(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械を検査するための検査システムであって、
誘電液体媒体に浸漬されながら無線で作動するように構成された検査ビークルであって、該検査ビークルは自己推進する、検査ビークルと、
前記検査ビークルの行動を指示するように作動可能な制御装置と、
前記検査ビークルに配置された複数の状態監視システムであって、該複数の状態監視システムは、前記機械において行われる複数の検査手順に関する検査データを取得するように作動可能である、複数の状態監視システムと、
を備え、
前記複数の状態監視システムは、
厚さを測定するように作動可能な超音波センサと、
部分放電に関連した音波を検出するように作動可能な複数のマイクロフォンとを有し、
前記超音波センサは、前記複数のマイクロフォンが前記音波を検出した場合は、検出された前記音波に基づいて特定された部分放電の位置における厚さを測定するように作動可能である、検査システム。
【請求項２】
基地局をさらに備え、前記制御装置は、前記状態監視システムのうちの少なくとも１つに接続されており、取得されたデータを前記基地局へ無線で送信するように作動可能である、請求項１記載の検査システム。
【請求項３】
前記制御装置は、前記複数のマイクロフォンに接続されており、
前記制御装置は、前記部分放電の位置を三角測量するように作動可能であるか、または
基地局をさらに備え、前記制御装置は、取得されたデータを前記基地局へ無線で送信するように作動可能であり、前記基地局は、前記部分放電の位置を三角測量するように作動可能である、請求項１記載の検査システム。
【請求項４】
前記複数の状態監視システムは、前記機械の磁界を定量化するように作動可能な磁力計を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の検査システム。
【請求項５】
前記磁力計は、多軸磁力計である、請求項４記載の検査システム。
【請求項６】
前記複数の状態監視システムは、前記誘電液体媒体のアリコートサンプルを収集するように作動可能なアリコート収集システムを有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の検査システム。
【請求項７】
前記複数の状態監視システムは、前記機械内のサンプルを機械的に取得するように作動可能な機械的サンプリングシステムを有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の検査システム。
【請求項８】
前記複数の状態監視システムは、前記誘電液体媒体内の汚染物質を検出するように作動可能な化学センサを有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の検査システム。
【請求項９】
前記複数の状態監視システムは、温度を検出するように作動可能な赤外線センサを有する、請求項１から８までのいずれか１項記載の検査システム。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記検査ビークルの一部であり、該検査ビークルおよび／または前記複数の状態監視システムを自律的に作動させるように作動可能である、請求項１から９までのいずれか１項記載の検査システム。
【請求項１１】
前記検査ビークルの行動を無線で指示するように作動可能な基地局をさらに備え、前記制御装置は、前記基地局の一部である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の検査システム。
【請求項１２】
機械の検査を行う方法であって、
複数の状態監視システムを検査ビークルに設け、前記複数の状態監視システムは、前記機械において行われる複数の検査手順に関する検査データを取得するように作動可能であり、
前記検査ビークルを、前記機械のハウジング内の誘電液体媒体内に浸漬し、
前記機械内での前記検査ビークルの操縦を無線で指示しかつ前記誘電液体媒体内に浸漬されながら前記複数の状態監視システムを使用して前記検査ビークルの前記複数の検査手順を無線で指示するように、基地局を作動させる
ことを含み、
前記複数の状態監視システムは、超音波センサと、部分放電イベントに関連した音波を検出するように作動可能なマイクロフォンとを有し、
前記マイクロフォンを使用して前記ハウジング内の前記部分放電イベントの位置を求めることと、
前記超音波センサを使用して前記部分放電イベントの前記位置における厚さを測定することをさらに含む、機械の検査を行う方法。
【請求項１３】
前記複数の状態監視システムは、磁力計を有し、前記検査ビークルが前記誘電液体媒体内に浸漬されながら、前記磁力計を使用して前記機械における磁界強度を検出することをさらに含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
前記複数の状態監視システムは、
前記検査ビークルが前記誘電液体媒体に浸漬されながら前記媒体のアリコートサンプルを収集するように作動可能なアリコート収集システム、および
前記検査ビークルが前記誘電液体媒体内に浸漬されながら前記機械内でサンプルを機械的に収集するように作動可能な機械的サンプリングシステム
のうちの少なくとも一方を有する、請求項１２または１３記載の方法。
【請求項１５】
前記複数の状態監視システムは、化学センサを有し、前記検査ビークルが前記誘電液体媒体内に浸漬されながら、前記化学センサを使用して前記誘電液体媒体内の汚染物質を検出することをさらに含む、請求項１２から１４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１６】
前記複数の状態監視システムは、赤外線温度測定センサを有し、前記検査ビークルが前記誘電液体媒体内に浸漬されながら、前記赤外線温度測定センサを使用して温度を検出することをさらに含む、請求項１２から１５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１７】
機械を検査するための検査システムであって、
誘電液体媒体内に浸漬されながら作動するように構成された検査ビークルであって、該検査ビークルは自己推進する、検査ビークルと、
前記検査ビークルの行動を指示するように作動可能な基地局と、
前記基地局と前記検査ビークルとの間で通信するための手段と、
前記機械の状態を監視するための複数の手段であって、該監視するための手段は前記検査ビークルに配置されている、監視するための手段と、
を備え、
前記監視するための手段は、
厚さを測定するための手段と、
部分放電に関連した音波を検出するための手段とを有し、
前記厚さを測定するための手段が、前記音波を検出するための手段によって検出された音波に基づいて特定された部分放電の位置における厚さを測定するように作動可能である、検査システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、一般に検査に関し、より詳細には、ただし排他的にではなく、機械を検査するためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば変圧器およびその他の機械である機械を検査するための検査システムは、対象となる領域にとどまる。幾つかの既存のシステムは、特定の用途に対して様々な短所、欠点および不利な点を有している。例えば、幾つかの検査システムは、機械の望ましくない分解および／または機械からの流体、例えば冷却油の望ましくない排出を必要とする。したがって、この技術分野においてさらなる貢献の必要性が残されている。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の１つの実施形態は、機械を検査するための独特な検査システムである。別の実施形態は、機械の検査を行うための独特な方法である。他の実施形態は、機械検査のための装置、システム、デバイス、ハードウェア、方法および組合せを含む。本願の別の実施形態、形式、特徴、態様、利益および利点は、本明細書文書で提供される説明および図面から明らかになる。
【０００４】
本明細書での説明は、同様の参照符号が複数の図を通じて同様の部材を指す、添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】本開示の１つの典型的な実施形態による、現場検査用のシステムの概略図である。
【図２】本開示の１つの典型的な実施形態によるシステム内で使用される検査ビークルの斜視図である。
【図３】本開示の１つの典型的な実施形態によるシステム内で使用される検査ビークルの分解図である。
【図４】本開示の１つの典型的な実施形態による検査ビークルの概略図である。
【図５】本開示の１つの典型的な実施形態による検査ビークルの概略図であり、ここでは、１つの制御下の２つのポンプがデバイスをＺ方向に移動させる。
