのデータを周期的に受信することを含む。第２のサンプリングレートは、第１のサンプリングレートよりも高い。その後、第１の電気的パラメータのデータのスナップショットが分析され、潜在的な異常状態または閾値状態が識別される。潜在的な異常または閾値状態が第１の電気的パラメータのデータ（ｄａｔｅ）のスナップショットに見られる場合、第２の電気的パラメータのデータのスナップショットが分析される。分析される第２の電気的パラメータのデータのスナップショットは、分析された第１の電気的パラメータのデータのスナップショットと少なくとも部分的に時間的に整列する。
【００４２】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはその代わりに、第１の電気的パラメータは電流である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電流は電流センサによって検出されるか、または電流は測定された電圧に基づいて計算される。
【００４３】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２の電気的パラメータは、電圧である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、電圧は電圧センサによって検出されるか、または電圧は測定された電流に基づいて計算される。
【００４４】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、潜在的な異常または閾値条件が第１の電気的パラメータのデータのスナップショットに見られる場合、将来的な分析のために第１の電気的パラメータのデータのスナップショットを記憶する。
【００４５】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、潜在的な異常または閾値条件が第１の電気的パラメータのスナップショットに見られない場合、第１の電気的パラメータのスナップショットに関する代表的な情報をメモリに記憶する。
【００４６】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１の電気的パラメータのデータのスナップショットの分析が潜在的な異常または閾値条件を示さない場合であっても、第２の電気的パラメータのデータのスナップショットを分析することをさらに含む。
【００４７】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、潜在的な異常状態または閾値状態は、閾値を超える検出された電流値によって示される。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、潜在的な異常状態または閾値状態は、分析のための外部要求によって示される。
【００４８】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１の電気的パラメータのデータのスナップショットに関する代表的な情報は、平均電流および／またはピーク電流を含む。
【００４９】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１のサンプリングレートは約１００ｋＨｚ以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２の電気的パラメータのデータは、各秒の一部だけ周期的に受信される。
【００５０】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、各秒の一部は、各秒の約１／１０である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートは、サンプリング時に約２０ＭＨｚ以上である。
【００５１】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリングレートはサンプリング時に約４０ＭＨｚ以上である。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１のサンプリング期間は、回転シャフトの完全な１回転以上である。
【００５２】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリング期間は、第１のサンプリング期間よりも短い。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリング期間は、第１のサンプリング期間の約１／１０である。
【００５３】
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第１のサンプリング期間は、第２のサンプリング期間と重複する。
上記いずれかの実施形態に加えて、またはこれに代えて、第２のサンプリング期間は、完全に第１のサンプリング期間内に入る。
【００５４】
いくつかの実施形態の上記した概要は、開示された各実施形態または本開示のすべての実施形態を説明することを意図するものではない。以下の図面および詳細な説明は、これらの実施形態のいくつかをより具体的に例示する。
【００５５】
本発明は、添付の図面に関連する様々な実施形態の以下の詳細な説明を考慮することにより、より完全に理解され得る。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】シャフト上に配置されたシャフト接地装置を有する電気機械の回転機構の一部の斜視図である。
【図２】電気機械のシャフトの周りに配置された図１のシャフト接地装置の側面図である。
【図３】電気機械のシャフトの周りに配置された図１のシャフト接地装置の断面図である。
【図４】図２の調節可能なロープガイドおよび接地ロープの断面図である。
【図５】接地監視システムを組み込む発電装置の概略図である。
【図６】回転シャフトのための監視システムの概略図である。
【図７】回転シャフトのための監視システムの概略図である。
【図８】回転シャフトのための監視システムの概略図である。
【図９】回転シャフトのためのシャフト接地および監視システムの概略図である。
【図１０】例示的な電流および電圧データのグラフ表示である。
【図１１】例示的な方法を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明は、様々な改変および代替形態が可能であるが、それらの詳細は、例として図面に示されており、詳細に記載される。しかしながら、本発明の態様を記載した特定の実施形態に限定する意図はないことを理解されたい。それどころか、本発明の精神および範囲内に入るすべての修正、等価物、および代替物を包含することを意図している。
【００５８】
以下の定義された用語については、特許請求の範囲または本明細書の他の箇所で異なる定義が与えられていない限り、これらの定義が適用されるものとする。
