本發(fā)明涉及能夠抵抗災(zāi)難性事件的感應(yīng)設(shè)備。
背景技術(shù)：
：諸如電力變壓器和其他電氣設(shè)備的感應(yīng)設(shè)備通常位于戶外，并且受到環(huán)境、動物和人為因素的影響。特別地，人類惡劣的行為和極端的天氣可能會對室外(而不是建筑物內(nèi))的電氣設(shè)備造成損害。即使是地震事件也可能導(dǎo)致變壓器的損壞。可能需要相當(dāng)長的時間來補救損壞并將電氣設(shè)備重新投入運行，這可能導(dǎo)致停電。技術(shù)實現(xiàn)要素：一種感應(yīng)設(shè)備，具有箱，所述箱具有頂壁、底壁和側(cè)壁，并且頂壁和側(cè)壁中的每個均具有外基板表面。芯設(shè)置在箱的內(nèi)部容積中，所述芯具有在一對軛之間延伸的至少一個芯臂、安裝在所述至少一個芯臂上的至少一個線圈組件、以及絕緣介質(zhì)。涂層結(jié)合到箱側(cè)壁的外基板表面。涂層是反應(yīng)時的聚脲涂層，并且在反應(yīng)之前由第一組分和第二組分形成。第一組分是芳香族異氰酸酯混合物、芳香族二異氰酸酯、脂肪族異氰酸酯混合物或脂肪族二異氰酸酯。第二組分是胺混合物或聚胺。提供了一種用于檢測物體對電氣設(shè)備的接近和/或沖擊的系統(tǒng)，電氣設(shè)備具有由頂壁、底壁和至少一個側(cè)壁構(gòu)成的殼體。該系統(tǒng)具有電氣設(shè)備、用于測量接近電氣設(shè)備的物體的聲壓的至少一個聲學(xué)傳感器、用于測量由物體撞擊殼體引起的電氣設(shè)備殼體表面的加速度的至少一個振動傳感器、至少一個處理器以及其上具有多個機(jī)器可讀指令的非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述多個機(jī)器可讀指令在由所述至少一個計算機(jī)處理器執(zhí)行時使得所述至少一個計算機(jī)處理器將從聲學(xué)傳感器和振動傳感器接收的信號與聲壓和加速度的閾值進(jìn)行比較以確定是否已經(jīng)發(fā)生物體對電氣設(shè)備的沖擊。所述至少一個聲學(xué)傳感器處于不與所述殼體接觸的預(yù)定位置，并且所述至少一個振動傳感器處于與電氣設(shè)備殼體接觸的預(yù)定位置。提供了一種用于確定物體對電氣設(shè)備的至少一個壁的沖擊位置的系統(tǒng)。該電氣設(shè)備具有由頂壁、底壁和至少一個側(cè)壁構(gòu)成的殼體。該系統(tǒng)具有電氣設(shè)備、用于測量由物體撞擊殼體引起的電氣設(shè)備殼體表面的加速度的至少兩個振動傳感器、至少一個處理器以及其上具有多個機(jī)器可讀指令的非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述多個機(jī)器可讀指令在由所述至少一個計算機(jī)處理器執(zhí)行時使得所述至少一個計算機(jī)處理器將從振動傳感器接收的信號與加速度的閾值進(jìn)行比較以確定物體對電氣設(shè)備的至少一個壁的沖擊位置。所述至少兩個振動傳感器與電氣設(shè)備殼體接觸并且在電氣設(shè)備殼體的單個壁上彼此間隔開。一種用于確定物體相對于電氣設(shè)備的原點位置的系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有：電氣設(shè)備，該電氣設(shè)備具有由頂壁、底壁和至少一個側(cè)壁構(gòu)成的殼體；以四面體構(gòu)型布置的聲學(xué)傳感器，其用于測量接近電氣設(shè)備的物體的聲壓；至少一個處理器；以及其上具有多個機(jī)器可讀指令的非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述多個機(jī)器可讀指令在由所述至少一個計算機(jī)處理器執(zhí)行時使得所述至少一個計算機(jī)處理器在已知關(guān)于物體原點的方位角和仰角中的一者時執(zhí)行以下步驟：基于與關(guān)于每個所述聲學(xué)傳感器的物體相關(guān)聯(lián)的槍口爆炸和沖擊波的到達(dá)時間確定方位角和仰角中未知的那一個；以及使用方位角和仰角來確定到物體原點的距離。聲學(xué)傳感器布置成不與電氣設(shè)備殼體接觸。提供了一種在檢測到對感應(yīng)設(shè)備的沖擊時保護(hù)感應(yīng)設(shè)備的方法。該方法具有以下步驟：a.檢測感應(yīng)設(shè)備的聲壓、振動、絕緣介質(zhì)溫度、絕緣介質(zhì)壓力和絕緣介質(zhì)水平中的至少一者處于可促使操作的水平；b.關(guān)閉感應(yīng)設(shè)備的主冷卻系統(tǒng)的閥；以及c.打開副冷卻系統(tǒng)的閥。一種用于向感應(yīng)設(shè)備提供副冷卻的系統(tǒng)，具有感應(yīng)設(shè)備，該感應(yīng)設(shè)備具有：芯，該芯具有在一對軛之間延伸的至少一個芯臂、安裝在所述至少一個芯臂上的至少一個線圈組件、設(shè)置在箱的內(nèi)部容積中的絕緣介質(zhì)、以及具有頂壁、底壁和側(cè)壁的箱；用于測量絕緣介質(zhì)溫度、絕緣介質(zhì)壓力和絕緣介質(zhì)水平中的至少一者的設(shè)備；主冷卻系統(tǒng)和副冷卻系統(tǒng)，各具有：至少一個風(fēng)扇、散熱器或冷卻器、以及控制絕緣介質(zhì)的流量的至少一個閥；以及其上具有多個機(jī)器可讀指令的非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述多個機(jī)器可讀指令在由所述至少一個計算機(jī)處理器執(zhí)行時使得所述至少一個計算機(jī)處理器將由測量裝置測量的油溫、油壓和油位中的至少一者與絕緣介質(zhì)溫度、絕緣介質(zhì)壓力和絕緣介質(zhì)水平測量中的至少一者的預(yù)定閾值進(jìn)行比較。附圖說明在附圖中，示出了結(jié)構(gòu)性實施例，其連同以下提供的詳細(xì)描述一起描述了加固感應(yīng)設(shè)備以及用于保護(hù)感應(yīng)設(shè)備免受災(zāi)難性事件的系統(tǒng)和方法的示例性實施例。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，部件可以被設(shè)計為多個部件，或者多個部件可以被設(shè)計為單個部件。此外，在附圖和接下來的描述中，相同的部件在整個附圖和書面描述中分別用相同的附圖標(biāo)記表示。附圖沒有按比例繪制，并且某些部分的比例被放大以便說明。圖1是根據(jù)本公開實施的感應(yīng)設(shè)備的透視圖；圖2是具有圍繞儲存器的防護(hù)件的感應(yīng)設(shè)備的側(cè)視圖；圖3是感應(yīng)設(shè)備的側(cè)視圖，示出了加強(qiáng)的檢修孔蓋；圖4a是在向箱壁施加涂層并加固之后在測試感應(yīng)設(shè)備的耐沖擊性時使用的示例性箱的俯視圖；圖4b是圖4a的箱的正視圖；圖4c是圖4a的箱的側(cè)視圖；圖5a是用于在彈道測試中使用的用于改裝的應(yīng)用的板組件的俯視圖；圖5b是用于圖5a的用于改裝的應(yīng)用的板組件的仰視圖；圖5c是用于圖5a的用于改裝的應(yīng)用的板組件的側(cè)視圖；圖6示出了通過支架固定的加固鋼板，其用于保護(hù)感應(yīng)設(shè)備的氣體繼電器；圖7a示出了具有安裝為保護(hù)油和壓力水平傳感器免受彈道沖擊的防彈防護(hù)件的油和壓力水平傳感器；圖7b示出了用于防彈防護(hù)件的安裝支架；圖7c示出了部分組裝的防彈防護(hù)件；圖7d顯示了圍繞油和壓力水平傳感器組裝的防彈防護(hù)件；圖8a描繪了安裝到感應(yīng)設(shè)備的箱并具有彈道板的ofaf(強(qiáng)制油/強(qiáng)制空氣熱交換器)冷卻器；圖8b描繪了ofaf冷卻器的豎直定向的風(fēng)扇；圖9是具有由彈道板保護(hù)的移動冷卻器的感應(yīng)設(shè)備的透視圖；圖10是在關(guān)于涂覆有涂層的操作感應(yīng)設(shè)備的各個測量點進(jìn)行的聲學(xué)測量的圖表；圖11示出了用于計算涂覆的變壓器的總芯噪的測量；圖12a示出圍繞感應(yīng)設(shè)備的閥的防彈防護(hù)件；圖12b示出圍繞分接變換器的防彈防護(hù)件；圖13是根據(jù)本公開的用于電氣設(shè)備的基于傳感器的彈道沖擊檢測系統(tǒng)的一個實施例的示意圖；圖14是用于獲得、處理和分類傳感器數(shù)據(jù)以確定是發(fā)出警報還是觸發(fā)傳感器數(shù)據(jù)的詳細(xì)記錄的方法的流程圖；圖15描繪了用于感測物體對電氣設(shè)備的沖擊和/或接近并確定對電氣設(shè)備的沖擊是否可促使操作的系統(tǒng)；圖16描繪了使用具有原始振動、均方根(rms)振動的變壓器箱和安裝在箱附近或與箱接觸的聲學(xué)傳感器的彈道測試試驗的設(shè)置；圖17描繪了在射彈對箱的沖擊時射彈在測試試驗中的撞擊位置；圖18是子彈試驗4的原始振動和rm傳感器的加速度對時間結(jié)果的曲線圖；圖19是子彈試驗4的聲學(xué)傳感器聲壓測試結(jié)果的曲線圖；圖20是用于將以帕斯卡為單位獲得的聲壓測量轉(zhuǎn)換為分貝單位的圖表。圖21是試驗4的聲學(xué)特征的曲線圖，其包括沖擊波和槍口爆炸；圖22是試驗4的聲學(xué)特征的曲線圖，其包括沖擊波和沖擊；圖23是由原始振動和聲學(xué)傳感器測量的石塊試驗加速度對時間的曲線圖；圖24是對于石塊試驗1，由聲學(xué)傳感器測量的石塊試驗聲學(xué)特征的曲線圖；圖25是由原始振動和rms傳感器測量的錘擊試驗2的加速度對時間的曲線圖；圖26是錘擊試驗2的聲學(xué)特征的曲線圖；圖27是由原始振動和rms傳感器測量的子彈試驗4的加速度對時間的曲線圖；圖28是由原始振動傳感器測量的最大原始加速度對石塊的口徑以及對錘子的曲線圖；圖29是由原始振動傳感器測量的最大原始加速度對石塊的口徑以及對錘子和對子彈的曲線圖；圖30是由聲學(xué)傳感器測量的最大壓力對石塊的口徑以及對錘子的曲線圖；圖31是對于變壓器箱的子彈沖擊對非子彈沖擊，rms加速度對時間的曲線圖，也顯示了信號的時間衰退；圖32a是對于變壓器箱的子彈沖擊對非子彈沖擊，圖32b的聲壓對時間的放大的曲線圖；圖32b是對于變壓器箱的子彈沖擊對非子彈沖擊，聲壓對時間的曲線圖；圖33是對于平均彈道試驗(例如試驗4)，最后四個測量值上的平均壓力對時間的曲線圖；圖34顯示了關(guān)于平均彈道試驗對第二次錘擊試驗的疊加在錘擊上的槍口爆炸；圖35示出了可用于產(chǎn)生多次槍擊到達(dá)時間測量的四面體陣列；圖36示出了用于對射彈的原點的殘余搜索的方法的結(jié)果；圖37示出了聲學(xué)傳感器成為矩形四面體的可能布置；圖38提供了當(dāng)使用各種位置和數(shù)目的聲學(xué)傳感器時用于射擊原點檢測的參數(shù)；圖39是由原始振動傳感器和rms傳感器測量的試驗5的子彈沖擊的加速度對時間的曲線圖；圖40是由原始振動傳感器和rms傳感器測量的試驗12的子彈沖擊的加速度對時間的曲線圖；圖41是射彈試驗6的射擊沖擊定位的曲線圖；圖42是射彈試驗12的射擊沖擊定位的曲線圖；圖43是在可促使操作的事件期間在感應(yīng)設(shè)備中檢測到低油位和/或低油壓時的響應(yīng)順序的示意圖；圖44是具有可移除的防彈面板的感應(yīng)設(shè)備的俯視圖；圖45是具有防彈屏障的感應(yīng)設(shè)備的俯視圖；圖46是具有保護(hù)儲存器、套管和電涌放電器的防彈覆層的感應(yīng)設(shè)備的側(cè)視圖；圖47是具有加強(qiáng)件的感應(yīng)設(shè)備的俯視圖，防彈加固板連接到該加強(qiáng)件；圖48是具有覆蓋感應(yīng)設(shè)備的儲存器、套管、電涌放電器和儀器的防彈覆層的感應(yīng)設(shè)備的俯視圖；以及圖49是具有圍繞感應(yīng)設(shè)備的防彈屏障的感應(yīng)設(shè)備的側(cè)視圖。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2014年10月24日提交的美國臨時專利申請no.62/068,495和2015年10月7日提交的美國臨時專利申請no.62/238,196的權(quán)益，在此將這兩個專利申請通過援引的方式全部并入。具體實施方式參照圖1，示出了諸如額定值為60mva或更高的變壓器的感應(yīng)設(shè)備10。應(yīng)當(dāng)理解，感應(yīng)設(shè)備10可以被實施為電力變壓器、配電變壓器或分流電抗器，并且視應(yīng)用而定是單相或多相，例如三相。感應(yīng)設(shè)備10具有本文所述的適用于新制造的變壓器的加固特征，并且這些加固特征可以是對現(xiàn)有的在維修和使用中的變壓器的改裝。感應(yīng)設(shè)備10被設(shè)計為處理由于彈道射彈和其他侵入物而容易發(fā)生故障的區(qū)域。感應(yīng)設(shè)備10的某些區(qū)域設(shè)置有保護(hù)材料，以使例如通過射彈進(jìn)行的直接撞擊發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而其他區(qū)域則利用傳感器來檢測損壞并切換到備用系統(tǒng)以保護(hù)芯和線圈繞組。芯和線圈繞組(也稱為變壓器的有源部分)在修理和/或更換方面具有最長的訂貨至交貨時間。