【図６】本開示の１つの典型的な実施形態による検査ビークルの概略図であり、ここでは、２つの制御下の２つのポンプがデバイスをＸ方向に移動させる。
【図７】本開示の１つの典型的な実施形態による検査ビークルの概略図であり、ここでは、１つの制御下の１つのポンプがデバイスをＹ方向に移動させる。
【図８】図８Ａおよび図８Ｂは、本開示の１つの典型的な実施形態による検査ビークルの概略図であり、ここでは、１つの制御下の２つのポンプが、デバイスを反時計回りおよび時計回りにそれぞれ回転させるために作動する。
【図９】図９Ａおよび図９Ｂは、本開示の１つの典型的な実施形態による検査ビークルの概略図であり、ここでは、１つのポンプが、ビークルを反時計回りおよび時計回りにそれぞれ回転させるように作動する。
【図１０】本発明の１つの実施形態による検査ビークルの非限定的な例の幾つかの態様を示している。
【図１１】本発明の１つの実施形態による、制御装置に通信可能に接続されかつ無線接続を介して基地局コンピュータに通信可能に接続される超音波センサの形式の、状態監視システムの非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図１２】本発明の１つの実施形態による、検査ビークルと、超音波センサによって測定されるべき壁厚を有するタンクまたはハウジング壁との非限定的な例の幾つかの態様を示している。
【図１３】本発明の１つの実施形態による、制御装置に通信可能に接続されかつ無線接続を介して基地局コンピュータに通信可能に接続される複数のマイクロフォンの形式の、状態監視システムの非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図１４】本発明の１つの実施形態による、制御装置に通信可能に接続されかつ無線接続を介して基地局コンピュータに通信可能に接続される磁力計の形式の、状態監視システムの非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図１５】本発明の１つの実施形態による、３つの軸において磁界強度を検出する図１４の磁力計の非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図１６】本発明の１つの実施形態による、アリコート収集システムの形式の状態監視システムの非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図１７】本発明の１つの実施形態による、制御装置に通信可能に接続されかつ無線接続を介して基地局コンピュータに通信可能に接続されるアリコート収集システムプランジャ駆動機構の非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図１８】本発明の１つの実施形態による、機械的サンプリングシステムの形式の状態監視システムの非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図１９】本発明の１つの実施形態による、制御装置に通信可能に接続されかつ無線接続を介して基地局コンピュータに通信可能に接続される機械的なサンプル収集機構の非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図２０】本発明の１つの実施形態による、制御装置に通信可能に接続されかつ無線接続を介して基地局コンピュータに通信可能に接続される化学センサの形式の、状態監視システムの非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【図２１】本発明の１つの実施形態による、制御装置に通信可能に接続されかつ無線接続を介して基地局コンピュータに通信可能に接続される赤外線温度測定センサの形式の、状態監視システムの非限定的な例の幾つかの態様を概略的に示している。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の原理の理解を促進するために、図面に示された実施形態が参照され、特定の言語が同じものを説明するために使用される。しかしながら、本発明の範囲の限定はこれによって意図されないことが理解される。説明される実施形態におけるあらゆる変更およびさらなる修正、ならびに本明細書において説明される発明の原理のあらゆる別の用途が、本発明が関係する当業者に通常想起されると考えられる。
【０００７】
図１を参照すると、全体が符号１０によって示された、液体で満たされた変圧器の現場検査用システムが示されている。液体で満たされた電気変圧器が本願において説明されかつ引用されるが、本明細書において説明されるシステムおよび方法は、液体で満たされた変圧器に限定されるのではなく、反対に、ハウジングから液体を事前に排出することなく、物理的検査、データ収集、データ送信および修理プロシージャまたは同様のことが望まれる、任意の液体で満たされたハウジング、構造体またはコンテナと共に使用することができることが理解されるべきである。限定ではなく、例として、現場検査は、船体、電気的断続器、高圧スイッチギア、原子炉、燃料タンク、食品処理機器、浮動屋根貯蔵システム、化学的貯蔵タンクまたは同様の性質のその他の装置の、部分上／部分内において行われてもよい。
【０００８】
１つの典型的な実施形態では、システム１０は、変圧器１２の検査、データ送信および／またはメンテナンスのために使用することができる。変圧器１２は、油などの誘電性冷却液１４に浸漬された高圧電気構成要素を含む。当業者は、一般的に検査が、必ずというわけではないが、変圧器がオフラインであるかまたは使用中ではないときに行われることを認めるであろう。変圧器１２は、温度を維持しかつ変圧器１２の作動中に内部構成要素によって発生した熱を分散させるために、冷却液１４を利用する。幾つかの実施形態では、冷却液１４は、電気的な伝導が流体中で減じられるかまたは完全に排除されるように誘電性を有していてもよい。変圧器１２は、汚染物質またはその他の異物が変圧器１２に進入することを防止するために、シールされた構成内に維持することができる。本明細書において使用される場合、タンクまたはハウジング１３の「シールされた構成」は、ハウジング１３内に維持された電気的構成要素および／またはモニタリングデバイスへの接続を許容するために、導管ダクト、または変圧器１２に関連したその他のハードウェアが、ハウジング１３と共に形成されたシールされたジョイントを介して壁部を通って延びることを可能にする。ハウジング１３は、ハウジング１３への進入およびハウジング１３からの退出を可能にするための少なくとも１つの開口を有している。時には「ロボット」と呼ばれる検査ビークル１６は、変圧器１２のハウジング１３内へ挿入可能であり、テザーされていない無線遠隔制御によって、またはテザー接続を介して、制御される。
【０００９】
ラップトップコンピュータまたはその他の適切な計算装置などの計算装置１８は、テザーを介した直接接続によってまたは無線で検査ビークル１６と通信することができる。コンピュータ１８は、変圧器１２の内部構造の仮想変圧器イメージ２０を維持してもよい。幾つかの実施形態では、この仮想イメージは、変圧器の構成または設計において生成されるコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）イメージであってよい。しかしながら、その他の形式において、検査ビークル１６に関連したセンサおよびカメラによって生成される写真または実際のリアルタイムビデオなどのイメージが、利用されてもよい。さらに詳細に説明するように、コンピュータ１８は、仮想検査ビークル２２に関連して仮想変圧器イメージ２０を利用してもよく、これにより、実際の検査ビークル１６を表し、変圧器１２内の検査ビークル１６のポジショニングを監視する。オペレータが、変圧器１２内の検査ビークル１６の動きを制御することができるようにするために、ジョイスティック２４などの運動制御入力デバイスをコンピュータ１８にかつ／または検査ビークル１６に直接に接続することができる。検査ビークル１６の制御は、仮想変圧器イメージ２０において移動するときの仮想検査ビークル２２の観察によって補助することができる。言い換えれば、オペレータは、変圧器１２内の検査ビークル１６の観察された位置に基づき、検査ビークル１６の動きを制御することができる。本明細書における開示から逸脱することなく、ビデオゲーム、手持ち式のコンピュータタブレット、コンピュータタッチスクリーン等と共に使用されるような、その他のタイプの運動制御入力デバイスが使用されてもよい。幾つかの用途では、オペレータは、現場または検査される装置の近くにいてもよいことが理解されるべきである。しかしながら、その他の用途では、オペレータは、現場から離れて、実際には、世界中のどこにいてもよく、インターネットまたはその他のネットワーク接続を介して通信してもよい。