本明細書において、すべての数値は、明示的に示されているかを問わず、用語「約」によって修飾されるものと仮定する。用語「約」は、引用された値と同等であると当業者が考える（すなわち、同じ機能あるいは結果を有する）数値範囲を示す。多くの実例において、用語「約」は、最も近い有効数字に丸められる数を含み得る。
【００５９】
端点による数値範囲の記載は、その範囲内のすべての数を含む（例えば１から５は、１、１．５、２、２．７５、３、３．８０、４及び５を含む）。
本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されるように、単数「ａ」、「ａｎ」および「ｔｈｅ」は、内容が他の方法で明白に示されない限り、複数の指示物を含む。本明細書および添付の特許請求の範囲において使用されるように、用語「または」は、特に明確な記載がない限り、通常その意味において「および／または」を含んで使用される。
【００６０】
「一実施形態」、「いくつかの実施形態」、「他の実施形態」などの明細書における参照は、記載された実施形態が１つまたは複数の特定の特徴、構造、および／または特性を含み得ることを示すことに留意されたい。しかしながら、そのような引用は、必ずしもすべての実施形態が特定の特徴、構造および／または特性を含むことを意味するものではない。さらに、特定の特徴、構造、および／または特性が一実施形態に関連して記載されている場合、反対であることが明確に記載されていない限り、そのような特徴、構造、および／または特性は他の実施形態に関連して使用され得ることを理解すべきである。
【００６１】
以下の詳細な説明は図面を参照して読まれるべきであり、同図面において、異なる図面における同様の構造に同じ番号が付されている。必ずしも縮尺通りではない図面は、例示的な実施形態を示しており、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
【００６２】
様々なデバイスは、静止した、または大部分は静止した電気導体と接触する回転シャフトを含む。例としては、発電装置および電気モータを含む発電電動機械のような電気機械が挙げられるが、これに限定されない。説明のために、本開示は、電気機械（例えば、発電装置）を参照するが、本明細書で論じる概念は他の機器にも等しく適用可能であることが理解されるであろう。回転シャフトを有するデバイスの更なる例には、風車ギアボックス、ポンプ、圧縮機、駆動シャフト、車軸などのようなギアボックスが含まれる。海上推進システムはまた、回転シャフトを利用する。図１乃至５は、シャフト接地および監視システムを組み込むことができる電気機械２の例示的な図を提供する。いくつかの例において、シャフト接地システムの性能を監視し、それにより電気機械２の健全性を監視するように構成された監視システムを、本明細書で説明するようなシャフト接地システムに組み込むことができる。いくつかの場合において、監視システムは、例えば、既存のシャフト接地装置に追加することができるアドオンシステムまたはレトロフィットシステムであってもよく、或いは電気機械２に設置されたシャフト接地装置に含まれてもよい。その他の例において、シャフト監視システムは、任意のシャフト接地装置から独立して利用されてもよい。
【００６３】
図１は、回転シャフト４のような回転機構を有する電気機械２の一部を示す。電気機械２は、機械エネルギーを電気エネルギーに変換する発電装置のような発電電動機械であってもよく、或いは電気エネルギーを機械的エネルギーに変換する電気モータであってもよい。したがって、回転シャフト４は、固定導体と可動導体との間の電気回路を完成させてそれらの間に電流を通す摺動接続と接触するか、同摺動接続の一部であるように適合されるとともに構成された、発電装置のコレクタリングまたは同様の構造、或いは電気モータのコミュテータまたは同様の構造に接続されているが電気的に絶縁されていてもよい。例えば、少なくともいくつかの発電機またはモータでは、コレクタリングまたはコミュテータは、発電機またはモータ内のブラシアセンブリまたはリギング（ｒｉｇｇｉｎｇｓ）を有する回路を完成させるように適合および構成されている。回転シャフト４は、動力源から発電装置のコレクタリングに機械的エネルギーを伝達し、および／または電気モータのコミュテータから機械エネルギーを伝達することができる。当業者であれば、回転シャフト４が使用される発電機またはモータの種類および／またはサイズに応じて、回転シャフト４のサイズおよび構成が変化し得ることを認識するであろう。例えば、いくつかの工業的用途において、回転シャフト４は、１０インチ（２５．４ｃｍ）以上、１２（３０．４８ｃｍ）インチ以上、１４インチ（３５．５６ｃｍ）以上、１６インチ（４０．６４ｃｍ）以上、１８インチ（４５．７２ｃｍ）以上、２０インチ（５０．８ｃｍ）以上、２２インチ（５５．８８ｃｍ）または２４インチ（６０．９６ｃｍ）以上の直径を有することができる。他の用途において、回転シャフト４は、１０インチ（２５．４ｃｍ）以下、８インチ（２０．３２ｃｍ）以下、または６インチ（１５．２４ｃｍ）以下の直径を有することができる。
【００６４】
図１にその一部が示されている回転シャフト４は、接地装置と摺動電気接触するように構成された導電性外周面６を有する細長い円筒形シャフトであってもよい。導電性金属製ではあるが、電気は回転シャフト４を通過することを意図しておらず、回転シャフト４内の漂遊電圧は、特にこれらの漂遊電圧が軸受などの電気デバイスの構成要素を介して通過しようとするので、これら軸受などの電気デバイスの構成要素に損傷を与える可能性がある。いくつかの例において、シャフト接地装置２０を、回転シャフト４に近接して配置して、回転シャフト４を接地することができる。このようなシャフト接地装置２０の１つは、２０１１年８月５日に出願された、発明の名称が「発電電動機械のための接地ロープガイド」である米国特許第８，４９３，７０７号明細書にさらに記載されており、同明細書に含まれる主題と関連しており、同明細書はその全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【００６５】
取り付け固定具１０を使用して、シャフト接地装置２０を回転シャフト４に近接して配置することができる。いくつかの例において、取り付け固定具１０は、ベース８に取り付けられた第１の端部１２または他の固定構造体と、シャフト接地装置２０に取り付けられた第２の端部１４と、を含み得る。そのような取り付け固定具１０の１つは、発明の名称が「関節接合部を含む取り付け固定具」である２０１１年８月５日に出願された米国特許出願第１３／２０４，１７６号であり、米国特許出願公開第２０１３／００３４３８０号明細書として公開されている主題にさらに記載されており、かつ同主題と関連しており、同明細書はその全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる。しかしながら、取り付け固定具１０は、シャフト接地装置２０を回転シャフト４に近接して配置するために、任意の所望の構成であってもよいことが理解される。