如下面更詳細(xì)描述的涂層在被施加至變壓器箱20時，當(dāng)其與用于形成箱的各種等級的鋼結(jié)合時，使得箱壁不被子彈穿透。箱20和涂層的材料和厚度在本公開中得到優(yōu)化，以保護(hù)感應(yīng)設(shè)備10免于被物體或其他侵入物沖擊和穿透。感應(yīng)設(shè)備10具有箱20和芯，芯具有豎直地設(shè)置在一對軛之間的至少一個臂以及安裝到所述至少一個臂上的至少一個線圈組件。線圈組件具有高壓線圈和低壓線圈。所述至少一個線圈組件的第一端連接到從箱20的蓋延伸的高壓套管14。芯和所述至少一個線圈組件與絕緣介質(zhì)(如介電流體或諸如六氟化硫(sf6)、氮氣或空氣的氣體)一起設(shè)置在箱20的內(nèi)部容積中。特別地，絕緣介質(zhì)可以是礦物油、天然酯液體或合成酯液體。諸如天然酯和合成液體的流體可以提供礦物油的值的兩倍的燃點和閃點，從而在感應(yīng)設(shè)備受到物體的沖擊或在發(fā)生其他事件的情況下降低火災(zāi)的風(fēng)險。當(dāng)感應(yīng)設(shè)備10被實施為分流電抗器時，分流電抗器用于補償無功功率，并且通常具有在所述至少一個臂中具有一個或多個非磁性間隙的芯。分流電抗器的所述至少一個臂中的非磁性間隙可以用絕緣材料填充。在芯的每個臂中都可能存在非磁性間隙，其中非磁性間隙定位在安裝到所述至少一個臂的相應(yīng)的繞組組件的內(nèi)部或外部。繞組的第一端連接到從箱20的頂壁21延伸的套管12、14。在一個實施例中，套管12、14是干式套管，并且沒有填充介電流體。在該同一實施例中，套管由疏水性脂環(huán)族環(huán)氧樹脂、硅樹脂絕緣體或用于該應(yīng)用的其他合適材料形成。通過這種方式，如果套管12、14受到射彈的沖擊，套管不會像一般的瓷套管那樣容易破碎并釋放出油。另外，可以為套管12、14設(shè)置電勢監(jiān)測裝置。由于檢測到套管12、14的電容變化和/或漏電流測量值的變化，電勢監(jiān)測裝置檢測到對瓷套管或干式套管的任何損壞。提供警報以提醒人員檢測到套管12、14受到的沖擊。繼續(xù)參考圖1，箱20由金屬板形成，金屬板通過焊接在焊縫25處連接，或者使用緊固件結(jié)合在在一起。如下面將更詳細(xì)描述的，將聚脲的涂層施加到箱壁23的外表面以及箱20的金屬板之間的焊縫和界面處?？蛇x地，通過將金屬彎折以形成拐角和側(cè)壁23而由一個單件的金屬板形成箱20，并且彎折部具有施加到其上的涂層。箱20是矩形的，具有底壁、側(cè)壁23和頂壁21。可選地，箱是圓筒形的，具有圓筒形側(cè)壁、底壁和蓋或頂壁。感應(yīng)設(shè)備10具有施加到側(cè)壁23的外表面的涂層，以使其外部加固并且保護(hù)芯和至少一個線圈組件免于因箱20的壁23的撞擊或穿透而造成損壞。應(yīng)當(dāng)理解，變電站中的任何電氣設(shè)備如旋轉(zhuǎn)機(jī)器、開關(guān)設(shè)備和斷路器都可以具有外部或外殼，其外表面以與本文所述的感應(yīng)設(shè)備10相同的方式被涂層保護(hù)。此外，電氣設(shè)備殼體可以以與感應(yīng)設(shè)備10相同的方式用防彈加固板來改裝，如將在下面更詳細(xì)描述的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)電氣設(shè)備被實施為開關(guān)設(shè)備或接地箱殼斷路器時，絕緣介質(zhì)可以是六氟化硫(sf6)、空氣或適合于該應(yīng)用的另一類型的絕緣介質(zhì)。感應(yīng)設(shè)備10被加固以處理由于物體(例如彈道射彈和其他侵入物)的撞擊而容易發(fā)生故障的區(qū)域。感應(yīng)設(shè)備的某些區(qū)域設(shè)置有涂層以防止箱被射彈或其他物體的直接沖擊而穿透。例如，箱20被加固，因為箱20容納了也被稱為感應(yīng)設(shè)備的有源部分的芯和線圈組件。芯和線圈組件在維修和/或更換方面具有最長的訂貨至交貨時間。在圖1中還示出了低壓套管12和低壓電涌放電器、高壓電涌放電器16、壓力釋放裝置26、控制柜28、殼體38、緊急壓力釋放閥30、充油配件37、排油閥39和調(diào)節(jié)氮氣源40，調(diào)節(jié)氮氣源40用于維持位于箱的內(nèi)部容積內(nèi)的在頂部油位與箱20的蓋之間的感應(yīng)設(shè)備10的氣體空間中的正壓氮氣覆層。具有上部散熱器閥34、下部散熱器閥36和風(fēng)扇18的散熱器冷卻系統(tǒng)22在操作期間冷卻感應(yīng)設(shè)備10，并且油位和壓力計24與備用水冷卻系統(tǒng)一起工作，以使感應(yīng)設(shè)備10冷卻。在感應(yīng)設(shè)備冷卻散熱器被諸如射彈的物體刺穿的情況下，油位和壓力傳感器24檢測到油壓下降并且啟動設(shè)計成保護(hù)感應(yīng)設(shè)備10的有源部分免受損壞的閥動序列。油位和壓力傳感器24可以作為組合傳感器或單獨的傳感器提供。作為非限制性示例，可以與本公開一起使用的油位傳感器是可以從意大利的蒙特貝羅維森托的comem公司購得的油位指示器eoli。進(jìn)一步作為非限制性示例，可以與本公開一起使用的壓力傳感器是可以從紐約州的費爾伯特的qualitrol公司購得的qualitrol032/042/045和akm44712/34725大油位指示器。用于形成感應(yīng)設(shè)備箱20的鋼的類型為諸如csag40.21等級50w鋼的低碳鋼、符合astma36標(biāo)準(zhǔn)的低碳鋼、符合astm504標(biāo)準(zhǔn)的低碳鋼以及符合a572等級50標(biāo)準(zhǔn)的低碳鋼，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以使用其他類型的鋼。在箱20中使用的低碳鋼的厚度為從約0.375英寸至約1.25英寸厚。按基于總重量的重量百分比計的a36和a572等級50低碳鋼的化學(xué)成分通過以下表1和表2中的非限制性示例提供：表1化學(xué)成分-astma36鋼表2化學(xué)成分-astma572等級50鋼元素最小最大碳-0.23錳-1.35磷-0.04硫-0.05硅-0.4銅0.2-鈮0.0050.05用來構(gòu)建箱10的astm36和astma572等級50低碳鋼具有以基于總重量的重量百分比計的以下成分：0％≤碳≤0.29％；0.85％≤錳≤1.35％；0％≤磷≤0.04％；0％≤硫≤0.05％；0％≤硅≤0.4％；至少0.2％的銅；以及剩余成分由鐵構(gòu)成。另外，其他元素可以以痕量存在。符合astma36標(biāo)準(zhǔn)和astm標(biāo)準(zhǔn)a572等級50的低碳鋼除了對上述元素c、mn、p、s和si所列的范圍之外，還含有至少0.2％的重量百分比的銅。此外，除了具有元素c、mn、p、s、cu和si之外，astm標(biāo)準(zhǔn)a572等級50的低碳鋼的成分還包含基于總重量的重量百分比為從0.005％至0.05％的鈮。本公開的發(fā)明人使用涂層與包括先前提到的低碳鋼的各種金屬基板和ar500鋼(布氏硬度為500的耐磨(ar)鋼)的組合進(jìn)行了測試。本發(fā)明人通過測試發(fā)現(xiàn)，涂層防止諸如表6中提供的彈藥的射彈穿透感應(yīng)設(shè)備箱20的壁23。應(yīng)當(dāng)理解，金屬基板包括感應(yīng)設(shè)備箱20壁的外表面和用于變壓器部件的任何防護(hù)件48、56、52、78、92。發(fā)現(xiàn)用于與ar500鋼的優(yōu)化的1/2英寸的箱壁厚度相結(jié)合的優(yōu)化的涂層厚度，實現(xiàn)了ul752等級8和ul752等級10的防彈保護(hù)?？捎糜跇?gòu)造箱20的ar500鋼的示例是可從俄亥俄州的mapelheights的clifton鋼鐵公司購得的bluear500。bluear500(厚度為0.236英寸至2.5英寸)的以基于總重量的重量百分比計的典型化學(xué)成分在下表3中提供：表3碳0.31錳1.50磷0.025硫0.015硅0.50鉻0.87鎳0.70鉬0.35硼0.003可選地，可用于構(gòu)造感應(yīng)設(shè)備箱20的ar500鋼ar500的以基于總重量的重量百分比計的標(biāo)準(zhǔn)成分在下表中提供：表4碳0.30錳1.70硅0.70鉻1.00鎳0.8鉬0.50硼0.004在一個實施例中，如下面將進(jìn)一步詳細(xì)描述的，發(fā)現(xiàn)由具有3/8英寸厚度且沒有涂層的ar500鋼形成的變壓器箱20實現(xiàn)了ul752防彈等級8的防護(hù)。此外，ar500鋼用于使控制柜28、水冷備用系統(tǒng)33、屏障和防護(hù)件加固。涂層減少了由于射彈的沖擊造成的金屬碎片“剝落”量。涂層可以在箱20的所有外表面(例如側(cè)壁和蓋)、控制柜38、散熱器22、儲存器46、閥、殼體和套管12、14上使用。涂層的示例包括但不限于：純聚脲涂層、雙組分聚脲和聚氨酯噴涂系統(tǒng)以及具有低揮發(fā)性或非揮發(fā)性有機(jī)化合物的芳香族聚脲噴涂彈性體系統(tǒng)。涂層提供抵抗腐蝕性化學(xué)品和環(huán)境因素的持久的表皮成分。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明人考慮了其他類型的涂層，并且通過非限制性示例提供了涂層類型。當(dāng)涂層實施為具有零揮發(fā)性有機(jī)化合物的雙組分聚脲噴涂彈性體系統(tǒng)時，第一組分(即“a”側(cè))包含芳香族或脂肪族異氰酸酯(或二異氰酸酯)，以及第二組分(即“b”側(cè))包含胺混合物或聚胺。芳香族異氰酸酯混合物含有重量百分比為從約0.1％至約50％的異氰酸酯。具體地，異氰酸酯混合物含有重量百分比為從約0.1％至約45％的二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯，以及重量百分比為從約0.1％至5％的亞甲基二苯基二異氰酸酯。胺混合物含有重量百分比為從約70％至約99％的胺，例如二乙基甲基苯二胺以及α-(2-氨基甲基乙基)-ω-(2-氨基甲基乙氧基)-聚(氧基(甲基-1,2-乙二基))。更具體地，胺混合物含有重量百分比為從約50％至約75％的α-(2-氨基甲基乙基)-ω-(2-氨基甲基乙氧基)-聚(氧基(甲基-1,2-乙二基))，以及重量百分比為從約20％至約25％的二乙基甲基苯二胺?？梢詫⒓s0.1％至約20％的重量百分比的顏料加入到胺混合物中以提供涂層的所需顏色。在一個實施例中，涂層在噴涂過程中具有基于與聚脲涂層分散在基板上的聚(對苯二甲酰胺)的對位芳綸纖維，以提供涂層的附加強(qiáng)度。這里使用“約”意味著±1％。第一組分和第二組分被預(yù)熱并在高壓下使用雙組分噴涂設(shè)備以1:1的比例施加。預(yù)熱的異氰酸酯和胺在在噴槍外在高壓下結(jié)合并反應(yīng)，以在施加的基板材料上形成聚脲涂層。作為第一組分和第二組分的反應(yīng)產(chǎn)物的聚脲涂層在施加后幾分鐘內(nèi)固化，并與基板材料結(jié)合，在本示例中該基板材料為低碳鋼或ar500鋼?？蛇x地，涂層被實施為雙組分聚脲噴涂彈性體系統(tǒng)，其具有包括芳香族異氰酸酯混合物的第一組分，該混合物包含從約30％至約60％(基于總重量的重量百分比)的異氰酸酯和從約5％至約15％(基于總重量的重量百分比)的碳酸丙烯酯。異氰酸酯是多元醇與二苯基甲烷二異氰酸酯的反應(yīng)產(chǎn)物。第二組分是含有從約61％至約89％(基于總重量的重量百分比)的聚氧丙烯二胺的胺混合物。第一組分和第二組分被預(yù)熱并且使用雙組分噴涂設(shè)備以1:1的比例在高壓下施加。預(yù)熱的異氰酸酯和胺組分在噴槍外的高壓下結(jié)合并反應(yīng)，以在施加的基板材料上形成聚脲涂層。作為第一組分和第二組分的反應(yīng)產(chǎn)物的聚脲涂層在施加后幾分鐘內(nèi)固化，并與基板材料結(jié)合，在本示例中該基板材料為低碳鋼或ar500鋼。用于實施本公開的涂層的示例是可以從阿拉巴馬州的huntsville的line-xprotectivecoatings公司購得的xs-350?？捎糜趯嵤┍竟_的教導(dǎo)的涂層的其他示例是可以從華盛頓州的lakewood的specialtyproducts公司購得的dragonshield-bc以及可以從加利福尼亞州的圣地亞哥的rhinolinings購得的rhinoarmorppfr1150。應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明人考慮了各種涂層，并且通過非限制性示例提供了涂層類型。涂層具有從約45至約70的astmd2240邵氏d硬度計硬度。更具體地說，邵氏d硬度計硬度為從約50至約61。本公開的發(fā)明人將涂層應(yīng)用于先前已經(jīng)使用的69kv的12/16/20mva(onan/onaf/onaf)變壓器。感應(yīng)設(shè)備10被斷電，排出箱20中的介電流體，并且在施加涂層之前將散熱器和所有外部附件如導(dǎo)管和布線移除。使用噴槍施加涂層以實現(xiàn)每個涂層的從約20密耳至約40密耳(0.5mm至1mm)的濕膜厚度，從而在每個箱壁上實現(xiàn)至少半英寸的厚度箱壁。