【００１０】
ここで図２〜図５を参照すると、検査ビークル１６はビークルハウジング３０を有している。ビークルハウジング３０は、実質的に円筒状または球状の構成であり、大きな突出部または延長部を有していない。さもないと、大きな突出部または延長部は、変圧器１２内の内部構成要素に絡まることがある。検査ビークル１６のビークルハウジング３０は、最小限に延びる突起３３を有する上側カバー３２と、中間セクション３４と、下側カバー３６とを有する。突起３３は、ツールまたはオペレータの手によって変圧器１２内から検査ビークル１６を掴めるようにサイズ決めされている。突起３３は、検査ビークル１６を掴むために使用されるツールのタイプに応じて、掴みやすくするためにループなどのその他の形状を有することができる。カバー３２と、中間セクション３４と、カバー３６とは、中間セクション３４へ取り付けるための締結具４２を収容するために少なくともカバー３２および３６を貫通して延びる締結具開口４０によって、互いに固定することができる。ほとんどの実施形態では、抗力を最小限にしかつ変圧器１２の内部構成要素との絡まりを防止するために、締結具４２はカバーの表面と同一平面に維持されている。ねじ山による係合、圧入、機械的なクリップ等の、機械的な締結のその他の形式が使用されてもよい。さらに、幾つかの実施形態では、検査ビークル１６は２つのセクションのみを有していてもよく、他の実施形態では、検査ビークル１６は４つ以上のセクションを有していてもよい。
【００１１】
全体が符号４４によって示された少なくとも２つのポンプ流路が、ビークルハウジング３０を通って延びている。これらの流路は、ビークルハウジング３０を通って鉛直方向および水平方向に延びており、ビークルハウジング３０の内部構成要素からシールされるように構成されている。各流路４４は、一対のポート４６を提供している。図示するように、特定のポートを示すために、数字と、アルファベットの符号が提供されている。例えば、ポート４６Ａ１がビークルハウジング３０の一方の端部または側にあるのに対し、流路４４の反対側の端部はポート４６Ａ２によって示されている。このように、変圧器内に維持された流体は、一方のポート４６Ａ１から通流し、ポート４６Ａ２から流出することができる。同様の形式で、油は、ポート４６Ｂ１を通流し、ポート４６Ｂ２を通って流出してもよい。説明するように、流路内に維持された構成要素は、検査ビークル１６を通って流体をそれぞれの方向へ移動させ、これにより、検査ビークル１６を変圧器１２内で移動させる。交互流路構成を実施することができることが認められるべきである。例えば、流体は、１つの入口を通じて検査ビークル１６に進入し、内部弁は、流体を全ての出口ポートへ送ることができる。別の例では、鉛直方向の経路は、１つの入口ポートと、２つ以上の出口ポートを有することができる。少なくとも１つのセンサ４８がビークルハウジング３０によって支持されており、幾つかの実施形態では、センサ４８はカメラである。非限定的な例として、近接センサ、音響センサ、電磁センサ、電圧センサ、電流量センサ、圧力センサおよび温度センサなどのその他のセンサを、幾つかの実施形態では使用することができる。カメラ４８は、変圧器１２の内部構成要素の複数の波長イメージを介してイメージを送受信するように構成されている。波長は、可視、赤外または必要に応じたその他の波長を含むことができる。これらのイメージにより、オペレータが変圧器１２内の様々な構成要素を監視および検査することが可能となる。
【００１２】
幾つかの実施形態では、ビークルハウジング３０は、検査ビークル１６の周囲の領域の照明を容易にするために１つまたは複数の光源５２を有することができる。幾つかの実施形態では、ライト５２は、発光ダイオードであってよいが、その他の照明装置を使用できることが認められるであろう。例えば、ライト５２のうちの１つまたは複数は、ＵＶ硬化性接着剤などを硬化させるために使用可能な紫外線（ＵＶ）周波数を有していてもよい。照明装置は、カメラ４８の視野領域を照明するように向けられている。幾つかの実施形態では、オペレータは、光の強度および波長を制御することができる。
【００１３】
センサ４８、ライト５２および制御装置６０などの内部構成要素に電力を供給するために、電池パック５４が検査ビークル１６内に維持されている。制御装置６０は、センサ４８およびライト５２を作動させ、また、モータ６２と、提供されたポンプ流路４４のそれぞれと組み合わせて使用されるポンプ６４との作動を制御する。制御装置６０は、接続された構成要素の作動を制御するための必要なハードウェアおよびソフトウェアを維持し、コンピュータ１８およびその他のデバイスと通信する能力を維持している。制御装置６０は、検査ビークル１６の動きを制御することに加えて、機能性を提供する。例えば、制御装置６０は、センサ４８によって生成された検査領域全体の高解像度で高速のビデオを記憶装置６８によって回路基板上に記録および記憶することができるように、データ記録機能を提供することができる。ビデオの無線ストリーミングが中断されたまたは無線信号のアンテナ送信が所望の帯域幅より狭いという例では、オンボード記憶装置が使用されてもよい。当業者は、センサ４８が、サーマルカメラ、ソナーセンサ、レーダーセンサ、三次元ビジョンセンサまたはセンサのあらゆる組み合わせであってもよいことを認めるであろう。
【００１４】
各モータ６２は、ポンプ６４によって流路を通る流体の流れを制御するために反転可能である。言い換えれば、各モータは、関連するスラスタポンプ６４の作動を制御するために互いに独立して作動し、これにより、１つの方向でのポンプ６４の回転が、流体を特定の方向で流路４４に流れさせ、ビークルハウジング３０を所望の方向に推進することを補助する。スラスタポンプと呼ばれてもよいポンプ６４は、プロペラタイプ構成として示されているが、パドルタイプポンプまたはギヤポンプなどのその他の構成を利用することができる。
【００１５】
幾つかの実施形態では、２つ以上の流路を通る流体の流れを発生させるために１つのモータが使用されてもよい。言い換えれば、ビークルハウジング３０は、１つの入口と、２つ以上の出口とを提供することができる。ビークルハウジング３０内に維持された弁が、流体の内部流を制御および方向転換し、その結果、変圧器タンクまたはハウジング１３内でのビークルハウジング３０の動きを制御するために使用することができる。モータの作動を、制御装置、ひいてはビークルハウジング３０を通流する油と調和させることによって、検査ビークル１６は、変圧器１２内の十分なスペースを有する全ての領域を横断することができる。さらに、検査ビークル１６は、変圧器タンクまたはハウジング１３内で操縦されながら方向的安定性を維持することができる。言い換えれば、検査ビークル１６は、変圧器タンクまたはハウジング１３内で移動しながら、転倒して移動しないように、安定している。検査ビークル１６のビークルハウジング３０は、大文字Ｇによって示された重心を提供する。検査ビークル１６の構成要素は、重心Ｇが、大文字Ｆによって示された検査ビークル１６の浮力中心よりも低くなるように設計されている。当業者は、このことが、横断移動中に検査ビークル１６に安定性が提供されることを可能にすることを認めるであろう。
【００１６】
ビークルハウジング３０は、データ記憶装置６８も支持している。データ記憶装置６８は、センサ４８からデータを収集し、カメラによって撮影されたビデオまたは静止画イメージの記憶を提供するための十分なサイズを有している。記憶装置６８は、センサ／カメラ４８から記憶装置６８へのデータの確実な伝送を提供するために制御装置６０に接続されている。幾つかの実施形態では、記憶装置６８は直接にセンサ４８に接続されており、制御装置は記憶装置６８から直接にデータを受信することが認められるであろう。センサ４８から収集されたデータを送信しかつまた変圧器１２内の検査ビークル１６の動きおよび／または方向を制御するための制御信号を送信および受信するために、アンテナ７０が制御装置６０に接続されている。アンテナは、コンピュータ１８またはあらゆる中間装置によって検出することができる無線信号７２を生成する。システム故障が検出されると検査ビークル１６内の内部構成要素をシャットダウンするために、故障検出モジュール７４（図４にＦＤとして示されている）が制御装置に設けられていてもよい。例えば、制御装置６０によってバッテリレベルが低いことが検出されると、モジュール７４および制御装置６０は、検査ビークル１６の制御されたシャットダウンを開始することができ、これは、その正の浮力により検査ビークル１６を液面へ浮上させる。別の例では、遠隔システムへの接続の損失も、シャットダウンをトリガする。
【００１７】