【００６６】
シャフト接地装置２０は、シャフト接地装置２０の構成要素を収容する電気ボックス２２を含むことができる。例えば、電気ボックス２２は、１つ以上の、又は複数のブラシホルダ３０を含むことができ、ブラシホルダ３０は、回転シャフト４の導電性外周面６と電気的に接触しているブラシ３２を含み得る。ブラシホルダ３０はまた、ブラシホルダ３０を電気ボックス２２から取り外すためのハンドル３４を含むことができる。いくつかの例において、ブラシホルダ３０は、米国特許第７，０３４，４３０号明細書に記載されているものと同様であってもよい。電気ボックス２２はまた、電気ボックス２２からの電気の流れを制御するための制御ボックス２４を含むことができる。
【００６７】
シャフト接地装置２０はまた、電気ボックス２２から延びるロープガイド５０を含むことができる。例えば、電気ボックス２２は、取り付け固定具１０のマウント２８およびロープガイド５０に固定された（例えば、ボルト止めされた）第１および第２のサイドパネル２６を含むことができる。
【００６８】
図２および図３を参照すると、ロープガイド５０は、回転シャフト４の導電性表面６上に接地ロープ４０などの接地部材を案内するように構成された調節可能なロープガイドであってもよい。例えば、調節可能なロープガイド５０は、第１の曲率半径を有する第１の位置と、第１の曲率半径より大きい第２の曲率半径を有する第２の位置との間で調節可能であり、回転シャフト４の曲率半径に密接に従うように可変曲率半径を有する調節可能なロープガイド５０を提供する。いくつかの実施形態において、調節可能なロープガイド５０は、回転シャフト４の曲率半径に密接に従うように可変曲率半径を有する調節可能なロープガイド５０を提供するように構成されたコネクタセグメント５６および複数の関節接合セグメント５２を含み得る。いくつかの実施形態において、コネクタセグメント５６および／または関節接合セグメント５２は、ロープガイド５０の構成要素を電気的に絶縁させる、ポリマー材料の射出成型のようなポリマー材料から形成されてもよい。
【００６９】
ロープガイド５０は、回転シャフト４の直径、したがって接地ロープ４０の長さに依存して、ヒンジ点６２で共に枢動可能に連結された１，２，３，４，５，６個以上の関節接合セグメント５２を含むことができる。例えば、図示されたロープガイド５０は、第１の関節接合セグメント５２ａ、第２の関節接合セグメント５２ｂ、第３の関節接合セグメント５２ｃ、第４の関節接合セグメント５２ｄ、および第５の関節接合セグメント５２ｅを含み、第１および第２の関節接合セグメント５２ａ，５２ｂの間に第１のヒンジ点６２ａ、第２および第３の関節接合セグメント５２ｂ，５２ｃの間に第２のヒンジ点６２ｂ、第３および第４の関節接合セグメント５２ｃ，５２ｄの間に第３のヒンジ点６２ｃ、および第４および第５の関節接合セグメント５２ｄ，５２ｅの間に第４のヒンジ点６２ｄを備える。第１の関節接合セグメント５２ａはまた、ヒンジ点６６でコネクタセグメント５６に枢動可能に連結されてもよい。そのような１つの調節可能な接地ロープガイドは、２０１１年８月５日に出願された米国特許第８，４９３，７０７号明細書（発明の名称「発電電動機械のための接地ロープガイド」）に含まれる主題にさらに記載されており、同主題と関連しており、同明細書はその全体が参照により本明細書に明確に組み込まれる。
【００７０】
回転シャフト４を接地するための電気経路は、図３を参照してさらに理解することができる。電気経路は、銅または銅合金のような導電性材料で形成された接地ロープ４０などの接地部材を含むことができる。ロープガイド５０のチャネル７０を通って延在する接地ロープ４０は、回転シャフト４の導電面６に対向して配置され、それにより、回転シャフト４が回転すると、回転シャフト４が接地ロープ４０に対して摺動し得る。接地ロープ４０は、銅のような導電性物質の複数の撚られた多繊維ストランド、または銅合金ワイヤから形成されてもよい。撚られた多繊維ストランドは、回転シャフト４が接地ロープ４０に対して摺動するときに、自己清浄機能を提供し得ることが理解されるであろう。他の例において、接地ロープ４０は、異なる構成を有し得る。本明細書で使用する「接地ロープ」という用語は、ケーブル、ワイヤ、編組、バンド、ストラップまたは他の細長い導電性構造のような導電性接地部材の代替構成を含む。
【００７１】
接地ロープ４０は、電気ボックス２２内の構成要素に結合される第１の端部４２と、回転シャフト４の回転方向に吊り下がる第２の端部４４とを含むことができる。いくつかの例において、接地ロープ４０は、同接地ロープ４０の約１インチ（２．５４ｍ）〜２インチ（５．０８ｃｍ）が、導電面６と接地ロープ４０との間の接線を越えて接線に沿って延びるような長さを有することができる。
【００７２】
いくつかの実施形態において、接地ロープ４０の第１の端部４２は、電気ボックス２２内のロープホルダ３０に固定されてもよい。例えば、いくつかの場合において、接地ロープ４０の第１の端部４２をロープホルダ３０の２つのプレートの間に締め付けることができる。ロープホルダ３０の端子から、電気経路は、制御ボックス２４を通って接地ワイヤ３６まで、接地（ｇｒｏｕｎｄ）３８まで通過することができる。したがって、接地ロープ４０は、電気ボックス２２を通過する電気経路を介して接地３８に接続することができ、したがって、接地される。他の実施形態において、接地ロープ４０の第１の端部４２は、ロープホルダ３０に取り付けられることなく、接地３８（例えば、接地ポスト）若しくは接地３８に電気的に結合された別の構成要素に直接取り付けられてもよい。
【００７３】
図４は、回転シャフト４の導電面６に沿って位置決めするために接地ロープ４０を受け入れるように構成されたロープガイド５０に設けられたチャネル７０を示す。図面から明らかなように、第１のチャネル７０は、ガイドセグメント５２の第１の側の第１の側壁７６と仕切り壁７４との間に画定することができ、第２のチャネル７０は、ガイドセグメント５２の第２の側の第２の側壁７６と仕切り壁７４との間に画定することができる。チャネル７０は、回転シャフト４の円周の一部の周りに接地ロープ４０を配置するべく互いに平行に延在することができる。したがって、チャネル７０は、回転シャフト４の導電性表面６に対面するガイドセグメント５２の底部に開放されていてもよい（ｏｐｅｎ  ｏｕｔ）。
【００７４】
シャフト接地装置２０は、電気機械２のシャフト４を電気的に接地するために、回転シャフト４に近接して取り付けられてもよい。例えば、接地ロープ４０は、回転シャフトの円周面６に接触して配置されてもよい。例えば、接地ロープ４０は、接地ロープ４０の自由な第２の端部４４が回転シャフト４の回転方向に延びた状態にて回転シャフト４を覆うように掛けてもよい（ｄｒａｐｅ）。いくつかの例において、複数の接地ロープ４０を（ロープガイド５０に設けられたチャネル７０の数に応じて）回転シャフト４を覆うように掛けて、回転シャフト４の表面６に接触した状態でロープ４０を位置決めしてもよいことが明記される。