發(fā)明人進(jìn)行的第一系列彈道試驗研究了具有施加并結(jié)合到鋼板基板的一側(cè)的不同厚度(1/8英寸、1/4英寸和1/2英寸)的涂層的各種厚度(1/8英寸、5/16英寸、3/8英寸和1/2英寸)的低碳鋼板的性能。根據(jù)astm-f1233使用兩種類型的彈藥(7.62mm(0.308口徑)natom80彈珠，全金屬外套(fmj)和30-06，加套軟點(jsp)子彈)進(jìn)行測試。對板樣品的astm測試的描述如表5所示。表5：測試系列#1的樣品描述表6：彈道測試比較：astmf1233和ul等級8具有3/8英寸和更薄的鋼板厚度的所有樣品，無論涂層的厚度如何，每次測試都會失敗。如果有一個或多個被規(guī)定彈藥沖擊而發(fā)生表面穿透的情形，則樣品將不滿足特定的彈道等級。具有1/2英寸厚的涂層、1/4英寸厚的涂層和小于這些值的涂層的樣品都通過了astm-f1233r3測試，但是在astm-f1233r2測試中失敗。涂層厚度為1/2英寸的1/2英寸厚鋼樣品通過了astm-f1233r2和astm-f1233r3彈道測試。astm-f1233測試和ul752等級8測試的特征的比較示于表6中。astm-f1233r2使用具有軟尖端的較重的彈藥以便更好地穿透目標(biāo)材料，并且彈藥在沖擊時的平均行進(jìn)速度高于ul等級8彈藥。ul752等級8比astm測試要求更靠近目標(biāo)的范圍。穿透材料的能力取決于幾個因素：材料的硬度和厚度、子彈的結(jié)構(gòu)和重量以及子彈對材料的沖擊速度。沖擊的強(qiáng)度及其破壞材料的能力取決于子彈的動能，其中子彈的動能與質(zhì)量和速度平方的乘積成比例。例如，ul752等級8彈道和astmf1233r2彈道的沖擊時的平均動能分別為2805英尺-磅和3436英尺-磅。對于測試系列1，下面提供了astmf1233測試的結(jié)果：表7：結(jié)果總結(jié)-測試系列1現(xiàn)在參照圖4a、4b和4c，測試系列2的測試樣品以立方體的形狀形成，以模擬變壓器箱的一般形狀。樣品由厚度為3/8英寸和1/2英寸的低碳鋼或ar500鋼制成，如表8所示。在每個立方體的頂部設(shè)置有兩個提升鉤73，以允許兩個人通過穿過所述鉤的桿來搬運。在立方體的頂部設(shè)有兩個口71，用于填充水并將被取代的空氣排出立方體。兩個立方體幾乎完全被填充了水以模擬變壓器內(nèi)部的介電流體。應(yīng)當(dāng)注意，盡管使用水來填充立方體并模擬不可壓縮的流體例如介電流體，但是該介電流體具有比水大的粘度。因此，與水相比，該介電流體較不容易泄漏。然而，由于安全性和環(huán)境方面的關(guān)注，在測試中使用水而不是介電流體。下表給出了介電流體的粘度與水的粘度的對比：流體40℃下的運動粘度(mm2/s)礦物油9天然酯28合成酯36水0.658每個立方體的一側(cè)由裸金屬形成，而其他三側(cè)均涂覆有聚脲涂層，以實現(xiàn)不同的厚度，如下表所示。立方體的頂蓋用螺栓固定在圍繞立方體頂部的墊圈法蘭上。旋轉(zhuǎn)立方體，使得對于每個測試，所有涂層厚度和金屬厚度組合都面對射擊者。如下表所示制備用于ul752彈道測試的樣品：樣品#1：用水填充的3/8英寸普通鋼立方體側(cè)測試序列涂層厚度(密耳)彈道等級d11000ul-8c2750ul-8b3500ul-8a4無ul-8樣品#2：用水填充的3/8英寸裝甲鋼立方體側(cè)測試序列涂層厚度(密耳)彈道等級a1無ul-8d2750ul-9c3500ul-9b4250ul-9樣品#3：用水填充的1/2英寸裝甲鋼立方體側(cè)測試序列涂層厚度(密耳)彈道等級d11000ul-10c2750ul-10b3500ul-10a4無ul-9現(xiàn)在參照圖5a、5b和5c，制備了具有用于改裝應(yīng)用的平行板的表8中的編號為4和5的測試樣品。在測試改裝應(yīng)用時，使用3/8英寸厚的低碳鋼板來模擬變壓器箱20，并使用8英寸寬的支架29從3/8英寸ar500裝甲鋼板31偏移8英寸。測試序列在ul752等級8和ul752等級9下執(zhí)行。使用8英寸的偏移來模擬由8英寸寬度的加強(qiáng)件54造成的彈道板與箱壁的偏移。壁加強(qiáng)件54是具有敞開面的矩形棱柱，其以彼此相等的間隔焊接在箱壁上。壁加強(qiáng)件可以相對于箱20的底壁的平面豎直地或水平地設(shè)置。加強(qiáng)件54可以相對于箱20壁的形成間隙，并且填充有防彈材料74，例如凱夫拉(kevlar)或砂。如前所述，不同的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會已經(jīng)制定了防止被從距離目標(biāo)的指定距離射出的特定彈藥穿透的材料和結(jié)構(gòu)的等級。由本公開的發(fā)明人進(jìn)行的第二系列測試評估了涂覆有不同厚度的涂層的低碳鋼和ar500鋼的箱厚度的組合。根據(jù)ul752標(biāo)準(zhǔn)的三個最高等級ul752等級8、9和10測試箱材料、箱厚度和涂層厚度的組合。ul752標(biāo)準(zhǔn)等級8、9和10的規(guī)格描述如下：ul等級8使用30口徑的m80彈珠全金屬套(fmj)進(jìn)行測試，其中166個顆粒以每秒2750-3025英尺的速度行進(jìn)。向在距離槍口15英尺處放置的樣品中發(fā)射五次射擊。ul等級9使用30口徑的armorpiecing(ap)m2子彈進(jìn)行測試，其中166個顆粒以每秒2715-2986英尺的速度行進(jìn)。向在距離槍口15英尺處放置的樣品中發(fā)射一次射擊。ul等級10使用50口徑的彈珠進(jìn)行測試，其中708個顆粒以每秒2810-3091英尺的速度行進(jìn)。向在距離槍口15英尺處放置的樣品中發(fā)射一次射擊。使用沿正交于位于豎直平面內(nèi)的變壓器箱20的壁的水平面發(fā)射的所需數(shù)量的射擊測試所有樣本。如表8所示，發(fā)現(xiàn)ul等級10的最佳涂層和箱壁厚度組合是當(dāng)使用xs-350雙組分聚脲噴霧作為涂層時，施加在具有1/2英寸厚度的ar500鋼形成的箱壁的1/2英寸厚的涂層。當(dāng)至少有1/2英寸厚度的涂層施加到具有至少1/2英寸厚度的ar500鋼箱時，來自彈道沖擊的彈片主要被捕獲在涂層內(nèi)部，并且沒有穿透ar500鋼箱20。涂層似乎已經(jīng)吸收了大量的彈片，因此減少了來自箱的表面的碎片量。此外，ar500鋼壁防止了子彈穿透箱壁并到達(dá)箱的內(nèi)部。由發(fā)明人根據(jù)ul752標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的彈道測試的結(jié)果在表8中給出。表8根據(jù)ul752標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行的彈道測試總之，表8提供了以下結(jié)果。具有3/8英寸厚度的ar500鋼在沒有涂層的情況下符合ul等級8彈道要求，并且在箱20上的沖擊部位造成了一點損壞。具有1/2英寸的厚度、無涂層的ar500鋼符合ul等級9的彈道要求，但經(jīng)歷了對沖擊部位的重大損壞。具有1/2英寸厚度和1/2英寸的施加的聚脲涂層的ar500鋼符合ul等級10的彈道要求。此外，在由具有3/8英寸厚度以及被施加到至少1/2英寸厚度的涂層的低碳鋼制成的樣品中，箱壁被ul752等級8的彈藥穿透并且在箱中具有至少1/2英寸直徑的孔。然而，只有少量的水通過涂層。因此，施加有涂層的箱20不太可能通過任何微小的孔泄漏介電流體。例如，防止了箱壁中直徑為約0.5mm至約12.7mm的開口從箱泄漏介電流體。連接感應(yīng)設(shè)備的側(cè)壁23的接頭處的焊縫中的缺陷可以是針孔的尺寸，并且直徑更接近于從約0.5mm至約1mm，而彈孔的尺寸為從約5mm至約12.7mm。在針孔的情況下，針孔被聚脲涂層填充或覆蓋，并且防止介電流體泄漏。在彈孔的情況下，介電流體一次只能以幾滴的形式泄漏，因而防止了介電流體的泄漏對環(huán)境的一定影響。此外，聚脲涂層可以在內(nèi)電弧的情況下提供受控的破裂，其中來自所述電弧的壓力將沿著箱壁豎直地被涂層吸收，并暴露出在沒有施加涂層的箱蓋21的界面27處的最弱接頭?？梢酝ㄟ^在具有涂層并且不將涂層施加到壁上的箱中模擬高能電弧來測試受控破裂特性。箱蓋21的界面27處的受控破裂比側(cè)壁23的焊縫25處的破裂更為理想，因為在點火的情況下，這樣可以控制油的泄漏和燃料向火的供應(yīng)。可以通過連接隔開大約1英寸并且固定在箱內(nèi)的兩根電極之間的細(xì)線來模擬箱中的短路。通過使高電流通過兩個電極和所述線，可以模擬高能量電弧。通過短路電路的高電流將在箱中產(chǎn)生伴隨有高壓的電弧。如果電弧能量足夠高，則壓力會使箱破裂。在箱破裂的情況下，由于聚脲涂層沿著箱壁豎直地吸收壓力，所以破裂將是箱蓋21的界面27處的受控破裂?？傊?，如下表9、10和11所示，本發(fā)明人通過對低碳鋼和ar500鋼板和箱20的彈道測試發(fā)現(xiàn)，施加到1/2英寸厚的ar500鋼的優(yōu)化箱厚度的至少1/2英寸的優(yōu)化涂層厚度實現(xiàn)了ul752等級10保護(hù)，并且限制了金屬碎片的剝落。然而，使用至少0.25英寸(6.35mm)涂層厚度和高達(dá)約1英寸(25.4mm)涂層厚度與本文提及的所有各種金屬和厚度的組合，確定了一些保護(hù)性益處。由于目前大多數(shù)感應(yīng)設(shè)備箱都是由低碳鋼制成，所以只有新制造的感應(yīng)設(shè)備才能由ar500鋼箱組成?，F(xiàn)有的感應(yīng)設(shè)備可以使用具有厚度為至少1/2英寸的聚脲涂層的ar500鋼板進(jìn)行改裝。此外，在具有被改裝以用于抵抗彈道沖擊的低碳鋼箱的感應(yīng)設(shè)備中，感應(yīng)設(shè)備具有焊接到箱20的側(cè)壁的銷，其中具有高達(dá)0.5英寸厚度的ar500鋼板進(jìn)一步螺栓連接或焊接到該銷以提供保護(hù)壁。可選地，具有高達(dá)0.5英寸厚度的ar500鋼板被焊接或螺栓連接到縱向附接至箱的側(cè)壁的加強(qiáng)件54。將涂層進(jìn)一步施加到ar500鋼板上，直到達(dá)到至少0.5英寸的厚度。為了提供ul等級8的防彈保護(hù)，ar500鋼板設(shè)置為3/8英寸的厚度，并且向其施加至少0.5英寸厚的聚脲涂層以限制金屬碎片的剝落。以下提供用于加固新的和改裝的感應(yīng)設(shè)備的解決方案的總結(jié)。表9：新的感應(yīng)設(shè)備應(yīng)用ul防彈等級構(gòu)造83/8英寸裝甲鋼箱+施加1/2英寸涂層9-101/2英寸裝甲鋼箱+施加1/2英寸涂層表10：用于3/8英寸的低碳鋼箱壁的改裝應(yīng)用表11：用于1/2英寸的低碳鋼箱壁的改裝應(yīng)用在一個實施例中，第一層涂層結(jié)合到箱壁上，并且提供鋼板作為第二層。第三層是提供的涂層。箱20、第一層涂層、第二層鋼板和第三層涂層結(jié)合在一起。第一層涂層和第三層涂層以從約0.25英寸(6.35mm)至約0.75英寸(19.05mm)的厚度提供。由本文所提到的類型的ar500或低碳鋼形成的鋼板為從約0.25英寸(6.35mm)至約0.75英寸(19.05mm)?，F(xiàn)在參考圖2，油儲存器46被示出為具有附接到其上的防彈防護(hù)件48。儲存器防護(hù)件48由前面在新的和改裝的設(shè)備中提到的類型的ar500鋼或低碳鋼形成。當(dāng)使用ar500鋼形成儲存器防護(hù)件時，如果單獨使用ar500以滿足ul752彈道等級8，則鋼的厚度至少為3/8英寸。否則，使用0.5英寸(12.7mm)厚的ar500鋼結(jié)合0.5英寸(12.7mm)的涂層厚度以滿足ul752彈道等級9和10。0.5英寸(12.7mm)厚的低碳鋼和0.5英寸(12.7mm)厚的涂層可以符合astmf1233標(biāo)準(zhǔn)。防彈防護(hù)件48可移除或固定到儲存器46的支撐件和/或箱20。防彈防護(hù)件46也用作儲存器46的偽裝，因為潛在的目標(biāo)物是不可見的，并且防彈防護(hù)件46可以形成為使射彈偏轉(zhuǎn)的形狀。在一個實施例中，儲存器48的油位計由鋼板保護(hù)和隱藏而不可見，并且可以僅從地平面讀取，或者在遠(yuǎn)離或靠近安裝感應(yīng)設(shè)備10的變電站的功率網(wǎng)絡(luò)控制中心讀取。在另一個實施例中，儲存器48由厚度為1/2英寸的低碳鋼形成，并涂覆有1/2英寸厚度的涂層以符合astmf1233r2或r3彈道水平。應(yīng)當(dāng)理解，箱20和儲存器46可以在新的應(yīng)用中由ar500鋼或厚規(guī)格鋼形成，并且閥、計量器和冷卻系統(tǒng)可以被放置在中央位置/槽中，以被由厚規(guī)格鋼或潛艇用鋼形成的各種防護(hù)件保護(hù)。然后可以用涂層涂覆所有表面，并且可以使用防護(hù)件和屏障來作為箱20和儲存器46加強(qiáng)的鋼外殼的替代或補充。此外，應(yīng)當(dāng)理解，由本文所述的材料和布置制造的任何組合都可以用于加固感應(yīng)設(shè)備箱，提供為感應(yīng)設(shè)備10防護(hù)射彈的層狀的、非均質(zhì)的途徑，并且通過非限制性示例提供具體的布置。現(xiàn)在參考圖3，檢修孔蓋58示出為具有3/8英寸ar500鋼檢修孔防護(hù)件，其與螺栓連接到箱20上的檢修孔蓋58的檢修孔蓋形狀相同。檢修孔防護(hù)件56在與射彈或其他外部侵入物接觸的情況下支撐檢修孔蓋58。