液面まで浮上した後、ビークルハウジング３０を突起３３によって掴むことができる。ボアスコープ７６が、ビークルハウジング３０によって支持されていてもよい。ボアスコープの一方の端部は、格納可能な光ファイバケーブル７８に接続されたカメラ７７またはその他のセンサを提供し、格納可能な光ファイバケーブル７８は反対側の端部において制御装置６０に接続されている。格納位置では、カメラ７７は、変圧器１２内の構成要素と絡まることを防止するためにビークルハウジング３０の表面と同一平面を成している。変圧器１２の巻線などの見にくいアイテムの検査が必要とされるとき、検査ビークル１６が静止位置に維持されたままケーブル７８が延長される。イメージおよびその他のデータがカメラ７７によって収集された後、ケーブルは格納される。その結果、ボアスコープ７６は、変圧器１２のさらに詳細な検査を可能にする。
【００１８】
前述のように、検査ビークル１６は、変圧器１２内の障害物の周囲を容易に移動するように構成されている。ビークルハウジング３０は、球状の端部を備えた円筒状または球状の構成であり、意図的にまたは偶然に電源が切られたときに検査ビークル１６を油の上部へ浮上させるために浮上設計が提供されている。検査ビークル１６は、各ポンプの選択的な作動によってスラスタポンプ６４が検査ビークル１６を移動させるように構成されている。その結果、検査ビークル１６は、４つの運動自由度、すなわちＸ，Ｙ，ＺおよびＺ軸を中心とする回転を有している。その結果、ポンプスラスタ６４の方向を制御することによって、検査ビークル１６を容易に移動させることができる。
【００１９】
図１に戻ると、変圧器１２が少なくとも１つの変圧器穴８０を有することを見てとれる。一般的な操作では、油は、タンクの上部に配置された任意の数の穴を通じて挿入される。穴８０は、流体が排出されることを可能にするためにタンクの底部に設けられていてもよい。穴８０には、適切なプラグまたはキャップが設けられている。したがって、検査ビークル１６のサイズは、穴８０に入り込むことができるようになっていなければならないことが認められるであろう。
【００２０】
変圧器１２は、変圧器１２の上側角、辺もしくはその他の領域、または変圧器１２の近傍に取り付けられた、複数の送信信号受信機８２を備えて構成されていてもよい。送信信号受信機８２は、変圧器タンクまたはハウジング１３内での検査ビークル１６の位置を求めるために検査ビークル１６からの無線信号７２を受信する。受信機８２は、変圧器タンクまたはハウジング１３内の検査ビークル１６の位置を求めるために、受信された信号７２に基づく三角測量またはその他の方法を用いる。この位置情報は、次いで、信号８４によって、有線または無線でコンピュータ１８に送信される。加えて、視覚データなどのセンサ４８によって収集された情報は、コンピュータまたはその他の視覚的受信装置へ別々に伝送される。言い換えれば、センサ４８によって生成された情報データは、流体および開口８０を備えるタンク壁を通ってコンピュータ１８へ送信される。これらの異なる通信経路の使用は、信号の間の干渉を防止するために使用されてもよい。しかしながら、幾つかの実施形態は、位置決めに関するデータ、データ情報および制御情報を適宜伝送するために同じ通信経路を利用してもよい。検査ビークル１６の運動制御のための確実な通信およびデータ／ビデオストリーミングは、変圧器１２の現場検査のために必要とされる。変圧器冷却油の誘電性態様により、検査ビークル１６は、無線周波数によってむしろ有効に制御することができる。Ｗｉ−Ｆｉカメラ用のビデオストリーミング（例えば、４．２ＧＨｚ）が十分であることが証明されている。すなわち、検査ビークル１６とコンピュータ１８との間の確実な通信を保証するために、トランシーバ８５が、変圧器１２の上部における保守開口を通じて冷却油タンク内へ挿入されてもよい。
【００２１】
ほとんどの実施形態では、トランシーバ８５は、センサ４８およびカメラ７７からのデータ情報を、制御装置６０を介してコンピュータ１８と交換し、かつ、モータ６２およびスラスタ６４を作動させるために、ジョイスティック２４からの運動制御または操縦信号を、コンピュータ１８を介して制御装置６０と交換するために、使用される。受信機８２によって送信された信号８４は、変圧器タンクまたはハウジング１３内の検査ビークル１６の位置の別個の確認を提供するために、コンピュータ１８によって使用される。
【００２２】
検査ビークル１６およびコンピュータ１８と、本明細書において説明した様々な目的のためのそれぞれの送信機、受信機およびトランシーバとの間で送信される無線信号は、様々な周波数、電力およびプロトコルの電子無線信号を含む様々な形式で生じることができる。幾つかの用途では、検査ビークル１６と基地局（コンピュータ１８）との間の通信は、中継器または中継局によって補助することができるが、全ての実施形態がこのようなデバイスを有する必要があるわけではない。デバイス間の送信形式は、全ての実施形態で同一である必要はない。幾つかの例を示すために、基地局（コンピュータ１８）からの信号のブロードキャストのために使用される送信機および／または受信機は、１Ｗ〜５Ｗの範囲の電力で送信することができる。他の実施形態では、その他の電力出力レベルが使用されてもよい。基地局送信機は、約３００ＭＨｚ〜約５ＧＨｚの範囲、幾つかの形式では、３００ＭＨｚ、４００ＭＨｚ、４３３ＭＨｚ、２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚのうちのいずれかである周波数で送信することもできる。他の実施形態では、その他の周波数が使用されてもよい。送信は、あらゆる様々なプロトコル／フォーマット／変調などを用いて行うことができる。１つの例では、基地局からの送信は、ＲＣモデルカー／ボート／航空機／ヘリコプターのために使用されるようなデジタル無線通信を使用することができる。送信は、ＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰとして行うこともでき、ＷｉＦｉラジオ、ブルートゥースラジオ上でのシリアル通信などによって行うことができる。１つの特定の形式では、ビデオ送信は、２．４ＧＨｚ上でＷｉ−Ｆｉカメラ用のストリーミングとして行われることができる。
【００２３】
基地局（コンピュータ１８）の送信機および／または受信機とほとんど同じ形式では、検査ビークルの送信機および／または受信機は、２５０ｍＷ〜３Ｗの範囲の電力で送信することができる。他の実施形態では、その他の電力出力レベルが使用されてもよい。検査ビークルは、約３００ＭＨｚ〜約５ＧＨｚの範囲、幾つかの形式では、３００ＭＨｚ、４００ＭＨｚ、４３３ＭＨｚ、２．４ＧＨｚおよび５ＧＨｚのうちのいずれかである周波数で送信することもできる。他の実施形態では、その他の周波数が使用されてもよい。送信は、あらゆる様々なプロトコル／フォーマット／変調などを用いて行われることができる。１つの例では、検査ビークルからの送信は、ＲＣモデルカー／ボート／航空機／ヘリコプターのために使用されるようなデジタル無線通信を使用することができる。送信は、ＩＰを介したビデオであってもよく、ＩＰの一実施形態はＷｉ−Ｆｉ／ＷＬＡＮであってもよい。したがって、１つの非限定的な実施形態では、送信は、ＴＣＰ／ＩＰまたはＵＤＰとして行われることができ、ＷｉＦｉラジオ、ブルートゥースラジオ上でのシリアル通信などによって行うことができる。１つの特定の形式では、ビデオ送信は、４．２ＧＨｚ上でＷｉ−Ｆｉカメラのためのストリーミングとして行うことができる。要するに、様々な送信技術／アプローチ／プロトコル／周波数などがここでは想定されている。
【００２４】
コンピュータ１８は、位置信号８４および情報信号７２を受信し、仮想イメージ２０と関連して、受信信号を仮想イメージに相関させ、これにより、オペレータが、検査ビークル１６の動きを監視および制御することを可能にする。これにより、オペレータは、変圧器１２の内部構成要素を検査し、必要であれば変圧器１２内のある領域に特別の注意を払うことができる。変圧器１２の内部特徴の仮想イメージ、およびこれらの仮想特徴に関する検査ビークル１６の位置を利用することによって、得られたイメージを、実際の変圧器タンクまたはハウジング１３内の対応する部位とマッチさせることができる。変圧器イメージ２０およびイメージに関連した仮想検査ビークル２２の視覚的表示に基づき、オペレータは、ジョイスティック２４のレスポンスを操作することができる。コンピュータ１８は、ジョイスティック２４から移動信号を受信し、これらを無線でアンテナ７２へ送信し、これに基づき、制御装置６０は、内部に維持されたサブルーチンを実行して、ポンプスラスタ６４を制御し、所望の動きを生じさせる。この動きは、オペレータによってリアルタイムで監視され、オペレータは、適宜、検査ビークル１６の位置を再調整することができる。
【００２５】