【００７５】
ロープ４０がロープガイド５０のチャネル７０に沿って延びている状態で、調節可能なロープガイド５０を回転シャフト４の円周面６の一部の周りに配置することもできる。ロープガイド５０が複数のチャネル７０を含む例において、ロープ４０は、ロープガイド５０の各チャネル７０内に配置され、ロープガイド５０の各チャネル７０に沿って延びていてもよい。
【００７６】
ロープガイド５０の関節接合セグメント５２の曲率半径が回転シャフト４の曲率半径に密接に一致するように、そして、関節運動セグメント５２の下縁が回転シャフト４の表面６に近接して配置されるように回転シャフト４の曲率半径を調節するために、ロープガイド５０の隣接する関節接合セグメント５２は、互いに相対的に枢動されて、調節可能なロープガイド５０の曲率半径が調節されてもよい。したがって、ロープ４０は、回転シャフト４の円周の一部に沿ってロープガイド５０のチャネル７０内に円周方向および／または軸方向に拘束されてもよい。
【００７７】
いくつかの例において、ロープガイド５０のコネクタセグメント５６および関節接合セグメント５２は、同様にサイズ化された回転シャフト４を収容するために、１０インチ（２５．４ｃｍ）以下、８インチ（２０．３２ｃｍ）以下、または６インチ（１５．２４ｃｍ）以下の曲率半径を有する第１の最小範囲から、同様にサイズ化された回転シャフト４を収容するために、１０インチ（２５．４ｃｍ）以上、１２（３０．４８ｃｍ）インチ以上、１４インチ（３５．５６ｃｍ）以上、１６インチ（４０．６４ｃｍ）以上、１８インチ（４５．７２ｃｍ）以上、または２０インチ（５０．８ｃｍ）以上の曲率半径を有する第２の最大範囲まで、調節され得る。いくつかの例において、関節接合セグメント５２は、実質的に平坦に延びるように調節され得、したがって、無限大の径を有する回転シャフト４を収容する。したがって、ロープガイド５０の調節可能性により、同ロープガイド５０は、いくつかの例において、６〜３６インチ（１５．２４〜９１．４４ｃｍ）の範囲、６〜２４インチ（１５．２４〜６０．９６ｃｍ）の範囲、６〜２０インチ（１５．２４〜５０．８ｃｍ）の範囲、６〜１８インチ（１５．２４〜４５．７２ｃｍ）の範囲、６〜１６インチ（１５．２４〜４０．６４ｃｍ）の範囲、６〜１４インチ（１５．２４〜３５．５６ｃｍ）の範囲、または６〜１２インチ（１５．２４〜３０．４８ｃｍ）の範囲での直径を有するシャフト４のような、一連のサイズの回転シャフト４に取り付けることができる。
【００７８】
ロープガイド５０が回転シャフト４の直径に適合するように所望の曲率半径に調節されると、ヒンジ点６２，６６はクランプされて、隣接するガイドセグメント５２間の、そしてコネクタセグメント５６および第１のガイドセグメント５２ａ間の、さらなる枢動移動を防止することができる。ロープガイド５０および接地ロープ４０の更なる特徴は、２０１４年９月９日に出願された米国特許出願公開第２０１５／００７０８１０号明細書（発明の名称が「発電電動機械のための接地ロープガイド」）に見出すことができ、同明細書はその全体が参照により本明細書に組み込まれる。
【００７９】
したがって、ロープガイド５０は、回転シャフト４の回転面６に沿って接地ロープ４０を案内することができる。接地ロープ４０は、電気的に接地されて（例えば、接地に接続されて）電気機械２に悪影響を及ぼす可能性のある電気機械２の軸受および／または他の構成要素を通って電流が流れることを防止するために、回転シャフト４の漂遊電圧を遮断する。
【００８０】
図５は、電気機械２を表すものと見なすことができる発電装置９１の概略図である。発電装置９１は、タービン９３および発電機９５を含む。回転シャフト４は、タービン９３と、発電機９５との間に延びており、タービン９３と発電機９５との間に回転エネルギーを伝達するために、両者とともに回転する。常時監視信号取得アセンブリ９７は、例えば、図１乃至４を参照して論じられた接地アセンブリを表し得るシャフト接地アセンブリ９９と動作可能に結合される。常時監視信号取得アセンブリ９７は、例えば、回転シャフト４内の漂遊電圧に関する１つまたは複数の電気的パラメータを検出するように構成された１つまたは複数の電気センサを含むことができる。常時監視シャフト監視アセンブリ１０１は、例えば、回転シャフト４と摺動接触するが接地と電気的に接触しない（すなわち、接地から電気的に絶縁されている）シャフト接触アセンブリ１０３と動作可能に結合される。常時監視シャフト監視アセンブリ１０１は、例えば、回転シャフト４内の漂遊電圧に関する１つまたは複数の電気的パラメータを検出するように構成された１つまたは複数の電気センサを含むことができる。導管１０５は、常時監視信号取得アセンブリ９７が常時監視シャフト監視アセンブリ１０１と通信し、いくつかの場合において、常時監視信号取得アセンブリ９７および／または常時監視シャフト監視アセンブリ１０１が、例えば、遠隔制御室または制御ボードなどの遠隔制御センターと通信することを可能にする。
【００８１】
図６は、本開示の実施形態に従う監視システム８１の概略図である。いくつかの場合において、監視システム８１は、電気機械２（図１）および／または図５の発電装置９１に含まれていてもよい。いくつかの場合において、監視システム８１は、接地装置の有無にかかわらず、回転シャフトであって漂遊電圧を受けやすい回転シャフトを含む他のデバイスとともに使用されてもよい。いくつかの例において、監視システム８１は、スタンドアローンの監視システムとして、或いは図１乃至４に関して説明した接地装置へのアドオンまたはレトロフィットの追加装置であるとみなすことができる。監視システム８１は、回転シャフト４と摺動電気接触するように構成され、回転シャフト４の接地部材として使用される場合には接地に接続されるように構成された接地部材４０などの導電性部材を含む。電気センサ８５は、回転シャフト４から接地部材４０を通って接地に流れる電気の指示を提供する電気的パラメータを検出するために、接地部材４０と結合するように構成されている。いくつかの場合において、電気センサ８５は電流センサである。いくつかの場合において、電気センサ８５は電圧センサである。
【００８２】
プロセッサ８２は、電気センサ８５に動作可能に結合され、電気センサ８５からのデータを受信し分析するように構成されている。いくつかの例において、電気センサ８５は、あるサンプリングレートにて、回転シャフトの回転速度に関連するサンプリング周期の間、検出された電気的パラメータをプロセッサに周期的に提供するように構成される。いくつかの場合において、電気センサ８５は、サンプリングの時間の間（すなわち、サンプリング期間）、周期的にサンプリングし、その後、次の時間の間（すなわち非サンプリング期間）サンプリングしないように構成されている。言い換えれば、電気センサ８５は、サンプリング期間の間に電気的パラメータ（例えば、電流または電圧）を検出し、その後、電気的パラメータ（例えば、電流または電圧）がサンプリングされない非サンプリング期間が続くように構成されてもよい。したがって、サンプリング期間は、非サンプリング期間と交互になっていてもよい。いくつかの例において、非サンプリング期間の各々は、サンプリング期間の各々よりも長くてもよい。例えば、いくつかの例において、非サンプリング期間の各々は、サンプリング期間の各々の５倍以上、１０倍以上、または２０倍以上であってもよい。