檢修孔防護(hù)件56具有比檢修孔蓋58少的緊固件開口，并且被切割成適于容納固定檢修孔蓋58的現(xiàn)有緊固件的形狀?，F(xiàn)在參考圖6，示出了包圍氣體繼電器50(例如buchholz繼電器)的框架52。框架52被加固并且在新的和改裝的感應(yīng)設(shè)備10的安裝中都包圍氣體繼電器50，并且通過夾具82和安裝支架84固定到氣體繼電器。夾具82具有弓形側(cè)面86以補償管51的撓曲。在一個實施例中，低碳鋼或ar500鋼框架52涂覆了具有與前面對于儲存器防護(hù)件48描述的厚度相同的厚度的涂層。此外，應(yīng)當(dāng)理解，被測試的各種組合中的低碳鋼和ar500可以施加并固定到需要免受彈道沖擊的箱20的任何部分。在一個實施例中，鋼框架52設(shè)置為閥防護(hù)件，該閥防護(hù)件與相應(yīng)的閥30、39的輸出螺紋可移除地接合，或者使用與閥本身相同的螺栓栓接?？蚣?2具有固定到框架52的每一側(cè)的防彈加固板。框架52的至少一側(cè)具有與相應(yīng)的閥30、39的螺紋部分接合的螺紋。除了保護(hù)相應(yīng)的閥不被射彈沖擊之外，框架52還可以隱藏閥而使其不可見。在一個實施例中，感應(yīng)設(shè)備10被設(shè)計成使得所有閥被送入箱20上的單個位置，其中共同的框架52圍繞被焊接或螺栓連接到箱20的閥?，F(xiàn)在參考圖7a，可移除的防護(hù)件78可以放置在油位和油壓計24以及感應(yīng)設(shè)備10設(shè)置的任何其他計量器、溫度計或分析器上?？梢瞥姆雷o(hù)件由相同的材料形成，并且施加有前面對于儲存器防護(hù)件48所提到的涂層。所有儀器、計量器、散熱器22組和各種閥可以放置在感應(yīng)設(shè)備10上的單個位置，以便通過中心位置中的可移除防護(hù)件78進(jìn)行保護(hù)。儀器、溫度計和計量器被實施為提供遠(yuǎn)程讀取能力(意味著遠(yuǎn)離感應(yīng)設(shè)備或變電站位置)的設(shè)備，例如在網(wǎng)絡(luò)控制中心、服務(wù)人員移動設(shè)備和/或控制柜28進(jìn)行讀取。油位24指示器也以接近地面水平的角度定位，使得計量器24可以從地面水平讀取，這與靠近蓋并且不是以一定角度在箱20的側(cè)壁上的典型定位形成對比。還可以提供讀取面板80，使得在面板80上可以看到計量器24的讀數(shù)。圖7b、圖7c和圖7d示出了防護(hù)件78的部件的組件。圖7b示出了在油位計24的相對側(cè)上焊接到儲存器46的底部的安裝支架77。圖7c描繪了通過緊固件固定到支架77的兩個金屬面板75中的一個金屬面板。金屬面板75由以45度角焊接的ar500鋼形成。防護(hù)件78的最終組件如圖7d所示，示出了油位計24受保護(hù)而不可見并且免受彈道沖擊。其他加固特征，如圖12a和12b所示的局部屏障120、122、124，可以分別圍繞諸如閥和分接變換馬達(dá)驅(qū)動器的附件或來自感應(yīng)設(shè)備的箱壁的表面的任何其他突起構(gòu)造。屏障120、122、124由圍繞附件的加固鋼板126形成。依賴于所需的防護(hù)等級，鋼板根據(jù)表9、10或11中列出的材料和厚度依賴于依照電感設(shè)備的應(yīng)用進(jìn)行加固。可以以這種方式保護(hù)的其他附件的示例包括但不限于：儲存器、buchholz繼電器、填充閥、ct接線盒、吸濕器、有載分接變換器、帶計量器的控制柜、氮氣瓶柜、排水閥、原始振動傳感器、rms傳感器和檢修孔蓋。局部屏障120、122、124通過拆開保護(hù)板或者拆開一側(cè)并打開屏障門128(如果存在的話)而被拆卸，以提供用戶對附件的訪問，從而進(jìn)行維護(hù)和儀器讀取。當(dāng)設(shè)計要被用戶移除的加固板時，每個可移除板的手動搬運重量在23公斤以下。外部附件可以使用共同的屏障設(shè)計來保護(hù)，所述共同的屏障設(shè)計具有應(yīng)用于框架的加固板，框架能夠直接焊接到箱壁、蓋或任何合適的表面。加固的板被螺栓連接到框架以提供保護(hù)。為了訪問較小的設(shè)備，前屏障可以被移除。對于小型和大型附件，前屏障可以設(shè)計有鉸鏈以創(chuàng)建如圖12b所示的門。屏障的形狀將由附件的位置決定。例如，圖10a和圖10b描繪了安裝在箱壁23上并且具有三個暴露的側(cè)面的屏障，然而，安裝在感應(yīng)設(shè)備10的頂壁上的附件將需要從所有四個側(cè)面的保護(hù)?，F(xiàn)在參照圖44，示出了具有用于保護(hù)控制柜28的可移除的滑動防彈面板42、44的感應(yīng)設(shè)備10。應(yīng)當(dāng)理解，分接變換器可以設(shè)置在控制柜28內(nèi)或單獨的機(jī)柜中，并利用可移除的滑動防彈面板42、44進(jìn)行保護(hù)。典型的控制柜28設(shè)置有用于觀察控制柜28內(nèi)部的電子設(shè)備的玻璃窗。因此，可移除的滑動防彈面板42、44為控制柜28的其他暴露部分提供保護(hù)。如果作為新的變壓器提供，圖44中的感應(yīng)設(shè)備箱20由裝甲鋼或低碳鋼以及上述厚度的涂層。具有低碳鋼或裝甲鋼箱20的新的感應(yīng)設(shè)備10可以設(shè)置有安裝在箱20的外部、用于簡化的讀取訪問的計量器和指示器，然而，控制柜28的電子器件由ar500鋼和/或施加到控制柜28的外表面的涂層保護(hù)。對于新的和改裝的感應(yīng)設(shè)備，箱20由裝甲鋼或低碳鋼形成，并且具有施加到箱20的外表面的涂層?？蛇x地，箱20由低碳鋼制成并且被由纖維形成的三軸芳香族聚酰胺的覆層或涂層包覆，所述纖維例如為聚酯、聚酰胺或芳香族聚酰胺，如由e.i.dupontdenemoursandcompany以注冊商標(biāo)銷售的。特別地，三軸芳香族聚酰胺織物由基于聚(對苯二甲酰胺)的對位芳香族聚酰胺纖維形成。在一個實施例中，儲存器48還可以被織物包裹或設(shè)置有三軸芳香族聚酰胺的外涂層。新的和改裝的感應(yīng)設(shè)備10設(shè)置有由ar500鋼形成的固定的、可移除的和/或滑動的門彈道板42、44。在一個實施例中，固定的、可移除的和/或滑動的門彈道板42、44設(shè)置有具有特殊形狀或成分的鋼板，其被設(shè)計成使彈道射彈從接觸表面偏轉(zhuǎn)或彈起?，F(xiàn)在參考圖45，設(shè)置有散熱器防護(hù)件70。散熱器防護(hù)件70可移除并與散熱器組22的前部間隔開，用于保護(hù)散熱器免受射彈沖擊和通過迫使空氣循環(huán)來防止冷卻空氣逸出這兩個目的。防護(hù)件可以由單片金屬(例如裝甲鋼)或裝甲鋼板焊接在一起以形成多壁結(jié)構(gòu)來形成。在一個實施例中，散熱器防護(hù)件70的金屬片或金屬板由波狀的14規(guī)格或16規(guī)格鋼形成。在該同一實施例中，散熱器防護(hù)件70保護(hù)感應(yīng)設(shè)備10免受低角度的高速碎片、彈片和簡易爆炸裝置的影響，同時提供作為抗撞擊車輛屏障的保護(hù)。散熱器防護(hù)件70可以設(shè)計成用砂填充的箱子，以進(jìn)一步加強(qiáng)散熱器防護(hù)件70對進(jìn)入的侵入物的抵抗。在一個實施例中，三軸芳香族聚酰胺織物的覆層或三軸芳香族聚酰胺織物作為遮蔽層放置在散熱器防護(hù)件70上方以提供額外的保護(hù)層。將散熱器22和備用水冷卻系統(tǒng)定位在同一個組中，并通過散熱器防護(hù)件70保護(hù)整個組，將組集中并允許用于防彈的單個散熱器防護(hù)件70?，F(xiàn)在參照圖46，感應(yīng)設(shè)備10被由諸如聚酯、聚酰胺或芳香族聚酰胺的纖維形成的三軸芳香族聚酰胺織物形成的覆層62覆蓋。覆層62位于感應(yīng)設(shè)備10的低壓側(cè)，以保護(hù)套管12、14和儲存器46。在一個實施例中，支撐件48可以通過連接在兩個支撐件之間的桿設(shè)置在變壓器箱的每一端，使得覆層62可以如同篷布一樣放置在桿上方?？蛇x地，防彈覆層62圍繞箱20和/或儲存器46纏繞，并使用扎帶或緊固件固定。防彈覆層62保護(hù)變壓器，并且還用于隱藏感應(yīng)設(shè)備10上的潛在目標(biāo)。覆層62與施加到套管12、14和儲存器46的外表面的涂層一起提供了雙層保護(hù)，以防射彈刺穿覆層62并接觸套管12、14和/或儲存器46的表面。此外，覆層62保護(hù)設(shè)置在感應(yīng)設(shè)備10的蓋上的其他裝置。還提供了快速壓力上升繼電器，其檢測箱20所經(jīng)受的壓力的突然變化?？焖賶毫ι仙^電器與壓力釋放裝置一起工作以釋放壓力，直至實現(xiàn)可接受的水平。壓力釋放裝置在快速壓力上升繼電器檢測到可接受的工作壓力水平時自動重新密封。壓力釋放裝置與排油管39集成以將油引導(dǎo)到地面?，F(xiàn)在參照圖47，電感設(shè)備10示出為具有支撐壁的較弱部分的壁防護(hù)件72和/或設(shè)置有加強(qiáng)件54。諸如砂的防撞材料可以放置在加強(qiáng)件54的內(nèi)部，以保護(hù)箱20和有源部件。壁防護(hù)件72用于保護(hù)側(cè)壁和安裝在其上的任何附件、計量器和閥。砂袋也可以附接到箱20或蓋，使得袋覆蓋箱20的對應(yīng)于感應(yīng)設(shè)備10的有源部件或在受損時可能對有源部件造成損壞的其他部件的表面。在一個實施例中，整個變壓器10和所有外圍設(shè)備完全被混凝土壁76或防彈覆層62包圍，如圖48和圖49所示?，F(xiàn)在參照圖8a和圖8b，示出了對ofaf(強(qiáng)制油/強(qiáng)制空氣熱交換器冷卻器)箱安裝式冷卻器92形式的感應(yīng)設(shè)備的可復(fù)原的冷卻保護(hù)。彈道板92圍繞除了風(fēng)扇94周圍之外的ofaf冷卻器的豎直側(cè)面固定，使得所有的豎直邊緣和表面均受到彈道板的保護(hù)。ofaf冷卻器被設(shè)計成使用風(fēng)扇94豎直地引導(dǎo)空氣。如圖8b所示，彈道板92的放置不會妨礙ofaf冷卻器92的風(fēng)扇94的氣流。用于保護(hù)冷卻器90的板92附接到進(jìn)一步通過螺柱或焊縫安裝到箱的框架上。具有空氣入口或出口的冷卻器90的側(cè)面不得被覆蓋，否則會導(dǎo)致冷卻效率低下。除了保護(hù)冷卻器90免受射彈的沖擊之外，彈道板還用于保護(hù)處于子彈視線(lineofsight)中的冷卻器90的邊緣以及用于偽裝冷卻器90。板92由如前面針對由彈道板92保護(hù)的儲存器防護(hù)件48和其他感應(yīng)設(shè)備部件所描述的金屬和/或涂層形成。使用ofaf熱交換器的優(yōu)點在于尺寸和重量僅為等同的散熱器/風(fēng)扇冷卻的25％。彈道加固板92可以改裝到散熱器22的一側(cè)或onaf冷卻器90的邊緣，以防止onaf冷卻設(shè)備(具有風(fēng)扇的散熱器)被子彈穿透。在一個實施例中，如圖8a所示，冷卻系統(tǒng)具有靠近感應(yīng)設(shè)備箱的兩個相對的側(cè)壁23中的每一個側(cè)壁的散熱器22或onaf冷卻器90，并且只有散熱器22或onaf冷卻器90的相對側(cè)壁才裝配有板92，使得風(fēng)扇94不被阻擋。每個散熱器22或onaf冷卻器90具有頂壁、底壁和側(cè)壁以及至少一個風(fēng)扇94。板92附接到冷卻系統(tǒng)的每個相對的側(cè)壁，并且涂層結(jié)合到板的外基板表面。onaf冷卻設(shè)備可以以與ofaf冷卻器相同的方式改裝為具有彈道板92?？赡苄枰~外的或更大的風(fēng)扇來補償由于安裝彈道板92而導(dǎo)致的冷卻能力的任何降低。彈道板92懸掛在安裝在箱上的框架上，是ar500鋼或更輕量的低碳鋼，具有如上在測試結(jié)果中以及針對隨感應(yīng)設(shè)備10安裝的其他彈道板所描述的厚度和涂層的防彈涂層。冷卻對感應(yīng)設(shè)備至關(guān)重要，并且感應(yīng)設(shè)備只能在受損或減少的冷卻的情況下短時間操作。對彈道事件期間冷卻復(fù)原的期望結(jié)果將是完全預(yù)防，而不會損失服務(wù)(彈道不穿透感應(yīng)設(shè)備，并且存在在線的副冷卻)?？蛇x地，使用感應(yīng)設(shè)備故障預(yù)防以最小化停電時間，該感應(yīng)設(shè)備故障預(yù)防通過利用可選的預(yù)先計劃的冷卻更換的強(qiáng)制關(guān)閉來進(jìn)行。通過與負(fù)載或環(huán)境溫度變化不一致的油位快速下降來檢測感應(yīng)設(shè)備的子彈穿透。用電子油位傳感器實現(xiàn)檢測。數(shù)據(jù)獲取單元106具有處理器108和非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)110，非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)110上具有多個機(jī)器可讀指令112；當(dāng)由至少一個計算機(jī)處理器108執(zhí)行時，機(jī)器可讀指令112使所述至少一個計算機(jī)處理器108將溫度、油壓和油位測量中的一個與對于至少一個測量值的預(yù)定閾值進(jìn)行比較，以確定測量是否可促使操作。使用電感設(shè)備負(fù)載和環(huán)境溫度與負(fù)載和環(huán)境溫度的預(yù)期值的比較來確定測量值是否由于彈道事件或其他事件而可促使操作。