幾つかの実施形態では、イメージまたはセンサデータが、ブロック８８によって示された、遠隔地にいてもよい専門家へ伝送されることを可能にするために、コンピュータ１８をインターネットなどのネットワーク８６に接続することができ、これにより、それらの入力をオペレータに提供することができ、これにより、変圧器１２内の条件の性質および範囲を求め、次いで、必要に応じて修正動作を提供する。幾つかの実施形態では、検査ビークル１６の制御を、遠隔地にいてもよい専門家へ伝送することもできる。このような実施形態では、専門家は、別のコンピュータを有することができ、この別のコンピュータは制御信号を、ネットワークを介してローカルコンピュータ１８へ送信することができ、ローカルコンピュータ１８が今度は、上述のように検査ビークル１６を制御するための信号を送信する。
【００２６】
ここで図５〜図９を参照すると、モータおよびポンプスラスタならびに流路を通る流体流れのそれらの方向の制御が、液体中の検査ビークル１６の動きを制御することができることが見てとれる。例えば、図５は、検査ビークル１６をＺ方向に移動させるための、１つの制御下の２つのポンプの利用を示している。Ｚ軸に沿って駆動しかつ安定した深さにとどまるために、Ｚ軸スラスタは、継続的に作動しなければならない。Ｚスラスタ動作は、オペレータによって手動でまたは制御装置によって自動的に制御することができる。本明細書において使用されるとき、「１つの制御」という用語は、流体流れが１つの方向または別の方向において均一であるように互いに関連して作動するように２つのポンプを作動させることをいう。
【００２７】
図６では、Ｘ方向は、Ｘ方向での移動を可能にするために２つの制御下の２つのポンプを利用することによって得られることが見てとれる。本明細書において使用されるとき、「２つの制御下の２つのポンプ」の作動は、制御装置が、ポンプを互いに別個に作動させることを意味する。図７では、検査ビークル１６はＹ方向に沿って可動であり、１つのポンプが、１つの制御下で利用されることが見てとれる。図７は、Ｘ方向流路に対して僅かに異なる高さにおける、図６の側面図であることが認められるであろう。上述のように、他の実施形態は、流路の異なる組み合わせを用いることができる。例えば、Ｚ方向に、３つまたは４つの流路が存在していてもよい。また、他の実施形態は、１つの流路のための１つの入口ポートおよび２つの出口ポート、またはその逆を有していてもよく、またはさらに、異なる数の入口および出口を用いてもよい。ポンプの数も変更することができる。例えば、１つの入口ポートからの流体の流れを制御するために１つのポンプを使用することができ、流体の流れは、次いで４つの出口ポートを通じて排出される。
【００２８】
図８Ａおよび図８Ｂでは、１つの制御下の２つのポンプが、検査ビークル１６の回転を可能にすることが見てとれる。図８Ａでは、流体流れを、１つの方向へ１つの流路を通じてかつ反対方向へ別の流路を通じて方向付けることによって、反時計回りの回転を得ることができる。両流路における流れを反転させることによって、図８Ｂに見られるように、時計回りの回転を得ることができる。別の変化態様では、図９Ａおよび図９Ｂは、１つの制御下の１つのポンプを利用する検査ビークル１６の回転を示しており、この場合、流れは、検査ビークル１６の一方の側から検査ビークル１６内へ、次いで、同じ側から再び出るように方向付けられる。対応する流れは、Ｚ軸を中心とする回転を提供するために、検査ビークル１６の反対側によって提供される。流れの反転が、Ｚ軸に沿った検査ビークル１６の回転の対応する反転を提供する。
【００２９】
検査ビークル１６は、変圧器油を排出することなく視覚的およびその他の検査を可能にする。これは、油中で検査ビークル１６を駆動し、油を介して視覚的またはその他の検査を行うことができることにより達成される。検査ビークル１６は、油環境に対して抵抗性があるように構成されており、適切にシールされている。加えて、検査ビークル１６は、既存の保守穴、例えば、変圧器油を充填するために使用される保守穴を使用して変圧器タンクまたはハウジング１３内へ投入されるように十分に小さい。その結果、変圧器タンク上部を完全にシール除去する必要はない。別の態様は、検査ビークル１６を、センサからの視覚的データを提供するために使用可能なジョイスティック２４および計算デバイス１８を用いて変圧器の外側から制御することができるというものである。
【００３０】
変圧器の内部領域は、周辺光を有しておらず、センサ４８は、検査ビークル１６によって支持された補助光源を利用する。変圧器１２の内部構成要素の詳細な検査のために、光の様々な波長（可視光および／または非可視光）が利用されてもよい。変圧器１２の巻線ブロック内で細い光ファイバカメラヘッドを案内する遠隔制御されるアームが使用されてもよい。検査ビークル１６のさらに別の態様は、検査ビークル１６の構成において使用される全ての材料が油適合性であるということである。これは、検査ビークル１６によって導入されるあらゆるタイプの汚染を回避するためであり、これにより、変圧器１２は、検査ビークル１６の検査後、油処理なしに直ちに作動に復帰させることができる。
【００３１】
図１０を参照すると、本発明の１つの実施形態による検査ビークル２１６の非限定的な例の幾つかの態様が示されている。検査ビークル２１６は、検査ビークル１６に加えてまたは検査ビークル１６の代わりに、現場検査システム１０に関連して使用されてもよい。検査ビークル２１６は、超音波センサ２１８の形式の状態監視（status interrogation）システムを有している。状態監視システムは、検査される機械、例えば、変圧器１２の構成要素、特徴、システム、サブシステムまたはその他の態様、タンクまたはハウジング１３、冷却液１４および／または関連する構成要素または特徴の状態を同時にまたは後で求めるためのデータを取得するように作動可能なシステムである。検査ビークル２１６も、検査を行うための、検査ビークル１６に関して上記で説明した多くのまたはほとんどの特徴を有しており、検査ビークル１６に関して上記で説明したのと同じ機能のほとんどまたはすべてを実行する。例えば、特徴は、センサ４８、例えばカメラ；光源５２；電池パック５４；制御装置６０；記憶装置６８；誘電性冷却材液１４を通してコンピュータ１８へかつコンピュータ１８から無線信号、例えば信号７２およびその他の無線信号を送受信するためのアンテナ７０およびその他の構成要素および特徴；変圧器１２の周囲を無線で自己推進し、タンクまたはハウジング１３内の誘電性冷却液に浸漬された変圧器１２の検査、データ送信および／またはメンテナンスを行うためのその他の構成要素および特徴、を含むが、これらに限定されない。コンピュータ１８は、データ、例えばコマンドを検査ビークルへ無線で送信するための、例えば、推進および検査アクティビティを含む、誘電性冷却液１４内に浸漬されながら検査ビークルの行動を指示するための、および検査ビークルから送信されたデータ、例えば、位置データ、センサおよび状態監視システムデータを無線で受信するための、基地局として機能する。この実施形態は無線であるが、他の実施形態は、幾つかのまたは全ての無線接続に加えてまたは幾つかのまたは全ての無線接続の代わりに、有線接続を使用してもよいことが理解されるであろう。ポンプ６４の代わりに、検査ビークル２１６は、冷却液１４内に浸漬されながら、少なくとも部分的に検査ビークル２１６のための推進を提供するシュラウド付きプロペラ２６４を使用する。
【００３２】
図１１を参照すると、超音波センサ２１８は、制御装置６０に通信可能に接続されており、制御装置６０、例えばアンテナ７０を介してコンピュータ１８に無線で接続されている。超音波センサ２１８は、例えば、変圧器タンクまたはハウジング１３内の誘電性冷却液１４などの接触媒質を介して、超音波パルスを発生および検出し、例えば、制御装置６０によって指示されたとき、例えば、アンテナ７０を介してコンピュータ１８から受信されたコマンドに応答して、変圧器１２および／またはタンクまたはハウジング１３に関連した構造体の壁厚を求めるためにそれぞれの送信された超音波パルスのエコー時間を記録するために、作動可能である。金属壁厚を求めることに加えて、超音波センサ２１８は、ペイントまたはその他の保護コーティング厚さを含む、その他の材料および構造体の厚さ、１つまたは複数の絶縁された構造体またはデバイスの絶縁厚さ、および例えばタンクまたはハウジング１３の底部におけるあらゆる沈殿物堆積の厚さを求めるためにも作動可能である。幾つかの実施形態では、超音波センサ２１８は、エコー時間に基づいて厚さを求めかつ厚さデータを制御装置６０へ送信するように作動可能なスマートセンサである。他の実施形態では、制御装置６０および／またはコンピュータ１８は、エコー戻り時間に基づき、例えば、超音波センサ２１８によって報告されるような各超音波パルスの送信と超音波パルスの受信との間の時間に基づき、構造体、特徴および沈殿物の壁厚を求めるように作動可能であってもよい。図１２の例示では、タンクまたはハウジング１３の壁部の局所的厚さＴ１３を測定するために、検査ビークル２１６は、超音波センサ２１８が壁部に接触するまで壁部に向かって自ら推進し、その後、超音波センサ２１８は、超音波パルスを発し、エコーを検出し、厚さを求めるためにパルス戻り時間を求める。同様に、その他の構造体または特徴の厚さを測定するとき、検査ビークル２１６は、超音波センサ２１８が特徴に接触するまで特徴に向かって自ら推進し、接触したとき、監視パルスが送信され、それらのエコーがその後、エコー時間に基づいて厚さを求めるために受信される。幾つかの実施形態では、超音波センサ２１８および／または制御装置６０および／またはコンピュータ１８は、エコー戻り時間に基づいて厚さを求めるために、ルックアップ表、等式またはその他の基準材料を含みかつ使用しまたはこれらにアクセスしてもよい。生センサデータおよび／または厚さデータが、検査ビークル２１６からアンテナ７０を介してコンピュータ１８へ無線で送信されてもよい。超音波センサ２１８を使用して、望ましくない厚さ、例えば、減じられた絶縁厚さ、減じられた壁厚または沈殿物の望ましくない濃度を有することが分かった領域を、さらに調査するために、カメラ４８および光源５２が使用されてもよい。