【００８３】
メモリ８８は、プロセッサ８２と動作可能に結合され、電気センサ８５によって提供されるデータを表す情報であってプロセッサ８２によって処理される情報を記憶するように構成されている。いくつかの例において、メモリ８８は、電気センサ８５からの入力データをバッファリングするためにプロセッサ８２によって使用される短期メモリを表すことができる。いくつかの例において、メモリ８８は、電気センサ８５によって提供されるデータを表す情報をより長期間保存するために使用されてもよい。
【００８４】
いくつかの場合において、電気センサ８５は、起こり得る任意の異常状態または閾値状態を捕捉するために、秒当たり、十分なデータポイントを提供するサンプリングレートで電気的パラメータを検出する。いくつかの例において、プロセッサ８２は、回転シャフト４の１つまたは複数の完全な回転をカバーするサンプリング期間の間、電気センサ８５からのデータを受け入れる。いくつかの例において、サンプリング期間の直後のある期間の間、電気センサ８５からいかなるデータも収集されず（即ち非サンプリング期間）、この非サンプリング期間の期間（ｐｅｒｉｏｄ  ｏｆ  ｔｉｍｅ）はサンプリング期間よりも長い。いくつかの場合において、電気センサ８５からデータが収集されない期間は、電気センサ８５からデータが収集される期間と同じかそれより長い。例えば、電気センサ８５からのデータのスナップショットは、第１の時間間隔（ｔｉｍｅ  ｉｎｔｅｒｖａｌ）中にプロセッサ８２によって記憶され、分析されてもよく、その直後に電気センサ８５からのデータが記憶されず、プロセッサ８２によって分析されない第２の時間間隔が続く。これらの期間が連続的に繰り返され、時間的に隔てられた時間間隔でデータのスナップショットを周期的に分析する結果となる。いくつかの例において、第１の時間間隔は、第２の時間間隔以上であるか、または第２の時間間隔より大きくてもよい。いくつかの例において、第１の時間間隔は、第２の時間間隔以下であるか、または第２の時間間隔未満であってもよい。いくつかの例において、第１の時間間隔は第２の時間間隔と等しくてもよい。
【００８５】
図７は、本開示の実施形態に従う監視システム８０の概略図である。いくつかの場合において、監視システム８０を電気機械２（図１）に組み込むことができる。いくつかの場合において、監視システム８０は、接地システムを含むかまたは含んでいない回転シャフトであって同回転シャフトにて漂遊電圧を受けやすい回転シャフトを含む他のデバイスとともに使用されてもよい。いくつかの例において、監視システム８０は、スタンドアローンの監視システムとして、或いは図１乃至４に関して説明した接地装置へのアドオンまたはレトロフィットの追加装置であるとみなすことができる。監視システム８０は、電流センサからデータを受信するように構成されたプロセッサ８２を含み、したがって、「電流センサ８４からの入力部」と動作可能に結合されてもよい。いくつかの場合において、プロセッサ８２は、電圧センサからデータを受信するように構成されてもよく、したがって、「電圧センサ８６からの入力部」と動作可能に結合されてもよい。
【００８６】
「電流センサ８４からの入力部」および／または「電圧センサ８６からの入力部」は、それぞれ独立して、プロセッサ８２にデータを供給するデータチャネルを表すことができることを理解されたい。メモリ８８は、プロセッサ８２と動作可能に結合され、例えば、「電流センサ８４からの入力部」および／または「電圧センサ８６からの入力部」から直接提供されるデータを記憶する（例えば、バッファリングする）ために使用されてもよい。いくつかの場合において、メモリ８８はまた、プロセッサ８２により処置されたデータ、例えば、「電流センサ８４からの入力部」および／または「電圧センサ８６からの入力部」から提供されたデータを表し得るデータを記憶し得る。通信モジュール９０は、制御室９２のような電気機械２から離れた場所にデータを通信するためにプロセッサ８２に動作可能に結合されてもよい。いくつかの場合において、通信モジュール９０は、制御室９２からの命令および他のデータを受信するために使用されてもよい。
【００８７】
図８は、本開示の実施形態に従う監視システム９４の概略図である。いくつかの場合において、監視システム９４を電気機械２（図１）に含めることができる。いくつかの場合において、監視システム９４は、接地システムを含むかまたは含んでいない回転シャフトであって同回転シャフトにて漂遊電圧を受けやすい回転シャフトを含む他のデバイスとともに使用されてもよい。いくつかの例において、監視システム９４は、スタンドアローンの監視システムとして、或いは図１乃至４に関して説明した接地装置へのアドオンまたはレトロフィットの追加装置であると見なすことができる。監視システム９４は、図７に示す監視システム８０に関して説明したものと同様に、プロセッサ８２およびプロセッサ８２と動作可能に結合されたメモリ８８を含む。監視システム９４は、電流センサ９６および電圧センサ９８のような１つまたは複数の電気的パラメータを検出するための１つまたは複数のセンサを含み、その各々は、プロセッサ８２が電流センサ９６および電圧センサ９８のそれぞれからデータを受信することができるようにプロセッサ８２と動作可能に結合される。通信モジュール９０は、監視システム９４と制御室９２との間の通信を可能にする。電流センサ９６は、電流を検出するように構成された任意のセンサであってもよい。いくつかの場合において、電流センサ９６はホール効果センサとすることができるが、これはすべての場合に必要というわけではない。電圧センサ９８は、電圧を検出するように構成された任意のセンサとすることができる。
【００８８】
他の例において、監視システム９４は、電流センサ９６および電圧センサ９８の一方のみを含み、電流センサ９６からの検出電流に基づいて電圧を計算するように、或いは、電圧センサ９８からの検出電圧に基づいて電流を計算するように構成されてもよい。例えば、後述のように、電流が電圧と等しくなるように、１オームの抵抗を有する電気シャントを使用してもよい。
【００８９】