如果確定測量是可促使操作的，則感應(yīng)設(shè)備立即跳閘離線，以防止源自彈道事件的金屬污染導(dǎo)致感應(yīng)設(shè)備的介電故障。因此，可以保存感應(yīng)設(shè)備的芯/線圈的完整性，但可能會有明顯的油損失(環(huán)境事件)和顯著的維修成本。具有儲存器46的感應(yīng)設(shè)備通常在儲存器管中具有最小的油位檢測，該檢測最終可以對感應(yīng)設(shè)備進(jìn)行報警和/或跳閘。組合的油位和壓力傳感器可以快速檢測快速壓力下降，并將低于預(yù)定閾值的油位和/或壓力通知控制中心。在壓力或油位下降到閾值以下的情況下，維修工作可以包括箱修理、冷卻器90、96被子彈穿透的情況下的冷卻更換、針對裂片或其他沖擊產(chǎn)生的碎片的污染進(jìn)行的箱內(nèi)部檢查、提供新的油以及真空填充。如果必須如圖9所示提供新的冷卻，還可以使用移動式冷卻器96來使單元在降低的油位和壓力水平下保持運行。移動式冷卻器96具有允許將冷卻器90放置在感應(yīng)設(shè)備10旁邊的支撐件98。冷卻閥由數(shù)據(jù)獲取單元106觸發(fā)以立即關(guān)閉，從而進(jìn)一步防止金屬污染進(jìn)入繞組并限制油的損失。因此，如果子彈穿透冷卻器90，則油的損失將僅限于冷卻油量。為了將可復(fù)原的冷卻溶液應(yīng)用于現(xiàn)有的感應(yīng)設(shè)備，提供電致動的冷卻閥。電致動的冷卻閥通過下述步驟來安裝：關(guān)閉當(dāng)前的門(在用于遠(yuǎn)程冷卻的每個冷卻器處或冷卻器管道中)，將冷卻油排出到儲存器，移除所有冷卻設(shè)備，在現(xiàn)有的閥旁邊安裝新的電致動冷卻閥，重新安裝冷卻設(shè)備并用冷卻油重新填充(可選地，可以在用冷卻油重新填充的同時進(jìn)行抽真空)。停電時間可能為1至3天或如果使用真空則只需要幾個小時。此外，在檢測到彈道事件的情況下，數(shù)據(jù)獲取單元106使主冷卻被關(guān)閉并從感應(yīng)設(shè)備的油流中撤銷。同時，數(shù)據(jù)獲取單元106觸發(fā)副冷卻進(jìn)入操作?？梢耘c本公開使用的電致動冷卻閥的示例是可以從位于德克薩斯州休斯頓的forumenergytechnologies公司購得的abz高性能蝶閥?，F(xiàn)在參照表12，總結(jié)了上述冷卻選項。表12現(xiàn)在參照圖43，描繪了用于保護(hù)感應(yīng)設(shè)備10的有源部分的關(guān)閉序列。當(dāng)檢測到等于或高于預(yù)定閾值的油壓和/或油位下降時(這例如可能發(fā)生在感應(yīng)設(shè)備10被引起介電流體損失的諸如射彈的物體撞擊時)，關(guān)閉序列被激活。在正常操作中，具有上部散熱器閥34、下部散熱器閥36和風(fēng)扇18的散熱器冷卻系統(tǒng)22在操作期間冷卻感應(yīng)設(shè)備10，并且油位和油壓計24與備用水冷卻系統(tǒng)33相結(jié)合地工作以冷卻感應(yīng)設(shè)備10。在冷卻散熱器被射彈(例如子彈)刺穿的情況下，油位和油壓計24檢測到油壓的下降并且執(zhí)行如圖43所描繪的閥動序列。具體地，該序列被設(shè)計成保護(hù)變壓器10的有源部分不被損壞。閥序列被設(shè)計成隔離損壞的散熱器22冷卻部分并將冷卻操作傳遞到備用水冷卻系統(tǒng)33。首先，在步驟1中，組合的油位和壓力計24檢測由散熱器板被刺穿和絕緣流體泄漏引起的絕緣流體壓力和液位的變化，并提供快速響應(yīng)。接下來，在步驟2和3中，上部散熱器閥34和下部散熱器閥36(兩個閥34、36都具有致動器)在檢測到臨界低油位(例如低于油位的下限值)而從油位和壓力計24發(fā)送信號時同時關(guān)閉。在如圖2所示的步驟4中，上部和下部散熱器閥34、36關(guān)閉之后，當(dāng)通過油位計檢測到臨界低油位而從油位和壓力計24發(fā)送信號時，啟動包括泵的水冷卻備用系統(tǒng)33。備用水冷卻系統(tǒng)連接到標(biāo)準(zhǔn)水源，并且不斷地將水吸入變壓器10的冷卻系統(tǒng)中?？蛇x地，備用水冷卻系統(tǒng)是包含水的貯水器或水箱，其中的水被泵送到變壓器10以冷卻絕緣流體。水冷卻備用系統(tǒng)33和泵容納在容器中以免受彈道射彈和其他侵入物沖擊。感應(yīng)設(shè)備10配備有用于感測沖擊的振動傳感器和用于在變壓器10受到諸如來自彈道射彈的沖擊或振動時通知人員的報警器。如果沖擊、振動或噪音水平高于感應(yīng)設(shè)備10的正常操作期間所經(jīng)受的沖擊或振動的閾值，則激活安全模式。在變壓器受到諸如彈道射彈的撞擊的沖擊或者測量到高于預(yù)定閾值的聲學(xué)信號時，所啟動的安全模式使分接變換器機(jī)構(gòu)停止，并且在散熱器22關(guān)閉的情況下啟動所有風(fēng)扇。變壓器的安全關(guān)閉序列可以例如在壓力釋放閥30打開時發(fā)生。在這種情況下，保護(hù)感應(yīng)設(shè)備10的諸如斷路器的電力中斷設(shè)備具有通過與閥和/或油位和壓力計24連通的繼電器打開的觸點30?？蛇x地，在散熱器22關(guān)閉的情況下，備用水冷卻器系統(tǒng)33被激活。現(xiàn)在參照圖10至圖11以及下面的表13，本發(fā)明人進(jìn)行了一系列測試以確定所施加的涂層對感應(yīng)設(shè)備的噪聲水平的影響。這些測試是按照ieeec57.12.902010“用于液浸配電電壓器、電力電壓器和調(diào)壓電壓器的標(biāo)準(zhǔn)測試代碼”，使用以前面所述的方式涂覆了xs-350的69kv、12/16/20mva變壓器進(jìn)行的。發(fā)現(xiàn)與相同結(jié)構(gòu)的未涂覆變壓器相比，測試期間變壓器的噪聲水平降低了至少4分貝。在涂覆的變壓器和未涂覆的變壓器上執(zhí)行的噪聲測量是總芯噪測量測試?？傂驹霚y試的比較見下表13：表13可聽噪聲測量(涂覆的變壓器箱對未涂覆的變壓器箱)頻率芯噪，db(基準(zhǔn))芯噪，db(w/涂層)涂層的影響，db總體6560.7-4.3噪聲數(shù)據(jù)的分析表明，與沒有涂層的感應(yīng)設(shè)備相比，具有涂層的感應(yīng)設(shè)備的總芯噪水平最大降低了4.3db。因此，與未涂覆的感應(yīng)設(shè)備相比，施加有涂層的感應(yīng)設(shè)備的芯噪水平降低了約0.1db至約4.3db。用于噪聲水平測試系列的感應(yīng)設(shè)備具有由具有3/8英寸厚度的astma36低碳鋼形成的箱。此外，xs-350以1/2英寸的厚度施加到箱的側(cè)壁23?，F(xiàn)在參照圖10，在26個測量點使用圍繞涂覆有xs-350的感應(yīng)設(shè)備的26個聲學(xué)傳感器進(jìn)行測量。每個聲學(xué)傳感器安裝在支架上，支架距箱的底座或地面水平的高度為感應(yīng)設(shè)備箱總高度(圖10中的ht)的1/3或2/3。在12.5至2000赫茲的指定頻率下的聲壓水平測量記錄li在圖10中。通過使用等式(34)：對在每個麥克風(fēng)(聲學(xué)傳感器)位置對每個頻帶(a加權(quán)，三分之一倍頻程或離散頻率)測量的環(huán)境修正聲壓水平進(jìn)行均化來計算能量平均感應(yīng)設(shè)備聲壓水平。其中：li是對于a加權(quán)聲壓水平，對于1/3倍頻程頻帶或?qū)τ陔x散頻率(db)在第i個位置測量的聲壓水平；以及n是聲音測量的總數(shù)。當(dāng)測量的水平的變化為3db或更小時或者當(dāng)期望平均感應(yīng)設(shè)備聲壓水平的近似值時，測量的聲壓水平的算術(shù)平均值可用于確定平均感應(yīng)設(shè)備聲壓水平。圖11的標(biāo)為“avg”的第一列是對于標(biāo)為“頻率”的列中的所有測量的頻率的的平均值。“l(fā)p”列提供10×log(avg)的值。對于上面所描述的涂覆的感應(yīng)設(shè)備的測試，lp等于60.67。與測量65db芯噪的未涂覆的感應(yīng)設(shè)備的測試結(jié)果相比，涂覆的感應(yīng)設(shè)備的總芯噪水平降低了4.3db。應(yīng)當(dāng)理解，各種因素影響芯噪水平測量，這些因素包括但不限于：芯、線圈和箱的設(shè)計和構(gòu)造以及噪聲水平測量系統(tǒng)的測量精度。由于這些因素，預(yù)期可以實現(xiàn)大于4.3db的總芯噪水平降低。針對環(huán)境完整性測試了xs-350聚脲涂層，因為戶外應(yīng)用將感應(yīng)設(shè)備的殼體暴露于污染、雨、雪、風(fēng)、灰塵和紫外線等因素中，這些因素會隨著時間的推移而使涂層劣化。特別地，進(jìn)行濕度測試、紫外線加速老化(quv)測試和模擬腐蝕性大氣擊穿(scab)測試。根據(jù)astm標(biāo)準(zhǔn)d3363-11進(jìn)行的濕度測試是使用其上施加有涂層的2個測試板進(jìn)行的。評估測試板的起泡和軟化，并發(fā)現(xiàn)符合astm標(biāo)準(zhǔn)d3363-11規(guī)范。根據(jù)astm標(biāo)準(zhǔn)d523-14進(jìn)行紫外線加速老化測試(quv)，并且在評估測試之前和之后涂層的光澤度。測試板符合astm標(biāo)準(zhǔn)d523-14規(guī)范。quv樣品的開裂和裂紋的視覺測試評估也符合規(guī)范。模擬的腐蝕性大氣擊穿(scab)測試根據(jù)ieee標(biāo)準(zhǔn)c57.12.28-2014進(jìn)行，對于截面a至d，在三周內(nèi)進(jìn)行504小時的紫外線照射、刻劃和十五次暴露循環(huán)。所有的測試都符合ieee標(biāo)準(zhǔn)c57.12.28-2014的規(guī)范。彈道沖擊感測諸如大型功率變壓器的感應(yīng)設(shè)備是用于向最終用戶可靠地傳輸和分配大量功率的關(guān)鍵功率系統(tǒng)部件。由于故意損壞或篡改造成的變壓器故障是能夠?qū)е麓笠?guī)模停電或?qū)е聰嚯姷闹卮笫录?。大型功率變壓器的設(shè)計和制造周期可能需要至少一年或更長時間。通常情況下，由于變電站變壓器的損失而導(dǎo)致的后果性損失能夠超過變壓器更換成本，因此，確保輸電變電站中的變壓器安全是nerccip(關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施保護(hù))要求。需要立即處理其物理完整性受損的變壓器，以遏制損傷的大小，并避免由于包括可能的斷電在內(nèi)的感應(yīng)設(shè)備故障導(dǎo)致的重大間接損失。由本發(fā)明人開發(fā)并在本文中公開的基于傳感器的解決方案不斷地評估諸如變電站變壓器的感應(yīng)設(shè)備的物理安全性，并在發(fā)生將損傷感應(yīng)設(shè)備的操作的完整性的攻擊的情況下，及時警告操作人員采取糾正和/或預(yù)防措施。當(dāng)確定感應(yīng)設(shè)備遭受持續(xù)損傷時，將開始采取糾正措施。如果懷疑沒有立即的損傷，但目標(biāo)是防止未來事故并減少初期故障的可能性，則可以開始采取預(yù)防措施。基于傳感器的解決方案檢測變電站感應(yīng)設(shè)備和其他電氣設(shè)備上的可能的攻擊并對此進(jìn)行響應(yīng)，并且向公共設(shè)施控制中心130的人員和其他操作者提供自動損傷評估和察覺。使用數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，以表示潛在事件、危險(包括槍擊、扔石頭和錘擊)或不危險。提供了檢測對諸如變壓器(或其他電氣設(shè)備)的固定感應(yīng)設(shè)備的沖擊并在子彈對感應(yīng)設(shè)備箱20的沖擊(定性為對感應(yīng)設(shè)備的攻擊)與非子彈撞擊之間進(jìn)行辨別的系統(tǒng)和方法。在圖13中示出了基于傳感器的電氣設(shè)備物理安全系統(tǒng)的高層級實施例。系統(tǒng)的主要部件包括各種傳感器102和104、傳感器數(shù)據(jù)處理單元106、用于遠(yuǎn)程通信的遠(yuǎn)程終端單元(rtu)132以及到控制中心130的接口。傳感器可以是有線傳感器、無線傳感器或具有功率采集特征、不需要電源用以操作的自主傳感器。傳感器測量與運動、聲音、光強(qiáng)度和其他環(huán)境因素相關(guān)的各種物理量。例如，傳感器可以測量沿著三個軸的加速度和聲波。傳感器可以獨立地安裝在感應(yīng)設(shè)備周圍，附接到感應(yīng)設(shè)備箱20或安裝在箱內(nèi)。來自這些傳感器的數(shù)據(jù)由傳感器數(shù)據(jù)處理單元106收集。處理器接收傳感器數(shù)據(jù)并對記錄印時戳。傳感器數(shù)據(jù)處理單元106還對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行諸如過濾和均化的初步數(shù)據(jù)處理任務(wù)。在一個實施例中，傳感器數(shù)據(jù)處理單元106還運行用于本地報警和通知的檢測算法。來自傳感器數(shù)據(jù)處理單元106的輸出由rtu132接收，并通過優(yōu)選的通信媒介傳送到公共設(shè)施控制中心130的接口系統(tǒng)。