【００３３】
図１０および図１３を参照すると、幾つかの実施形態では、検査ビークル２１６は、変圧器１２内の部分放電および潜在的な絶縁破壊を検出するように構成されたマイクロフォン２２０の形式の状態監視システムを有している。マイクロフォン２２０は、アンテナ７０を介して、制御装置６０、ひいては基地局またはコンピュータ１８に通信可能に接続されている。部分放電、例えば、部分放電イベントは、少なくとも故障の初期段階において見えないことがある固体または流体電気絶縁の局所的な絶縁破壊である。部分放電は、断続的または継続的であってもよい。ある程度の継続時間にわたる部分放電の継続したまたは反復した発生は、一般的に、視覚的に明らかな絶縁破壊、および導電性またはそれ以外の他の構造体への損傷につながる。早期段階で把握されると、部分放電は、変圧器に対して顕著なまたは実質的な損傷が与えられる前に、救済処置によって対処することができる。
【００３４】
部分放電は、固体のまたは液体で満たされた電気的構成要素を通じて、例えば、誘電液体１４で満たされたタンクまたはハウジング１３内に、超音波を含む音を発生させることが分かった。マイクロフォン２２０は、部分放電に関連した超音波領域において感応性であるように構成されている。１つの形式では、検査ビークル２１６は、互いに周方向で等間隔に離隔した、検査ビークル２１６の表面に沿って配置された８個のマイクロフォン２２０を有している。他の実施形態では、マイクロフォンのその他の向きおよび／または数が用いられてもよい。好ましくは、少なくとも３個のマイクロフォンが用いられるが、幾つかの実施形態は、２つ以下のマイクロフォン、および１つのマイクロフォンを有していてもよい。より好ましくは、約７個〜８個のマイクロフォンが用いられてもよいが、マイクロフォンの数は、特定の用途の要求に応じて変更されてもよい。幾つかの実施形態では、マイクロフォン２２０に加えてまたはマイクロフォン２２０の代わりに、１つまたは複数の音響カメラが用いられてもよい。
【００３５】
システム１０は、部分放電の位置を三角測量するように構成されている。例えば、部分放電イベントの発生について変圧器１２を検査するために、通常またはピーク動作電圧などの高電圧が、ただし低電流で、変圧器１２に供給されてもよいが、その一方で、検査ビークル２１６は、マイクロフォン２２０が誘電液体１４内に浸漬されたまま、タンクまたはハウジング１３内で配備される。高電圧は、通常動作条件をシミュレートしかつ通常動作条件の間にさもなければ部分放電を生じるであろう部位において部分放電をシミュレートするために実際の動作電圧を表すために選択されるのに対し、減じられた電流は、部分放電によって生じる損傷を減らし、検査ビークル２１６に対する損傷の可能性を減らす。電圧が変圧器１２に供給されている間、検査ビークル２１６は、マイクロフォン２２０を使用して部分放電を「聞き」ながら、変圧器１２の様々な部分を通って方向付けられる。幾つかの実施形態では、「聞くこと」は、検査ビークル２１６が通過中に行われてもよいが、他の実施形態では、検査ビークル２１６は、部分放電を聞くために、所望の位置において停止してもよい。聞こえると、部分放電の位置は、例えば、検査ビークル２１６の周囲に沿って離隔した異なるマイクロフォン２２０の位置に到達する、部分放電によって誘発された音波のタイミング（異なるマイクロフォン２２０の間の受信信号の位相のずれ）と、異なるマイクロフォンの間の振幅差とに基づき、三角測量される。１つの形式では、三角測量計算は、制御装置６０によって行われる。他の実施形態では、マイクロフォンデータのうちの幾つかまたは全てが、コンピュータ１８へ無線で送信されてもよく、三角測量計算は、制御装置６０に加えてまたは制御装置６０の代わりに、コンピュータ１８によって行われてもよい。幾つかの実施形態では、三角測量結果のみが、コンピュータ１８へ無線で送信されてもよい。部分放電の位置が求められると、検査ビークル２１６は、部分放電の位置に隣接するように操縦されてもよく、１つのマイクロフォン２２０が、望まれるならば部分放電の正確な位置を確認するために用いられてもよい。部分放電に隣接すると、カメラ４８および／または本明細書において説明した１つまたは複数の他の状態監視システムが、任意の損傷または部分放電の他の物理的な兆候についてその部位をより近くで観察または検査するために、例えば、救済措置を決定することを助けるために、用いられてもよい。変圧器１２に供給される電力が終了されてもよく、次いで、超音波センサ２１８が、部分放電部位における絶縁の厚さを証明するために、または他の構造的な厚さパラメータを確認するために、または部分放電に寄与する原因であるかもしれない沈殿物の存在および厚さを確認するために、用いられてもよい。
【００３６】
図１０、図１４および図１５を参照すると、幾つかの実施形態では、検査ビークル２１６は、磁力計２２２（概略的に示されている）の形式の状態監視システムを有する。磁力計２２２は、非金属検査ビークル２１６の内側に配置されている。１つの形式では、磁力計２２２は、多軸磁力計である。他の実施形態では、磁力計２２２は、その他の形式を採用してもよい。１つの形式では、磁力計２２２は、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸、例えば、図１５に示されたＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸に沿って磁界線２２４を検出し、かつ変圧器１２によって発生した磁界の変化を検出するように作動可能である。１つの形式では、磁力計２２２は、例えば変圧器１２から出ているタンクまたはハウジング１３内の磁界の、向きに依存しない測定を得るように作動可能な、向きに依存しない磁力計である。磁力計２２２のサンプリング速度は、用途の要求に応じて変化してもよい。磁界の測定は、検査ビークル２１６によって提供される位置情報と組み合わされて、例えば、検出された磁界データをコンピュータ１８へ無線で送信し、このデータを変圧器１２のコンピュータ支援設計モデルと組み合わせることによって空間マップを形成することによって、ユーザが、タンクまたはハウジング１３および変圧器１２内の磁界プロフィルの空間マップを形成することを可能にする。あらゆる異常磁界測定は、アラートをトリガするために用いることができ、変圧器１２内の損傷または更なる損傷を潜在的に防止する。磁力計２２２は、アンテナ７０を介して制御装置６０および基地局コンピュータ１８に接続されている。制御装置６０は、所望のサンプル速度で磁界データを得るように磁力計２２２に指示するように作動可能である。幾つかの実施形態では、制御装置６０は、アンテナ７０を介して磁界情報をコンピュータ１８へ無線で送信するように作動可能であり、コンピュータ１８は、幾つかの実施形態では、標準マップまたはベースラインマップに対する視覚的な比較のための磁界プロフィルの空間マップを形成する。他の実施形態では、磁力計によって測定された磁束線の分析が他の形式で行われてもよい。
【００３７】