図９は、監視システム１０２と組み合わされた電気機械２（図１）を含むアセンブリ１００の概略図である。監視システム１０２は、導電性接地部材４０に近接して配置される、またはそうでなければ、電流センサ９６が導電性接地部材４０を流れる電流を検知または検出することができるような様式にて導電性接地部材４０に対して配置される電流センサ９６を含む。監視システム１０２はまた、絶縁された接触部材６１に近接して配置される、またはそうでなければ、電圧センサ９８が回転シャフト４（図１）内の電圧を検知または検出することができるような様式にて絶縁された接触部材６１に対して配置される電圧センサ９８を含む。いくつかの例において、絶縁された接触部材６１は、接地から電気的に絶縁された第２の接地ロープ４０であってもよい。いくつかの場合において、絶縁された接触部材６１は、接地された接地ロープ４０に接続された電気シャントを含むことができる。いくつかの場合において、電流および／または電圧を決定するためにシャントを使用することができる。電流と電圧との間にはよく知られた関係があるので、特に１オームのシャントが利用される場合には、適切な大きさのシャントが電流と電圧の決定を可能にすることが理解されよう。いくつかの場合において、電圧センサ９８は、単一の電圧センサであってもよく、または一対（またはそれ以上の）の別個の電圧センサであってもよく、回転シャフト４内の２つの異なる位置内（例えば、回転シャフト４のタービン端部及びエキサータ（ｅｘｃｉｔｏｒ）端部を含むが、これに限定されない）で電圧を検知または検出するように構成されてもよい。
【００９０】
監視システム１０２は、例えば、図７および図８に関して説明したように、プロセッサ８２、メモリ８８、および通信モジュール９０を収容する処理モジュール１０４を含むことができる。いくつかの場合において、処理モジュール１０４は、例えば、潜在的な異常または閾値条件に関連する検出された電圧および／または電流データ、エラーおよび／または警告が視覚的に表示されるように、プロセッサ８２に動作可能に結合されたディスプレイ９１を含み得る。
【００９１】
いくつかの場合において、プロセッサ８２は、潜在的な異常または閾値条件を探すために、電流センサ９６などの第１の電気的パラメータを検出する第１の電気センサからのデータのスナップショットを分析するように構成されてもよい。いくつかの場合において、第１の電気センサは、代わりに電圧センサであってもよい。データのスナップショットは、特定の長さの時間（例えば、１秒または１秒の数分の１）にわたって収集されたデータとして定義することができる。いくつかの場合において、第１のセンサ（例えば、電流センサ９６）からのデータのスナップショットは、第１の時間間隔（すなわち、第１のサンプリング期間）の間に収集されるか、そうでなければ記録され、短期間のメモリにバッファリングされ、そして、第２のセンサ（例えば、電圧センサ９８）からのデータのスナップショットは、第２の時間間隔（すなわち、第２のサンプリング期間）の間に収集されるか、そうでなければ記録され、短期間のメモリにバッファリングされる。第２の時間間隔は、第１の時間間隔とは異なって（例えば、より短い、またはより長い）いてもよい。第２の時間間隔は、第１の時間間隔と少なくとも部分的に重複していてもよい。いくつかの例において、第２の時間間隔は、第１の時間間隔内に完全に入る。いくつかの例において、第１のセンサは電圧センサ９８であってもよく、第２のセンサは電流センサ９６であってもよい。
【００９２】
いくつかの例において、潜在的な異常または閾値条件は、特定の長さの時間より長く続く電流スパイク、またはおそらくは、閾値電流値を超える電流レベルに達する電流スパイクであり得る。これらの閾値は、プロセッサ８２にプログラムされていてもよく、または監視システム１０２に手動で入力されてもよい。いくつかの場合において、潜在的な異常状態または閾値状態は、電流スパイクに関連していなくてもよく、代わりに監視システム１０２から追加の情報を要求する制御室９２（図６）から受け取った命令に関するものであってもよい。
【００９３】
電流センサ９６からのデータのスナップショットの分析が、さらなる調査に値する潜在的な異常または閾値条件を示していない場合、プロセッサ８２は、スナップショットを表す１つまたは複数の値を計算することができ、１つまたは複数の代表値をメモリ８８に保存することができる。任意の様々な代表値を計算して保存することができる。例えば、プロセッサ８２は、平均電流値および／またはピーク電流値を計算することができる。いくつかの場合において、プロセッサ８２は、特定の問題を示す特定のパターンを探すために、電流センサ９６からのデータのスナップショットの波形分析を行うこともできる。例えば、ゆっくりと上昇し、その後急速に放電する鋸歯状波形（ｓａｗ  ｔｏｏｔｈ  ｗａｖｅｆｏｒｍ）は、シャフト４上の静電気の蓄積および放出を示し得る。
【００９４】
逆に、電流センサ９６からのデータのスナップショットが１つまたは複数の潜在的な異常または閾値条件を示している場合、プロセッサ８２は、電流センサ８６からのデータのスナップショットをメモリ８８に保存し、次いで、電圧センサ９８のような第２の電気センサからのデータの対応するスナップショットを分析してもよい。いくつかの場合において、電圧センサ９８からのデータの対応するスナップショットを分析することは、電圧センサ９８によって提供されるように、データを一時的に記憶するバッファからデータを取り出すことを含み、特に、電流センサ９６からのデータのスナップショットに対応する時間間隔内に少なくとも部分的に入る特定の時間間隔からデータを取り出すことを含む。いくつかの場合において、所望であれば、第１の電気センサを代わりに電圧センサとすることができ、第２の電気センサを代わりに電流センサとすることができる。いくつかの場合、特に、電圧センサ９８がより高いサンプリングレートでサンプリングしている場合、同電圧センサ９８からのデータのスナップショットが、電流センサ９６からのデータのスナップショットに見られる異常または閾値条件に関する追加情報を含むことができることが理解されよう。
【００９５】
いくつかの場合において、電流センサ９６は、第１サンプリングレートでサンプリングするように構成され、電圧センサ９８は、第１サンプリングレートよりも高い第２サンプリングレートでサンプリングするように構成されてもよい。いくつかの場合において、電流センサ９６などの第１の電気センサは、第１のサンプリングレートで本質的に連続的にサンプリングしてもよく、一方、電圧センサ９８などの第２の電気センサは第２のサンプリングレートで周期的にサンプリングしてもよい。連続サンプリングは、比較的長い時間にわたるサンプリングとして定義することができる。厳密に言えば、アナログサンプリングとは対照的に、デジタルサンプリングは非常に急速に逐次発生する別個のサンプルとして発生することが理解されよう。本開示の目的のために、デジタルサンプリングは、それが比較的長い期間にわたって発生する場合、連続的であると言及されるであろう。連続サンプリングは、潜在的な繰り返し事象の大部分に関係するデータを確実に目撃したり、そうでなければ捕捉したりするのに十分な速さであるサンプリングレートで行われるサンプリングとして定義することもできる。これは、短時間の間に高いサンプリングレートでサンプリングし、サンプリングしない期間が続き、再び短期間のサンプリングが続くなどといった電圧センサ９８を介して行うことができるような周期的なサンプリングと対照的である。いくつかの場合において、サンプリングをしない期間は、サンプリングをする間の短い期間よりも長くなることがある。