在一個實施例中，接口系統(tǒng)可以從rtu接收數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)集運行用于損傷評估的算法和詳細(xì)的完整性檢查。最終結(jié)果被實時顯示在操作人員計量器板上，以允許采取行動。在另一個實施例中，來自傳感器的輸出用于在通過其他方式檢測到油損失的情況下控制冷卻系統(tǒng)閥的關(guān)閉。在該同一實施例中，來自傳感器的輸出也用于打開閥門，以便能夠為感應(yīng)設(shè)備應(yīng)用冗余冷卻系統(tǒng)。傳感器系統(tǒng)用作主要用于啟動其他安全系統(tǒng)(例如變電站監(jiān)測和監(jiān)視系統(tǒng)136)的觸發(fā)系統(tǒng)。例如，其可以用于引導(dǎo)攝像頭拍攝感應(yīng)設(shè)備或變電站周邊的特定鏡頭。及時收集的這種證據(jù)可用于取證分析。在這種情況下，數(shù)據(jù)處理單元運行一組算法以確定沖擊的開始，并將觸發(fā)信號發(fā)送到適當(dāng)?shù)谋O(jiān)測和監(jiān)視系統(tǒng)，以便詳細(xì)測量和記錄沖擊事件。監(jiān)視系統(tǒng)足夠地靈活，能夠在沖擊即將發(fā)生之前以及在沖擊正在發(fā)生時檢測到?jīng)_擊，這與使用固定在特定角度和有利條件(assets)或以緩慢速度移動并且可能錯過攻擊的開始的監(jiān)視設(shè)備(即攝像頭)的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)形成對比。現(xiàn)在參照圖14，提供了用于檢測沖擊并對檢測到的沖擊采取動作的步驟。這些步驟可以在數(shù)據(jù)處理單元106或控制中心130的具有不同復(fù)雜程度的計算機(jī)中實現(xiàn)。在步驟138中，接收傳感器數(shù)據(jù)。然后，在步驟140對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行緩沖和預(yù)處理。預(yù)處理準(zhǔn)備并清潔數(shù)據(jù)以便在后續(xù)步驟中進(jìn)行分析。預(yù)處理覆蓋的典型功能可能包括從測量中消除噪聲、過濾/重新采樣、分割和/或聚合。過濾從測量中消除不需要的分量。分割返回數(shù)據(jù)集中的興趣期，聚合是組合來自多個源的數(shù)據(jù)或為以不同時間間隔到達(dá)的完全不同的數(shù)據(jù)提供統(tǒng)一性的技術(shù)。在步驟142中，提取可能在時域、頻域或時頻域中的信息特征。在步驟144中，將特征饋送到分類器，分類器在步驟144中為數(shù)據(jù)集分配標(biāo)簽，該標(biāo)簽又在步驟146中用于邏輯檢查。根據(jù)檢測邏輯的結(jié)果，流程在步驟138中返回到數(shù)據(jù)處理的下一個間隔，或者在步驟148將其傳送到報警塊，觸發(fā)操作人員或變電站監(jiān)視系統(tǒng)的進(jìn)一步動作。由本發(fā)明人進(jìn)行的一系列試驗生成的數(shù)據(jù)表明了使用存在的信號波形特征(例如來自超音速子彈的沖擊波信號以及來自槍口爆炸的信號)來區(qū)分槍擊和非槍擊的能力。然而，重要的是要注意，并不是所有的槍擊都具有這些特征，因為一些槍擊是亞音速的，槍口爆炸信號可能被消音器限制，并且爆炸和傳感器之間可能會有物理干擾。雖然不相同，但最強(qiáng)錘擊的加速反應(yīng)與一些槍擊相似?？梢允褂貌煌牟ㄐ翁卣鱽碜R別槍擊和非槍擊的沖擊。例如，超音速射彈具有兩種形式的聲能，即沖擊波和槍口爆炸。沖擊波在時間上發(fā)生在槍口爆炸之前，如圖21所示。沖擊波和槍口爆炸是槍支獨有的，因此顯然子彈已經(jīng)從槍支發(fā)射出來。在圖15中示出了用于檢測對變電站處的感應(yīng)設(shè)備和其他設(shè)備的沖擊的系統(tǒng)100的示意圖。系統(tǒng)100具有至少一個聲學(xué)傳感器104、至少一個振動傳感器/加速度計102以及數(shù)據(jù)獲取單元106，數(shù)據(jù)獲取單元106具有處理器108和非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)110，非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)110上具有多個機(jī)器可讀指令112，機(jī)器可讀指令112在由至少一個計算機(jī)處理器108執(zhí)行時使所述至少一個計算機(jī)處理器108將從聲學(xué)傳感器104和振動傳感器102接收的信號與聲壓和加速度的閾值進(jìn)行比較，以確定沖擊是來自諸如槍擊射彈的物體還是來自非槍擊射彈。至少可能需要一個加速度計來檢測沖擊是否與槍擊相關(guān)。此外，如果測量的聲壓和加速度值中的任一個超過預(yù)定閾值，則向操作人員或公共設(shè)施控制中心發(fā)送警報。此外，如果測量的聲壓和加速度值中的任一個超過或符合預(yù)定閾值，結(jié)合有油溫的增加或油壓或油位的下降。聲壓和加速度數(shù)據(jù)記錄在網(wǎng)絡(luò)控制中心的數(shù)據(jù)獲取單元和/或計算機(jī)的數(shù)據(jù)庫中。如果確定沖擊是由于槍擊射彈引起的，則可以采取各種措施，例如將變電站的監(jiān)視攝像機(jī)引導(dǎo)到已經(jīng)被擊中或處于射彈的路徑中的感應(yīng)設(shè)備以及感應(yīng)設(shè)備的周圍附近。當(dāng)可以基于下面描述的傳感器數(shù)據(jù)確定射擊者的位置時，可以將監(jiān)視攝像機(jī)指向射擊者的位置，并且可以啟動面部識別順序。此外，當(dāng)確定感應(yīng)設(shè)備受到攻擊時，可以為感應(yīng)設(shè)備啟動備用冷卻順序，并且可關(guān)閉閥以防止介電流體從感應(yīng)設(shè)備泄漏。所述至少一個振動傳感器和所述至少一個聲學(xué)傳感器各自接線到數(shù)據(jù)獲取單元。所述至少一個振動傳感器與感應(yīng)設(shè)備箱20接觸，并且所述至少一個聲學(xué)傳感器定定位成與感應(yīng)設(shè)備箱20接觸或不接觸。應(yīng)當(dāng)理解，每種類型的多于一個的傳感器可以依賴于表15所示的期望結(jié)果以各種組合使用，這將在下面更詳細(xì)地描述。在一系列基于傳感器的彈道測試期間，射擊者在距離箱20大約60米處排成一行并與箱20正交。在感應(yīng)設(shè)備箱20上進(jìn)行了測試，其中感應(yīng)設(shè)備箱20用水填充到其高度的大約三分之二，并且在測試之前涂覆1/2英寸的xs-350涂層?，F(xiàn)在參照圖16，振動傳感器被附接在箱壁的底部附近。傳感器比其余的傳感器更靠近射擊者大約1米，因為它連接到平臺150的邊緣。在表14所描述的測試試驗期間，從四個傳感器收集數(shù)據(jù)，這四個傳感器包括兩個原始振動傳感器、一個rms加速度計和一個聲學(xué)傳感器。rms加速度計是一種有線加速度計，其具有0.0至10grms為測量范圍，4ma至20ma的輸出，以及每分鐘180次循環(huán)至每分鐘600000次循環(huán)(cpm)的頻率范圍(+-3db)。在圖8中從左到右示出了傳感器安裝位置，其中最右側(cè)的傳感器rv2最接近射擊者。在關(guān)于圖17中所示的水位所指示的點，使用各種槍支和彈藥射擊了12發(fā)。水位意在表示介電流體的液位，雖然在測試中使用的是水。表14：對每個測試運行的測試參數(shù)情況編號子彈信息1223；55顆粒；fmj2223；55顆粒；fmj3223a；55顆粒；fmj4270；140顆粒；彈道尖端5308；167顆粒；fmj630-06；150顆粒；芯鎖尖端7300wbymag；150顆粒；interbond彈道尖端8300wbymag；180顆粒；spirepoint軟鉛尖端9300wbymag；180顆粒；spirepoint軟鉛尖端10325wsm；200顆粒；redaccubond尖端11270；140顆粒；彈道尖端12270；140顆粒；彈道尖端現(xiàn)在參照17，示出了感應(yīng)設(shè)備前面的子彈接觸點，并且根據(jù)表14的測試試驗對子彈進(jìn)行編號。除了測試試驗11之外，所有試驗都在箱20的中心線之上。除了前面提到的十二次測試試驗之外還進(jìn)行了四次沖擊測試，并且將這四次沖擊測試對箱20的面向右側(cè)的壁執(zhí)行。在這四次附加的測試中，兩個記錄了石塊的沖擊，兩個記錄了錘子的沖擊?，F(xiàn)在參照圖18，示出了對于具有在試驗4中測試的彈道尖端的0.270口徑(140顆粒)彈藥，由第一和第二原始振動傳感器以及rms傳感器測量的加速度對時間的槍擊振動響應(yīng)。試驗4用作關(guān)于圖18、19、21和22的不同沖擊場景的示例。來自試驗4的子彈比rv2更接近rv1的位置。因此，rvl首先處理沖擊和振動。對于圖18中rv1的負(fù)加速度反沖延遲，而對于rv2的負(fù)加速度反沖是連續(xù)的?，F(xiàn)在參照圖19，描繪了試驗4的槍擊的聲學(xué)響應(yīng)。聲學(xué)傳感器以帕斯卡為單位測量，并且向分貝的轉(zhuǎn)換是基于表示最低可聽噪聲的基準(zhǔn)壓力。在空氣中，對應(yīng)于最低可聽噪聲的基準(zhǔn)壓力約為20μpα。分貝與帕斯卡之間的轉(zhuǎn)換等式是：在圖20中示出了帕斯卡到分貝的轉(zhuǎn)換圖表?，F(xiàn)在參照21，描繪了對于試驗4的沖擊波和槍口爆炸。來自子彈的沖擊波剛好發(fā)生在2.82秒之后。槍口爆炸剛好發(fā)生在2.92秒之前。沖擊波和槍口爆炸都以聲速行進(jìn)。由聲學(xué)傳感器記錄的沖擊波的部分直到子彈接近箱20才產(chǎn)生。槍口爆炸在發(fā)射時刻方面領(lǐng)先，并且超音速子彈通過沖擊波必須行進(jìn)的短距離而彌補了時間延遲。近似計算也預(yù)測了槍口爆炸與沖擊波之間的時差幾乎剛好為0.1秒。繼續(xù)參照圖21，考慮峰值的幅度是重要的。雖然沖擊波似乎產(chǎn)生了較大的峰值到峰值壓力，但事實并非如此。聲壓與行進(jìn)距離成反比，并且槍口爆炸發(fā)生在大約60m遠(yuǎn)處，而沖擊波則近得多。在調(diào)節(jié)距離的情況下，槍口爆炸的幅度(由峰值到峰值的跨度的一半限定)在距離射擊者1米處將是178db，而不是未調(diào)節(jié)的143db。同樣地，調(diào)節(jié)后的沖擊波水平為161db而不是150db。按照比例，正常語音轉(zhuǎn)換發(fā)生在大約60db處。基于對數(shù)標(biāo)度，這對應(yīng)于0.02pa。對沖擊波信號的飽和部分進(jìn)行保守估計。使用下面提供的近似式來分析信號的持續(xù)時間，以基于子彈大小和速度來計算沖擊波的理論時間間隔：這里，d是子彈直徑，l是子彈長度，c是聲速，m是馬赫數(shù)(子彈速度/c)，并且x是位于最接近的點的位置處的子彈軌跡與麥克風(fēng)之間的距離。這產(chǎn)生大約0.16毫秒的時間，而圖形化表示的峰值到峰值時間約為0.098毫秒。沒有其他信號在大約2毫秒的槍口爆炸持續(xù)時間的這個時間數(shù)量級上?，F(xiàn)在參照22，并且在2.823秒發(fā)生的第一事件之后立即放大白色空間，存在表示沖擊波的干凈信號。然而，在2.825秒，信號的平靜衰退會隨著多次振蕩而變得猛烈。這由來自沖擊的聲音來解釋，這也被計算出在沖擊波信號到達(dá)之后的兩毫秒時發(fā)生。沖擊波信號的許多振蕩可能來自不同的路徑(即來自沖擊的聲音到傳感器可以采取的路徑)，特別是從平臺150的反射?，F(xiàn)在參照圖23至圖26，進(jìn)行石塊和錘擊試驗，并從這些試驗中收集數(shù)據(jù)。石塊試驗的分量遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于槍擊試驗。第一個分量是圖23中的石塊試驗1的加速度。重要的是要注意到，石塊被拋在箱的右面，所以來自rv2的信號極大地主導(dǎo)了來自rv1的信號。盡管力低得多，但rv2仍達(dá)到飽和。然而，具有慢得多的上升和較低的最大值的rms傳感器中存在明顯差異。rv信號也更振蕩，并且與槍擊相比保持中心在x軸上，但這可能部分地是由于接觸位置的原因。這些觀察結(jié)果支持使用波形特征來區(qū)分槍擊事件和非槍擊事件。現(xiàn)在參照圖24，石塊投擲的聲學(xué)信號提供更多的差異，因為其大小顯著地低于槍擊，并且沒有任何類型的特征波形。聲學(xué)石塊投擲信號趨向于負(fù)壓側(cè)，雖然沒有槍擊聲數(shù)據(jù)那么多地趨向于負(fù)壓側(cè)。進(jìn)行了第一次錘擊試驗，被證明是不像石塊投擲那樣不顯眼。然而，第二次錘擊試驗更為有力，并在圖25中進(jìn)行了描繪。原始振動傳感器具有與槍聲非常相似的錘擊時域剖面，并且rms對于錘擊具有與槍擊類似的形狀。雖然這里的最大rms值小于槍擊的最低值，但是這個數(shù)據(jù)集表明，僅僅通過家用錘就可以達(dá)到與低端槍擊相同的rms值。該觀察結(jié)果支持這樣如下觀點，即：只根據(jù)rms值的幅度可能不足以區(qū)分槍擊事件和非槍擊事件?？梢允褂脮r域、頻域和時頻域中的其他波形特性來減少諸如當(dāng)非槍擊事件被標(biāo)記為槍擊事件時的假警報。時域特性的一個例子是如圖31所示的衰減時間常數(shù)。