図１０、図１６および図１７を参照すると、幾つかの実施形態では、検査ビークル２１６は、アリコート収集システム２２８の形式の状態監視システムを有している。アリコート収集システム２２８は、アリコート収集シリンジ２３０の区画化されたバンクおよびシリンジプランジャ駆動機構２３２を有する。プランジャ駆動機構２３２は、アンテナ７０を介して、制御装置６０、ひいては基地局コンピュータ１８に通信可能に接続されている。プランジャ駆動機構は、所望の位置において、例えば、制御装置６０および／またはコンピュータ１８の指示でアリコート収集シリンジを作動させてアリコートサンプルを得るように作動可能である。アリコート収集システム２２８は、検査ビークル２１６が、タンクまたはハウジング１３における変圧器１２の周囲の異なる位置からアリコート、例えば、誘電性冷却液１４のサンプルを収集することを可能にする。得られたアリコートサンプルは、その後、検査ビークル２１６からのアリコート収集シリンジの除去後に分析されてもよく、例えば、ローカルで利用可能でないことがある高度なラボおよび分析機器の使用を可能にする。
【００３８】
幾つかの実施形態では、タンクまたはハウジング１３および変圧器１２内の異なる高さにおけるサンプリングは、粒子／スラッジ沈殿の分析を補助してもよい。アリコートサンプルを得るための検査ビークルの案内は、手動で、またはタンクまたハウジング１３および変圧器１２のコンピュータ支援設計モデルに関連して行われてもよく、所望の位置における収集を可能にする。１つの形式では、アリコート収集シリンジ２３０は、清潔で、気密かつ防湿性のシリンジであり、一旦取り込まれるとサンプルの汚染を防止してもよい。幾つかの実施形態では、アリコート収集シリンジ２３０は、使い捨てであってもよい。アリコート収集シリンジ２３０のタイプおよび性質は、用途の要求に応じて変化してもよい。例えば、外部の実験室において、異なる形式またはタイプの分析が採用されてもよく、これは、変圧器の状態を評価しかつ様々な問題の深刻度を評価することを補助してもよい。例えば、紙（セルロース）絶縁劣化は、アリコートサンプルの使用に基づいてタンクまたはハウジング１３の周囲の異なる位置において局所的に評価されてもよい。加えて、液体絶縁過熱問題を試験することができ、深刻度のレベルを、アリコートサンプルの使用に基づいて評価することができる。別の例として、例えば、１つまたは複数のアリコートサンプルが、異常に高まった水素レベルを示したならば、疑われるコロナ検出をその放電位置にリンクさせることができる。特に、絶縁破壊試験、界面張力および中和価試験が、アリコートサンプルにおいて行われてもよく、これにより、例えば、異なる深さにおいて変化することが知られる、水、セルロース繊維またはその他の粒子状汚染物質の存在を示す。また、局所的なアリコート収集は、油中金属分析に関連して用いられたとき、アーキング問題の位置を見つけることを補助することができる。
【００３９】
図１０、図１８および図１９を参照すると、幾つかの実施形態では、検査ビークル２１６は、機械的サンプリングシステム２３６の形式の状態監視システムを有している。機械的サンプリングシステム２３６は、タンクまたはハウジング１３内および変圧器１２の周囲の所望の位置から機械的サンプルを抽出し、サンプルをサンプル収集ボトル２３８に貯蔵するように作動可能である。機械的サンプリングシステム２３６は、図１８に概略的に示すサンプル収集機構２４０を有している。サンプル収集機構２４０は、変圧器１２の所望の位置または特徴またはさもなければタンクまたはハウジング１３内からのサンプル、例えば、削り取ったものまたはすくい取ったもの、例えば、タンクまたハウジング１３の底部からのごみおよび沈殿物サンプル、絶縁材料の部分、さらなる調査を保証することがある炭化、コーキング、腐食またはその他の材料を得るように作動可能である。サンプル収集機構２４０は、アンテナ７０を介して、制御装置６０、ひいては基地局コンピュータ１８に通信可能に接続されている。１つの形式では、サンプル収集機構２４０は、例えばユーザ入力に基づいて、コンピュータ１８の指示の下で機械的サンプリングを行うように作動可能である。他の実施形態では、サンプル収集機構２４０は、コンピュータ１８の指示に加えて制御装置６０の指示の下で機械的サンプリングを行うように作動可能である。
【００４０】
図１０および図２０を参照すると、幾つかの実施形態では、検査ビークル２１６は、高サンプルレート化学センサ２４４の形式の状態監視システムを有している。化学センサ２４４は、誘電性冷却液１４を化学的に分析するように作動可能である。１つの形式では                                                                                                                                                                                                                                                                                              、化学センサ２４４は、溶解された気体種、例えばかつ限定することなく、水素、二酸化炭素および／または一酸化炭素、を検出するように作動可能である。他の実施形態では、化学センサ２４４は、他の溶解されたガス種を検出するように作動可能であってもよい。幾つかの実施形態では、化学センサ２４４は、水分レベルまたはその他の汚染物質レベルを試験するためにもまた、または代替的にそのために作動可能であってもよい。幾つかの実施形態では、例えば、異なる汚染物質種を調査するために、複数の化学センサ２４４が使用されてもよい。化学センサ２４４は、例えば、光学センサ、光ファイバセンサまたはあらゆる他の化学センサタイプであってもよい。
【００４１】
化学センサ２４４は、アンテナ７０を介して、制御装置６０、ひいては基地局コンピュータ１８に通信可能に接続されている。検査ビークル２１６は、化学センサ２４４の出力を、アンテナ７０を介してコンピュータ１８へ無線で送信するように作動可能である。１つの形式では、化学センサ２４４は、例えば、ユーザ入力に基づき、コンピュータ１８の指示の下で、冷却液１４内の汚染物質を調査または検出するように作動可能である。幾つかの実施形態では、化学センサ２４４は、さらにまたは代替的に、例えば、変圧器１２およびタンクまたハウジング１３のコンピュータ支援設計モデルを利用して制御装置６０および／またはコンピュータ１８の指示の下で、検査ビークル２１６の位置に基づいて自動的に汚染物質を調査または検出するように作動可能であってもよい。予測されたセンサ読取りからの著しい逸脱が特定の位置において得られると、検査ビークル２１６は、汚染物質の発生源に「ホームイン」するために化学センサ２４４を用いてこの位置の周囲でより長時間の検査を行うように作動してもよく、その後、付加的な検査手順が、カメラ４８および／または他の状態監視システム、例えば本明細書に開示されたものなどを使用して行われてもよい。加えて、化学センサ２４４を用いるその後の検査は、例えば、時間の経過とともに行われてもよい。各検査のためのセンサ読取りは、時間の経過におけるセンサ読取りの変化を記録するために、メモリ、例えば、記憶装置６８またはコンピュータ１８内に記憶されてもよい。幾つかの実施形態では、制御装置６０および／またはコンピュータ１８は、異常な読取りを示すシステムアラートを送信してもよく、これは、幾つかの実施形態では、異常な読取りが見つかった位置を含んでもよい。幾つかの実施形態では、異常なセンサ読取りを示したタンクまたはハウジング１３内の領域の位置ベースマッピングが生成されてもよく、これは、次の変圧器メンテナンスのためのタイミングを決定するために使用するための価値のある情報を提供してもよい。
【００４２】
図１０および図２１を参照すると、幾つかの実施形態では、検査ビークル２１６は、赤外線センサ２４８、例えば、赤外線温度測定センサの形式の状態監視システムを有している。赤外線センサ２４８は、タンクまたはハウジング１３内の温度、例えば、タンクまたはハウジング１３内の所望の位置における変圧器１２および／または誘電性冷却液１４の温度を検出するように作動可能である。赤外線センサ２４８は、アンテナ７０を介して、制御装置６０、ひいては基地局コンピュータ１８に通信可能に接続されている。検査ビークル２１６は、赤外線センサ２４８のデータを、アンテナ７０を介してコンピュータ１８へ無線で送信するように作動可能である。１つの形式では、赤外線センサ２４８は、例えば、ユーザ入力に基づき、コンピュータ１８の指示の下で、例えば冷却液１４の温度を検出するように作動可能である。幾つかの実施形態では、赤外線センサ２４８は、さらにまたは代替的に、例えば、変圧器１２およびタンクまたハウジング１３のコンピュータ支援設計モデルを利用して制御装置６０および／またはコンピュータ１８の指示の下で、検査ビークル２１６の位置に基づいて自動的に温度を検出するように作動可能であってもよい。
【００４３】