【００９６】
いくつかの場合において、サンプリング期間（電流センサ９６および／または電圧センサ９８がサンプリングする時間）は、少なくとも回転シャフト４がどの程度速く回転しているかの関数であってもよい。回転シャフトに関連する事象は事実上周期的であるため、いくつかの場合において、サンプリング期間は、回転シャフト４が少なくとも１回の完全な回転、またはおそらくは数回の完全回転を行うのに要する時間に関して定義されてもよい。いくつかの場合において、サンプリングレートは、回転シャフト４を出る漂遊電圧に関して発生する重大な事象を捕捉するためにサンプリングする必要がある頻度の関数であり得る。いくつかの場合、特に電流センサ９６の場合、１秒当たり１００サンプル以上のサンプリングレートでサンプリングすることを意味してもよいし、おそらく１秒当たり１０００サンプル以上のサンプリングレートでサンプリングすることを意味してもよい。
【００９７】
いくつかの実施形態において、電流センサ９６は、約１０キロＨｚ（ｋＨｚ）〜約２００ｋＨｚの範囲の第１のサンプリングレートでサンプルを検出（電流を検出）するようにプログラムされるか、それでなければ構成されており、それは、１０，０００サンプル／秒〜２００，０００サンプル／秒であることを意味する。いくつかの場合において、電流センサ９６は、約５０ｋＨｚ（５０，０００サンプル／秒）〜約１５０ｋＨｚ（１５０，０００サンプル／秒）の範囲の第１のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされているか、そうでなければ構成されていてもよい。特定の例において、電流センサ９６は、約１００ｋＨｚ（１００，０００サンプル／秒）以上の第１のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされているか、そうでなければ構成されていてもよい。他の例において、電流センサ９６は、約１０ｋＨｚ（１０，０００サンプル／秒）以上、約２０ｋＨｚ（２０，０００サンプル／秒）以上、約４０ｋＨｚ（４０，０００サンプル／秒）以上、約６０ｋＨｚ（毎秒６０，０００サンプル）以上、約８０ｋＨｚ（約８０，０００サンプル／秒）以上、約１２０ｋＨｚ（約１２０，０００サンプル／秒）以上、約１４０ｋＨｚ（約１４０，０００サンプル／秒）以上、約１６０ｋＨｚ（１６０，０００サンプル／秒）以上、約１８０ｋＨｚ（１８０，０００サンプル／秒）以上、または約２００ｋＨｚ（２００，０００サンプル／秒）以上である、第１のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされているか、そうでなければ構成されていてもよい。回転シャフト４の回転速度を含むがこれに限定されない様々な変数に依存して、第１のサンプリングレートが変化し得ることが理解されるであろう。
【００９８】
いくつかの実施形態において、電圧センサ９８は、周期的にサンプリングする（電圧を検出する）ようにプログラムされているか、そうでなければ構成されていてもよい。いくつかの場合において、電圧センサ９８は、サンプリングするために短い時間だけそれ自体をオンにし、次に、電圧センサ９８がサンプリングしない後続の時間の間、それ自体をオフにすることができる。いくつかの場合において、電圧センサ９８はオンのままであり、プロセッサ８２は、例えば、サンプリングの時間（すなわち、サンプリング期間）に対応する短い時間の間に電圧センサ９８から来るデータを分析し、その後、プロセッサ８２が電圧センサ９８から来るデータを無視するか、そうでなければ分析しない後続の期間（すなわち、非サンプリング期間）が続いてもよい。
【００９９】
例えば、電圧センサ９８は、第２のサンプリングレートで間欠的に、例えば、各秒当たりその秒の一部分（すなわち、各１秒のうちの一部分のみ）の間、サンプリングするようにプログラムされてもよいし、そうでなければ構成されてもよい。いくつかの場合において、電圧センサ９８は、各秒当たり約０．０２秒から各秒当たり約０．１秒の間（すなわち、サンプリング期間）サンプリングするようにプログラムされるか、またはそうでなければ構成されてもよく、それにより、３６００ＲＰＭでのシャフトの回転に対して、少なくとも完全な一回転からのデータが保証される。いくつかの場合において、電圧センサ９８は、各秒当たり０．０１秒から各秒当たり０．５秒までの範囲の時間にわたり第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されてもよい。この場合、電圧センサ９８は、各秒当たり０．５秒から各秒当たり０．９９秒の範囲である引き続く期間（すなわち非サンプリング期間）はサンプリングされないことが理解されよう。いくつかの場合において、電圧センサ９８は、各秒当たり０．０５秒から各秒当たり０．２５秒までの範囲の時間の間、第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されてもよい。この場合、電圧センサ９８は、各秒当たり０．７５秒から各秒当たり０．９５秒までの範囲である引き続く期間（すなわち非サンプリング期間）はサンプリングされない。特定の例において、電圧センサ９８は、各秒当たり約０．１秒の範囲の時間の間、第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されてもよい。この場合、電圧センサ９８は、各秒当たり約０．９秒の引き続く期間（すなわち非サンプリング期間）はサンプリングされないようにプログラムされるか、そうでなければ構成されてもよい。いくつかの例において、電圧センサ９８は、各秒の約５０％以下、約４０％以下、約３０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、または約５％以下の間、第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されてもよい。
【０１００】
サンプリングするとき、電圧センサ９８は、１０メガヘルツ（ＭＨｚ）から１００ＭＨｚ（１０，０００，０００サンプル／秒から１００，０００，０００サンプル／秒）の範囲の第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されていてもよい。いくつかの場合において、電圧センサ９８は、２０ＭＨｚ（２０，０００，０００サンプル／秒）から８０ＭＨｚ（８０，０００，０００サンプル／秒）の範囲の第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されていてもよい。特定の例において、電圧センサ９８は、約２０ＭＨｚ（２０，０００，０００サンプル／秒）またはそれ以上である第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されていてもよい。別の特定の例において、電圧センサ９８は、約４０ＭＨｚ（４０，０００，０００サンプル／秒）またはそれ以上の第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されていてもよい。他の例において、電圧センサ９８は、約１０ＭＨｚ（１０，０００，０００サンプル／秒）以上、３０ＭＨｚ（３０，０００，０００サンプル／秒）以上、５０ＭＨｚ（５０，０００，０００サンプル／秒）以上、６０ＭＨｚ（６０，０００，０００サンプル／秒）以上、８０ＭＨｚ（８０，０００，０００サンプル／秒）以上、または１００ＭＨｚ（１００，０００，０００サンプル／秒）以上である第２のサンプリングレートでサンプリングするようにプログラムされるか、そうでなければ構成されていてもよい。