圖31從子彈試驗(～5.5g)獲得最低的最大rms，并將其與來自非子彈試驗(～4.9g)的最高最大rms進(jìn)行比較，其中g(shù)是重力加速度，以米/(秒)2表示。應(yīng)該認(rèn)為，非槍支攻擊雖然不太可能穿透感應(yīng)設(shè)備，但仍然會在足夠大的程度上造成損壞。這也將代表關(guān)于變電站的物理安全性的其他問題，并應(yīng)標(biāo)示。繼續(xù)參照圖31，以4g加速度繪制線150，以描繪子彈對非子彈在時間衰減常數(shù)方面的差異。非子彈信號比子彈信號衰減得更快。例如，非子彈振動信號的點152以4g加速度在初始振動檢測后0.35秒發(fā)生。相比之下，子彈振動信號的點154在4g加速度和0.41秒發(fā)生。這意味著振動數(shù)據(jù)可用于交叉檢查聲學(xué)數(shù)據(jù)以確定對油箱的子彈撞擊現(xiàn)在參照26，錘擊試驗2的聲學(xué)數(shù)據(jù)也與槍擊有一些相似之處。然而，錘擊試驗2的聲學(xué)數(shù)據(jù)具有較低的最大幅度和可識別事件的完全缺乏。在進(jìn)行正向行進(jìn)之前，信號仍在振蕩的同時趨向于負(fù)向，但仔細(xì)觀察沒有發(fā)現(xiàn)一個可以被隔離的事件。原始振動傳感器rv1和rv2迅速飽和，使得不可能基于該測量的最大值區(qū)分子彈口徑。圖28是最大加速度與口徑尺寸的比較的圖，其中石塊作為0.35英寸的口徑被處理，并且錘作為0.40英寸的口徑被處理，以允許包含在圖上。雖然在圖28中所有槍擊看起來都是相同的，但石塊試驗信號只在更遠(yuǎn)離沖擊的傳感器上下降較低。同樣地，錘擊試驗看到較遠(yuǎn)傳感器發(fā)生一次不飽和，而其他三個測量(試驗1rv2，試驗2rv2，試驗2rv1)最終落在圖上的相同位置。對于大部分而言，來自rv2的數(shù)據(jù)繪制在rv1的數(shù)據(jù)上，因為它們處在圖上的相同位置?，F(xiàn)在參照圖29，rms測量避免了恒定飽和。然而，口徑尺寸和最大rms值之間似乎沒有很強(qiáng)的相關(guān)性。現(xiàn)在參照圖30，聲學(xué)試驗表明，壓力波與處于500pa或500pa以上的大多數(shù)有力沖擊相關(guān)，而石塊撞擊顯示壓力水平低于100pa。將槍擊與石塊撞擊和錘擊分開的限定特征是槍擊的沖擊波和槍口爆炸的存在。雖然試驗1-12中使用的所有彈藥都不是亞音速的，但人們將積極選擇更大、更慢的子彈來避免產(chǎn)生沖擊波并不是不合理的。時域和/或頻域中的不同信號屬性可以用于解釋如前所述的這些差異。關(guān)于槍口爆炸，消音器的使用需要被考慮。雖然這將使信號更安靜，但商業(yè)消音器不會使槍擊安靜，這是可以假定的。相反，商業(yè)消音器將槍擊的噪聲平均降低20db-35db，這與使用耳塞或耳罩大致相同。然而，槍口爆炸的更大的關(guān)注就是爆炸和傳感器之間的“視線”和角度。如果爆炸和傳感器之間存在物理障礙物，則信號將大大降低。如果槍擊相對于傳感器以大角度行進(jìn)，這也是如此，但關(guān)注的電氣設(shè)備附近的傳感器放置應(yīng)該處理該問題。此外，大氣條件對聲音的速度的影響并因此對聲學(xué)信號有影響。發(fā)明人開發(fā)了用于感測彈道沖擊并確定是否立即采取行動以保護(hù)變壓器的兩類可能的解決方案和系統(tǒng)。第一類解決方案是使用一個rms加速度計和一個聲學(xué)傳感器的系統(tǒng)，其通過加速度計檢測對變壓器的大沖擊，同時還能夠通過聲學(xué)傳感器區(qū)分槍擊和鈍力攻擊。第二類解決方案是一個更復(fù)雜的系統(tǒng)，稍后將被解釋?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述第一類解決方案。在原始振動傳感器上選擇了rms傳感器，因為加速度計僅用于閾值檢測，因此實際波形并不重要。此外，rms傳感器是在某個預(yù)定窗口上的振動信號的平均值，而原始振動傳感器產(chǎn)生瞬時測量值?；陔娏鞯妮敵鍪莾?yōu)選的，因為它對變電站環(huán)境中的噪聲通常更為穩(wěn)健。作為非限制性示例，可以與本公開中概述的解決方案一起使用的plc是可從本公開的受讓人獲得的ac500plc。第一類解決方案還具有非暫時性計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上具有多個機(jī)器可讀指令，所述多個機(jī)器可讀指令在由至少一個計算機(jī)處理器執(zhí)行時使得所述至少一個計算機(jī)處理器執(zhí)行用于檢測是否已經(jīng)對感應(yīng)設(shè)備箱有顯著沖擊的方法。用于檢測對感應(yīng)設(shè)備的沖擊的第一類解決方案有：原始振動加速度計、rms加速度計、聲學(xué)傳感器和可編程邏輯控制器。可編程邏輯控制器具有基本模塊、模擬輸入(ai)模塊以及檢測和維護(hù)模塊。原始振動加速度計可以具有對應(yīng)于+/-50g的測量范圍的+/-5伏特的輸出。原始振動傳感器可以是2引腳mil-c5015電連接器。作為非限制性示例，可以使用的原始振動加速度計是可從紐約depew的pcbpiezotronics公司購得的pcb662b01。rms有線加速度計可以具有對應(yīng)于從0至10g的測量范圍的4至20ma的輸出。rms加速度計可以是2引腳mil-c5015電連接器。作為非限制性示例，可以使用的rms傳感器是可從紐約depew的pcbpiezotronics公司購得的pcb646b02。圖27描繪了如前所述的rms加速度計(rms)和原始振動加速度計(rv1和rv2)的輸出的示例。作為非限制性的示例，有線聲學(xué)傳感器可以是可從丹麥的holte的g.r.a.s.soundandvibration公司購得的40ppcpp自由場qc型麥克風(fēng)。有線聲學(xué)傳感器可以具有至少135db的動態(tài)范圍上限。有線聲學(xué)傳感器是bnc電連接器。加速度計的優(yōu)點在于它將檢測與變壓器的任何接觸并產(chǎn)生信號。然而，僅使用加速度計的幅度信號可能不足以在基于槍支的沖擊和任何其他沖擊之間進(jìn)行辨別。這得到了試驗的支持，其中一次錘擊能夠使原始的振動傳感器飽和，飽和的時間量與典型的子彈撞擊相似。聲學(xué)傳感器在區(qū)分槍支和其他類型的沖擊方面要好得多。假設(shè)對1)任何顯著的事件和2)由槍擊引起的事件設(shè)置不同的閾值。通常通過檢測如前所述的沖擊波和槍口爆炸的超音速子彈的排出的兩個獨特的聲學(xué)特征的存在來確認(rèn)槍擊。在任何情況下，來自槍擊的聲學(xué)信號都一直具有比其他試驗更多的聲功率。因此，算法可以基于少量連續(xù)數(shù)據(jù)點的移動平均值，從而實現(xiàn)rms系統(tǒng)。試驗數(shù)據(jù)顯示，來自錘和槍擊的聲學(xué)信號在最大幅度方面是相似的。詳細(xì)的算法可以在沖擊波(0.196s)和錘信號中的初始尖峰(0.197s)之間進(jìn)行區(qū)分。然而，僅使用一個不等式的簡單閾值檢測可用于確定子彈和非子彈之間的差異。最弱的槍擊和最強(qiáng)的非槍擊的絕對最大值在9％以內(nèi)。然而，由于子彈的沖擊聲音的高量值性質(zhì)(從0.198s開始)，基于槍支的攻擊比錘擊試驗產(chǎn)生更大的聲音功率。與此同時，錘擊經(jīng)歷沖擊時的最高量值，并立即開始減弱。充分考慮到采樣率，可以提出基于平均值的閾值，因為槍擊預(yù)計具有較大的相對聲值，特別是隨著時間的推移。圖33是使用圖32a中繪制的最大錘擊沖擊和最小槍擊沖擊的聲學(xué)特征的方法的示例。圖33是基于由plc收集的四個數(shù)據(jù)點的移動平均值生成的。plc移動平均值的影響是立刻可見的，其中槍擊的相當(dāng)高的值在最初的擾動之后持續(xù)三秒鐘。這里，通過僅存儲四個值并使其平均化，可以設(shè)置清晰的基于平均值的閾值來區(qū)分槍支和鈍器攻擊。盡管這里沒有在圖中示出，但是當(dāng)t0從0變化到0.05、0.1和0.15秒時，結(jié)果是相似的，最小的子彈平均值為69.85pa，最大的錘平均值為24.94pa。這種區(qū)分也可以通過使用傳遞rms電壓的聲學(xué)傳感器來實現(xiàn)。再次，基于平均值的閾值(包括rms)比單點閾值更好，因為算法接收到包含更長時間段的信息。rms傳感器對信息進(jìn)行預(yù)處理，使單點檢測成為可能。這種方法的一個明顯的缺點是子彈沒有擊中任何東西的可能性，因此沒有產(chǎn)生沖擊聲。盡管知道發(fā)射了槍擊有重要意義，但振動傳感器和聲音傳感器都不會標(biāo)記這一事件(除非可能是plc完全捕獲了沖擊波或槍口爆炸)。這是rms聲學(xué)傳感器將具有邊緣的情況，因為沖擊波或槍口爆炸仍將對plc讀取的內(nèi)容有影響，這與在拍攝隔離的快照時plc完全跳過這些事件形成對比。可以解決僅使用加速度計傳感器或僅使用聲學(xué)傳感器的一些缺點的選項將是每一種包括一個。雖然加速度計可能不總是區(qū)分槍支和不同類型的沖擊，但是加速度計和聲學(xué)傳感器的組合可以被用于同樣拾取壓力水平并識別子彈沖擊。雖然聲學(xué)傳感器可以捕獲與感應(yīng)設(shè)備不相關(guān)但是在附近的事件，但與加速度計的交叉參考可以揭示同時從感應(yīng)設(shè)備接收到的振動信號。在一個實施例中，使用附加的加速度計來為感應(yīng)設(shè)備的每個面提供傳感器。在該同一實施例中，可以確定哪一側(cè)被擊中，從而產(chǎn)生關(guān)于可能被損壞的感應(yīng)設(shè)備部件的初始推測。可以通過比較rms加速度計的相對大小來確定子彈最接近的傳感器。取決于具體的大小(例如，如果最大和第二大相接近)，則位置可以被進(jìn)一步縮窄到這兩個傳感器之間的拐角附近。該方法使用相對信號衰減來確定沖擊的位置。理論上也可以使用相對到達(dá)時間或絕對大小來確定信號傳播距離的精確差異?？紤]到信號通過其基底介質(zhì)傳播時的衰減的影響，傳感器放置對于加速度計是重要的。對感應(yīng)設(shè)備的一側(cè)的給定脈沖的沖擊應(yīng)當(dāng)以與信號將在感應(yīng)設(shè)備的任何另一側(cè)上相同的方式與主傳感器配準(zhǔn)。因此，如果使用單個傳感器，則應(yīng)將該傳感器放置在棱柱的頂面的中心。雖然這是一個幾何簡化，但它提供了與垂直于地面的四個側(cè)壁的對稱性最接近的布置。通過將傳感器置于所有面的中心，可以在四個加速度計解決方案中獲得更全面的對稱性。這將允許沖擊側(cè)確定并且信號衰減將最小化，因為到最近傳感器的振動的平均行進(jìn)距離將減小。不可能在頂面和任何其他面之間實現(xiàn)對稱性，但也預(yù)期對頂面的沖擊是最不可能的?？蛇x地，可以將一個傳感器放置在側(cè)面上以便于安裝。這種放置對加速度計是可能的，因為波將圍繞感應(yīng)設(shè)備行進(jìn)。聲學(xué)傳感器可以類似地放置在導(dǎo)致對稱性的位置，例如箱20的頂壁或蓋的中心。由于軸向振動可能在聲學(xué)傳感器中引起不期望的噪聲，所以將聲學(xué)傳感器與感應(yīng)設(shè)備物理隔離可能是有利的。第二類解決方案使用多個傳感器和更復(fù)雜的算法來提供可促使操作的信息，諸如射擊者的方向和位置以及子彈軌跡、速度、口徑和射擊數(shù)。當(dāng)實時檢測到?jīng)_擊時，報警信號可以被發(fā)送到控制站，并且變電站的攝像頭然后可以被指向到關(guān)注位置。傳感器需要響應(yīng)于對感應(yīng)設(shè)備的所有側(cè)壁的攻擊，因此傳感器被放置在感應(yīng)設(shè)備的頂壁、罩或蓋上，以從垂直于地面的面和它們的相應(yīng)方向相同地接收信號。這種布置可以放大感應(yīng)設(shè)備的頂部的沖擊，然而，該標(biāo)準(zhǔn)提供最大的對稱性，從而允許從感應(yīng)設(shè)備的其他壁的同樣的閾值檢測。在這種情形下，聲學(xué)傳感器將理想地與感應(yīng)設(shè)備的振動物理隔離，因為振動可以表現(xiàn)為聲學(xué)數(shù)據(jù)中的不期望的信號。附加的加速度計也可以具有一些益處。最明顯的是使用傳感器覆蓋感應(yīng)設(shè)備的每個面以使基于閾值的標(biāo)志對稱的能力。雖然這將允許射擊方向估計，但使用甚至更多的加速度計也可以實現(xiàn)精確的接觸點三角測量。接觸點三角測量使用信號傳播通過系統(tǒng)之后的相對大小和到達(dá)時間。在所有情況下，原始振動傳感器和/或聲學(xué)傳感器被放置在箱20或電氣設(shè)備外殼/殼體上的預(yù)定位置，這取決于將在下面進(jìn)一步描述的安裝?；诼晫W(xué)和振動的系統(tǒng)是獨立的，因此根據(jù)安裝可以互換各種型式，如下表15所示，v＝振動傳感器rv＝振動傳感器a＝聲學(xué)傳感器plc＝可編程邏輯控制器aio＝模擬i/o適配器，8信道daq＝數(shù)據(jù)獲取設(shè)備和邏輯ai1＝模擬輸入模塊ai2＝模擬輸入模塊表15應(yīng)當(dāng)理解，第一類解決方案和第二類解決方案的組成部分通過非限制性示例提供，并且發(fā)明人能夠想到可在用于檢測對感應(yīng)設(shè)備和其他電氣設(shè)備的沖擊的系統(tǒng)中使用的其他組合和組成部分。此外，表15中的每一行表示對第一類和第二類的單獨的解決方案，以及每個解決方案的優(yōu)點和缺點。