特定の作動形式では、検査ビークル２１６は、赤外線センサ２４８を使用してタンクまたはハウジング１３内の赤外線温度測定マッピングを行うように作動可能である。例えば、検査ビークル２１６は所望の位置へ操縦されてもよく、赤外線センサ２４８を使用して温度が検出される。各検査のためのセンサ読取りは、メモリ、例えば、記憶装置６８またはコンピュータ１８内に記憶されてもよく、幾つかの実施形態では、変圧器１２およびタンクまたはハウジング１３内の熱プロフィルを生成するために使用されてもよく、これにより、油の分解または紙絶縁の劣化につながる可能性がある過剰な加熱および熱プロフィルの変動の監視を可能にする。記憶装置６８および／またはコンピュータ１８は、時間の経過におけるセンサ読取りの変化を記録してもよい。これにより、幾つかの実施形態では、ヒートマップが生成されてもよい。時間の経過におけるヒートマップ中の変化は、特に、例えば本明細書に記載された、アリコート収集システム２２８、機械的サンプリングシステム２３８および化学センサ２４４などの、他の状態監視システムからのデータに関連して使用されたとき、変圧器状態の情報分析を提供するために使用されてもよい。
【００４４】
コンピュータ１８が基地局制御装置として機能しかつ幾つかの実施形態では検査ビークル２１６の移動および動作を遠隔地から無線で指示しかつ／または幾つかの実施形態では状態監視システムの動作を指示する実施形態が説明されているが、他の実施形態では、検査ビークル２１６は、制御装置６０を使用して、例えば、記憶装置６８に記憶された中間地点またはその他のデータ、例えば変圧器１２およびタンクまたはハウジング１３のコンピュータ支援設計モデルに基づき自律的に案内され、かつ／または状態監視システムの動作は制御装置６０によって、例えば記憶装置６８に記憶された中間地点またはその他のデータに基づき自律的に作動しかつ制御されることが理解されるであろう。
【００４５】
本発明の実施形態は、機械を検査するための検査システムであって、誘電液体媒体に浸漬されながら無線で作動するように構成された検査ビークルであって、検査ビークルは自己推進する、検査ビークルと、検査ビークルの行動を指示するように作動可能な制御装置と、検査ビークルに配置された複数の状態監視システムであって、複数の状態監視システムは、機械において行われる複数の検査手順に関する検査データを取得するように作動可能である、複数の状態監視システムと、を備える、機械を検査するための検査システムを含む。
【００４６】
１つの改良では、検査システムは、基地局をさらに備え、制御装置は、状態監視システムのうちの少なくとも１つに接続されており、取得されたデータを基地局へ無線で送信するように作動可能である。
【００４７】
別の改良では、複数の状態監視システムは、厚さを測定するように作動可能な超音波センサを有する。
【００４８】
さらに別の改良では、複数の状態監視システムは、部分放電に関連した音波を検出するように作動可能なマイクロフォンを有する。
【００４９】
さらに別の改良では、マイクロフォンは、複数のマイクロフォンである。
【００５０】
さらに別の改良では、制御装置は、複数のマイクロフォンに接続されており、制御装置は、部分放電の位置を三角測量するように作動可能であり、または、システムは、基地局をさらに備え、制御装置は、取得されたデータを基地局へ無線で送信するように作動可能であり、基地局は、部分放電の位置を三角測量するように作動可能である。
【００５１】
別の改良では、複数の状態監視システムは、機械の磁界を定量化するように作動可能な磁力計を有する。
【００５２】
さらに別の改良では、磁力計は、多軸磁力計である。
【００５３】
さらに別の改良では、複数の状態監視システムは、誘電液体媒体のアリコートサンプルを収集するように作動可能なアリコート収集システムを有する。
【００５４】
さらに別の改良では、複数の状態監視システムは、機械内のサンプルを機械的に得るように作動可能な機械的サンプリングシステムを有する。
【００５５】
別の改良では、複数の状態監視システムは、誘電液体媒体内の汚染物質を検出するように作動可能な化学センサを有する。
【００５６】
さらに別の改良では、複数の状態監視システムは、温度を検出するように作動可能な赤外線センサを有する。
【００５７】
さらに別の改良では、制御装置は、検査ビークルの一部であり、検査ビークルおよび／または複数の状態監視システムを自律的に作動させるように作動可能である。
【００５８】
さらに別の改良では、検査システムは、検査ビークルの行動を無線で指示するように作動可能な基地局をさらに備え、制御装置は、基地局の一部である。
【００５９】
本発明の実施形態は、機械の検査を行う方法であって、複数の状態監視システムを検査ビークルに提供し、複数の状態監視システムは、機械において行われる複数の検査手順に関する検査データを取得するように作動可能であり、検査ビークルを機械のハウジング内の誘電液体媒体内に浸漬し、機械内での検査ビークルの操縦を無線で指示しかつ誘電性媒体内に浸漬されながら複数の状態監視システムを使用して検査ビークルの複数の検査手順を無線で指示するために、基地局を作動させることを含む、機械の検査を行う方法を含む。
【００６０】
１つの改良では、複数の状態監視システムは、超音波センサを有し、検査ビークルが誘電液体媒体内に浸漬されながら、超音波センサを使用して厚さを測定することをさらに含む。
【００６１】
別の改良では、複数の状態監視システムは、部分放電イベントに関連した音波を検出するように作動可能なマイクロフォンを有し、検査ビークルが誘電液体媒体内に浸漬されながら、マイクロフォンを使用してハウジング内の部分放電イベントの位置を求めることをさらに含む。
【００６２】
さらに別の改良では、複数の状態監視システムは、磁力計を有しており、検査ビークルが誘電液体媒体内に浸漬されながら、磁力計を使用して機械における磁界強度を検出することをさらに含む。
【００６３】
さらに別の改良では、複数の状態監視システムは、検査ビークルが誘電液体媒体に浸漬されながら媒体のアリコートサンプルを収集するように作動可能なアリコート収集システムおよび検査ビークルが誘電液体媒体内に浸漬されながら機械内でサンプルを機械的に収集するように作動可能な機械的サンプリングシステムのうちの少なくとも一方を有している。
【００６４】
さらに別の改良では、複数の状態監視システムは、化学センサを有しており、検査ビークルが誘電液体媒体内に浸漬されながら、化学センサを使用して誘電液体媒体における汚染物質を検出することをさらに含む。
【００６５】
別の改良では、複数の状態監視システムは、赤外線温度測定センサを有し、検査ビークルが誘電液体媒体内に浸漬されながら、赤外線温度測定センサを使用して温度を検出することをさらに含む。
【００６６】
本発明の実施形態は、機械を検査するための検査システムであって、誘電液体媒体内に浸漬されながら作動するように構成された検査ビークルであって、検査ビークルは自己推進する、検査ビークルと、検査ビークルの行動を指示するように作動可能な基地局と、基地局と検査ビークルとの間で通信するための手段と、機械の状態を監視するための複数の手段であって、監視するための手段は、検査ビークルに配置されている、監視するための手段と、を備える検査システムを含む。
【００６７】
本発明について図面および上記説明において詳細に例示および説明してきたが、図面および上記説明は例示的であり、特徴において限定的ではないとみなされ、好適な実施形態のみが示されかつ説明されており、本発明の思想に含まれる全ての変更および改良が保護されることが望まれると理解される。上記の説明において利用された、好ましい、好ましくは、好まれるまたはより好まれるなどの言葉の使用は、そのように説明された特徴が、より望ましいことを示しているが、しかしながら、それは必要ではなく、その特徴を欠く実施形態が、本発明の範囲内のものとして想定されてもよく、その範囲は、以下の請求項によって規定されることが理解されるべきである。請求項を読むに当たって、単数での記載や、「少なくとも１つ」または「少なくとも一部」などの文言が用いられている場合、請求項においてそれに反することが明示的に述べられていない限り、請求項を１つの事物のみに限定しようと意図するものではない。「少なくとも一部」および／または「一部」という用語が使用されている場合、その部材は、特に反対のことが明示的に述べられていない限り、その事物の一部および／または全体を含むことができる。
【００６８】
別段の定めまたは制限がない限り、「取り付けられた」、「結合された」、「支持された」および「連結された」という用語およびそれらの変化形は、広く使用されており、直接的および間接的な取付け、結合、支持および連結の両方を包含する。さらに、「結合された」および「連結された」は、物理的または機械的な結合または連結に限定されない。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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