【０１０１】
いくつかの場合において、電流センサ９６からのデータのスナップショットを分析する際に潜在的な異常または閾値条件が見られなくても、電圧センサ９８からのデータの対応するスナップショットは依然としてプロセッサ８２によって分析されるであろう。電圧センサ９８からのデータのスナップショットは、電流センサ９６からのデータのスナップショットと少なくとも部分的に時間的に重複することが理解されよう。いくつかの場合において、電圧センサ９８からのデータのスナップショットは、電流センサ９６からのデータのスナップショット内に時間的に完全に収まるようになるであろう。例えば、電流センサ９６からのデータのスナップショットが１秒間を表す場合、電圧センサ９６からのデータのスナップショットは、その同じ１秒間のフラクションまたは一部分を表すことができる。
【０１０２】
いくつかの場合において、いくつかの過渡的な事象は、第１のサンプリングレートでサンプリングされる電流データでは視認できないほど短命であり得るが、第２のより高いサンプリングレートでサンプリングされる電圧データには捕捉されることがある。潜在的な事象が見られる場合、電圧センサ９８からのデータのスナップショットは、後の研究のためにメモリ８８に保存されてもよい。潜在的な事象が見られない場合、プロセッサ８２は、スナップショットを表す１つまたは複数の値を計算し、１つまたは複数の代表値をメモリ８８に保存することができる。任意の様々な代表値を計算して保存することができる。例えば、プロセッサ８２は、平均電圧値および／またはピーク電圧値を計算することができる。いくつかの場合において、プロセッサ８２は、特定の問題を示す特定のパターンを探すために、電圧センサ９８からのデータのスナップショットの波形分析を行うこともできる。例えば、立ち上がりが遅く、その後急速に放電する鋸波形は、静電気の蓄積と放出を示す。
【０１０３】
図１０は、例示的なサンプリングレートおよび１秒間にわたって収集された対応するデータのグラフ表示である。このグラフ表示は、その後の期間にわたって繰り返されることが理解される。上のグラフ１１０は、１００ｋＨｚ（１秒当たり１００，０００データポイントまたはサンプル数）の電流のサンプリングレートを示し、例えば、電流センサ９６によって連続的に収集され得るデータを示す。下側グラフ１１２は、４０ＭＨｚ（１秒当たり４０，０００，０００データポイントまたはサンプル数）の電圧サンプリングレートを示すが、１秒の１／１０秒間のみ（すなわち、各秒のうちの０．１秒間の間）であり、例えば、電圧センサ９８によって間欠的に若しくは周期的に収集され得るデータを示す。回転シャフト４（図１）が実際に回転しているので、起こりうる事象はそれ自体繰り返される可能性が高いことが理解されよう。３６００ＲＰＭで回転する回転シャフト４の場合、電圧データが収集される１秒の１／１０は依然としてシャフトの６回のフル回転を表す。同様に、１８００ＲＰＭで回転するシャフトの場合、１秒の１／１０は、シャフトの３回のフル回転を、または６００ＲＰＭで回転するシャフトの場合、１回のフル回転を表す。電圧データが収集されるサンプリングレートおよび／または相対的持続時間は、シャフト回転速度に応じて変化し得ることが理解されるであろう。いくつかの場合において、電圧データが収集されるサンプリングレートおよび／または相対的持続時間は、一旦その特定の事象が特定されるか、または疑われると、特定の事象に関する追加のデータを得るために増大させてもよい。
【０１０４】
図１１は、接地装置を含むデバイス（例えば、図１に示す電気機械２など）内の導電性の回転シャフト（図１に示す回転シャフト４など）の漂遊電気および／または接地性能を監視する方法を示すフロー図である。ブロック１１４に一般的に示されるように、データは、接地装置と動作可能に結合された電流センサ（例えば、電流センサ９６）から第１サンプリングレートで連続的に受信されてもよい。データは、回転シャフト内の電圧を検出するように構成された電圧センサ（例えば、電圧センサ９８）から第２のサンプリングレートで周期的または断続的に受信されてもよく、第２のサンプリングレートは、ブロック１１６に示されるように第１のサンプリングレートよりも高い。ブロック１１８に示されるように、電流センサからのデータのスナップショットを分析して、異常または閾値条件などの潜在的な事象を探すことができる。
【０１０５】
決定ブロック１２０において、潜在的な異常状態または閾値状態が電流センサからのデータに見られるかどうかについての決定が行われる。この決定は、電流値が継続時間および／または大きさの閾値を超えるかどうかに関係する。この決定は、分析のための外部要求が受信されたかどうかに関係する場合もある。「はい（ＹＥＳ）」であれば、電流センサからのデータのスナップショットがメモリ（メモリ８８など）に保存され、ブロック１２２に示されるように電圧センサからのデータが分析される。「いいえ（ＮＯ）」であれば、電流センサからのデータのスナップショットに関する代表的な情報がブロック１２４に一般的に示されるように、メモリに保存される。電流センサからのデータのスナップショットに関する代表的な情報の例示的ではあるが非限定的な例には、平均電流および／またはピーク電流が含まれる。いくつかの場合において、ブロック１２６に示されるように、電流データに見られる潜在的な事象がない場合でも、電圧データを分析することができる。いくつかの場合において、電流センサからのデータは、周期的または間欠的にサンプリングされる一方で電圧センサからのデータは連続的にサンプリングされてもよい。
【０１０６】
当業者であれば、本発明は、本明細書に記載され企図された特定の実施形態以外の様々な形態で明示され得ることを認識するであろう。したがって、添付の特許請求の範囲に記載されている本発明の範囲および精神から逸脱することなく、形式および詳細の逸脱を行うことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019508676.tif 000010
【図９】
2019508676.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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