作為非限制性示例，daq可以是可從德克薩斯州的奧斯丁的nationalinstrumentscorporation購得的cdaq-9132(緊湊型daq)數(shù)據(jù)采集機(jī)架和邏輯。daq機(jī)架和控制器控制多個i/o模塊與外部或集成計算機(jī)之間的定時、同步和數(shù)據(jù)傳輸。單個daq機(jī)架或控制器可以管理多個定時引擎，以在同一系統(tǒng)中以不同的采樣率運行多個單獨的硬件定時i/o任務(wù)。任何基于pc的daq系統(tǒng)所需的軟件由硬件驅(qū)動和開發(fā)環(huán)境組成。硬件驅(qū)動器提供pc和daq設(shè)備之間的通信，允許硬件對軟件的控制。驅(qū)動包含內(nèi)置的一組稱為應(yīng)用編程接口(api)的規(guī)則，api提供從編程環(huán)境中控制硬件的能力。除了使用數(shù)據(jù)生成測試、報警和輸出波形之外，還可以從編程環(huán)境中呈現(xiàn)和記錄數(shù)據(jù)?？梢允褂迷黾拥牟蓸勇蕘硎占嗔畹穆晫W(xué)數(shù)據(jù)?？梢蕴峁┦褂萌齻€傳感器的傳感器四面體陣列，然后將其倍增以提高精度(具有總共六個傳感器的兩個陣列或具有總共九個傳感器的三個陣列)。其他分布式無線傳感器網(wǎng)絡(luò)可以具有節(jié)點，其中每個傳感器是節(jié)點或傳感器陣列。如前所述，存在來自沖擊波、沖擊聲、槍口爆炸和任何反射的聲學(xué)信號。沖擊波和槍口爆炸是槍支使用所獨有的，因此沖擊波和槍口爆炸中的任一者的存在都確保了槍的使用。然而，這兩個信號都可以被分離點和傳感器之間的物理物體所阻擋?？赡艿恼系K取決于單個變電站布局以及傳感器的布置。傳感器幾乎肯定會捕獲沖擊噪聲。然而，與如圖21和圖22所示的沖擊波、槍口爆炸和沖擊不同，不能保證這種噪聲具有特定的波形。例如，只捕獲到?jīng)_擊聲的槍擊與煙花爆竹或回火的車輛之間可能沒有明顯的區(qū)別。此外，當(dāng)將前者與從感應(yīng)設(shè)備附近的結(jié)構(gòu)支撐件上彈飛而沒有造成實際損壞的槍擊相比時，也會出現(xiàn)同樣的問題。不過，匯報可能仍然很重要?，F(xiàn)在參照圖32a，對于高于400pa的值的簡單絕對值閾值檢查將由沖擊波和槍口爆炸兩者觸發(fā)?？梢蕴岣唛撝狄耘懦亲訌椥盘??？蛇x地，兩個相鄰數(shù)據(jù)點之間的最大差異可以區(qū)分子彈信號與非子彈信號。例如，子彈的相鄰數(shù)據(jù)點的最大壓力變化為900pa(從沖擊波底部的最后一個飽和點到第二個峰值的頂部)，而錘子的最大單點跳躍僅為120pa，在從信號的最大值到最小值的下坡路徑上。子彈信號趨勢在所產(chǎn)生的如圖32a所示的沖擊聲的圖表中具有大的尖峰。圖中的尖峰在圖32a的試驗中為約500pa。然而，在其他試驗中，子彈信號趨勢從一端的飽和發(fā)展為另一端的飽和。這是1kpa的峰值，通常比對于那些特定試驗在沖擊波中看到的跳躍要大。因此，無論是來自沖擊波還是來自強(qiáng)烈的沖擊聲，近似1kpa的任何跳躍都應(yīng)當(dāng)導(dǎo)致“槍支沖擊”的結(jié)論。相反，錘擊信號在初始沖擊后明顯衰減，所以錘擊信號的最大增量包含在0.197秒的初始撞擊中?，F(xiàn)在參照圖34，由于該信號的大約2至3毫秒(ms)的典型持續(xù)時間，聲學(xué)數(shù)據(jù)可用于識別槍口爆炸。然而，槍口爆炸信號通常密布來自沖擊聲的噪聲，所以它的平滑性要差得多，非常難以隔離。克服這一點的一個方法是在達(dá)到閾值壓力之后考慮200個數(shù)據(jù)點(4ms)，并找到該向量中的最大和最小位置。如果數(shù)據(jù)點間隔超過2毫秒，則可能發(fā)生槍口爆炸。這種方法對于由于衰減而從錘擊試驗信號中識別槍聲是穩(wěn)健的，但是也可以由沖擊噪聲觸發(fā)。該系統(tǒng)可以具有傾斜限制，以防止檢測中的不準(zhǔn)確性，并且如果任何兩個點具有大于一定壓力的差異，則系統(tǒng)可以在槍口爆炸與排除信號是槍口爆炸的沖擊聲之間進(jìn)行區(qū)分。此外，可以利用來自單個傳感器的槍擊信號的相對到達(dá)時間，除非關(guān)于事件的更多信息是已知的。然而，使用多個傳感器和交叉相關(guān)可以確定槍擊信號到達(dá)時間(toa)。現(xiàn)在參照圖35，四面體陣列可用于產(chǎn)生多個toa測量。依賴于到達(dá)每個傳感器的信息，相對測量允許計算射擊者的方位角和仰角。圖35中的量值(cm)被提供以指示刻度。通常使用交叉相關(guān)方法從數(shù)據(jù)生成toa測量。在下面的模擬情形中，toa測量是來自槍口爆炸(其以聲速直接從射擊者位置行進(jìn)到傳感器)的四個傳感器中的toa的差異。槍口爆炸toa可以轉(zhuǎn)換成到每個傳感器的行進(jìn)距離的差異。然后，可以創(chuàng)建一個三維網(wǎng)格，以方向作為參數(shù)來縮小搜索范圍。如果用戶或計算機(jī)沒有任何方向指示，則可以采用[000]。這產(chǎn)生了一個包含原點的10×10×10m的盒，其中每個點與計算出的相對距離進(jìn)行比較。這些比較基于差異而得出每個點的得分。較低的分?jǐn)?shù)表示更好的結(jié)果。在迭代通過現(xiàn)有的盒之后，代碼根據(jù)公差水平檢查分?jǐn)?shù)。如果有分?jǐn)?shù)低于公差，則成功點作為射擊者位置返回。如果不是，則使用最低分?jǐn)?shù)來生成下一個搜索方向，并再次調(diào)用該函數(shù)。這次將根據(jù)方向生成一個新的搜索框，重復(fù)此過程，直到找到成功的點。作為非限制性示例，將分?jǐn)?shù)繪制在3d圖形上，其中箭頭從原點指向射擊者位置。使用該方法繪制的曲線圖的一個例子如圖36所示，其中理論上的射擊者位置被確定為[48-6712]。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將理解，諸如測量誤差的實際方面可以被整合到算法中。初始搜索方向可以通過對陣列的輕微修改來確定。首先，代替正四面體，傳感器可以被布置為如圖37所示的矩形四面體?？梢栽谝粋€等式中各自計算方位角和仰角，其中δtxy是傳感器x和y之間的到達(dá)時間差。方位角由下式計算：θ＝tan-1(δt02/δt01)仰角由下式計算：這些等式基于在x-y和z-θ平面上的投影，并進(jìn)行小的數(shù)學(xué)近似。暴力比較表明在實際方向與來自這些等式的方向之間存在非常小的差異。四面體設(shè)置的改進(jìn)可以被認(rèn)為是考慮了諸如測量誤差的實際方面。傳感器越靠近，它們越有可能被較差地離散化，并由于聚集在同一時間樣本中而丟失信息。如果傳感器越遠(yuǎn)離，則算法可以得到toa的更準(zhǔn)確的讀數(shù)，特別是當(dāng)聲音的方向與所討論的兩個麥克風(fēng)之間的矢量接近平行時。相反，矩形四面體系統(tǒng)不應(yīng)超過傳感器之間的0.39米的最大距離。這個上限可能是由于所進(jìn)行的幾何近似，幾何近似在傳感器移動得更遠(yuǎn)離時失去有效性。增加傳感器之間的距離而不失去上述等式的簡單性的一種方法是添加第二陣列。然后，等式仍然可以局部使用，而toa值可以相對于陣列之間的距離進(jìn)行交叉參考。使用傳感器陣列的沖擊波檢測僅產(chǎn)生不確定的方位角預(yù)測。然而，結(jié)合槍口爆破檢測，該信息可以產(chǎn)生方位角、仰角和距離。使用四個聲學(xué)傳感器的好處是豐富的。通過具有兩組方位角和仰角，系統(tǒng)可以找到交叉點，并僅使用槍口爆炸檢測來識別射擊者的絕對位置。同時，沖擊波信息變得更加相關(guān)，甚至通過自身而變得更加相關(guān)。如果子彈在兩個陣列之間穿過，則系統(tǒng)可以確定方位角、仰角、距離、子彈軌跡和子彈速度。沖擊波和槍口爆炸數(shù)據(jù)一起提高了如圖38所示的所有這些值的預(yù)測精度。從兩個陣列到三個陣列的跳轉(zhuǎn)產(chǎn)生了提高的精度。同樣，在此以上的任何增加都是一樣的。無論如何，隨著這些陣列數(shù)量的擴(kuò)展和增加，定位將繼續(xù)改善。對于任何聲學(xué)傳感器(或陣列)，槍口爆炸和沖擊波的視線至關(guān)重要。這直接不考慮將傳感器或陣列放置在垂直于地面的任何感應(yīng)設(shè)備的表面上，因為這些壓力波不會穿過變壓器傳播，而將僅被反射。因此，解決方案是將傳感器或陣列放置在感應(yīng)設(shè)備上。然而，需要進(jìn)一步的幾何考慮。例如，如果最低的傳感器在感應(yīng)設(shè)備的頂部僅有兩英寸的間隙，則槍口爆炸和沖擊波都將必須以非常淺的角度達(dá)到才能實際到達(dá)那里，這限制了短量程檢測。雖然槍口爆炸將始終從射擊的位置發(fā)射，但它是球面波，因此信號無論如何都將在從槍到傳感器的方向上被發(fā)送。應(yīng)該注意的是，該信號通常在遠(yuǎn)離發(fā)射線處要弱得多，但是這個方向不太重要。同時，沖擊波將始終以相對于發(fā)射線的大致相同的角度展開。這意味著對于指向傳感器的沖擊波部分的沖擊波分離點將遠(yuǎn)離箱而發(fā)生，因而允許信號獲得躲開障礙物所需的高度。此外，需要考慮多個傳感器或傳感器陣列的位置。如果添加了第二個傳感器，則最明顯的響應(yīng)是將兩個傳感器放置在頂面的相對的拐角上，原因與上述相同。然而，另一種選擇可以是將傳感器放置在感應(yīng)設(shè)備的相對拐角上的地面上，使得每個傳感器(陣列)服務(wù)于箱的兩個側(cè)壁。這將允許更好地檢測沖擊波和槍口爆炸，但基本上保證只有一個傳感器(陣列)將接收信號。最后，如果使用四個陣列，則建議將它們放置在感應(yīng)設(shè)備的四個拐角處的地面上。此時，每個面都有兩個陣列服務(wù)于它，這意味著無論哪個面被撞擊都可以獲得所有的信息。這也保證了子彈將在兩個陣列之間穿過。如果使用四個單獨的傳感器，則它們有效地用作具有給定的任何幾何形狀的四面體陣列。最好是遵循單個陣列的放置理念，同時衡量傳感器較遠(yuǎn)地散步開的好處?；诩铀俣扔嫷南到y(tǒng)的下一級復(fù)雜性是基于碰撞到達(dá)不同傳感器的時間進(jìn)行射擊位置三角測量。這是基于來自沖擊的振動將在所有方向上均勻地傳播的事實。對于最簡單的情況，可以假設(shè)電氣設(shè)備外殼或殼體由均勻的材料制成，沒有幾何不規(guī)則。首先，確定每對傳感器之間的時間延遲。雖然這種相位延遲計算可以用交叉相關(guān)來完成，但是用閾值檢測更容易做到。這可能表明使用rms傳感器，但是精度時間數(shù)據(jù)不能夠丟失，并且通過使用原始振動傳感器的交叉相關(guān)性更好地看到這些波形的不規(guī)則性。作為示例并參照圖39和圖40，試驗5和試驗12可以以0.01g的閾值進(jìn)行分析。對于試驗5，信號同時到達(dá)兩個傳感器(或恰好一個循環(huán)后，因為這是閾值檢查所產(chǎn)生的)。結(jié)果表明，沖擊位置與兩個傳感器的位置是等距的。對于試驗12，對于rv2達(dá)到閾值比對于rv1達(dá)到閾值要晚8個數(shù)據(jù)點。這是156μs的時間延遲，表明信號必須行進(jìn)與該延遲成比例的量的更長的距離才能達(dá)到rv2。通過考慮電氣設(shè)備材料中的聲速，可將時間延遲轉(zhuǎn)換為距離差。例如，鋼中的聲速為4512m/s，意味著156μs的時間延遲對應(yīng)于0.70m的距離差。然后，該算法生成感應(yīng)設(shè)備上每個點的測試網(wǎng)格。當(dāng)它迭代通過每個點時，其計算到每個傳感器的距離，然后計算兩個距離之間的差。如果該差在計算出的差的一定容限內(nèi)，則當(dāng)計算機(jī)繼續(xù)迭代時，該點被保存。對于僅僅兩個傳感器，實現(xiàn)的最佳精度是圓錐截面，而不僅僅是單個點。試驗5和試驗12的結(jié)果描繪在圖41和圖42中。圖41和圖42中的x表示傳感器位置160，o和正方形表示實際射擊原點位置162(基于從圖像的估計)。在這個特定的實現(xiàn)方式中，網(wǎng)格圍繞傳感器對稱地創(chuàng)建，而不是考慮到箱的幾何形狀。如預(yù)期的那樣，試驗5的0毫秒的時間延遲對應(yīng)于將兩個傳感器平分的直線(理論上這是具有無限偏心率的圓錐截面)。同時，試驗12有一個更加明確的曲線，表明所有的點比rv2更接近rv10.70米。該曲線確實接近(近似的)沖擊位置，盡管最終不能表明一個特定的點。這將通過具有第三rv傳感器來解決，該傳感器將產(chǎn)生另外兩個圓錐截面。這三條曲線的交點將代表沖擊點。理論上這仍然可以產(chǎn)生兩個可能的點；然而，考慮到感應(yīng)設(shè)備的已知幾何形狀，可以容易地排除一種可能。還可以引入第四個傳感器來縮小不確定性的范圍。在說明書或權(quán)利要求書中使用術(shù)語“包含”或“含有”的情況下，意在以與術(shù)語“包括”類似的方式表示包含性的，因為該術(shù)語是在權(quán)利要求中用作過渡詞時被解釋。此外，在使用術(shù)語“或”(例如，a或b)的情況下，其意圖是指“a或b或a和b兩者”。當(dāng)申請人意在指出“只有a或b而不是a和b兩者”時，將使用術(shù)語“僅a或b但不是a和b兩者”。因此，這里使用術(shù)語“或”是包含性的，而不是排他性的使用。參見bryana.garner的“adictionaryofmodernlegalusage624(2d.ed.1995)”一書。此外，在本說明書或權(quán)利要求書中使用術(shù)語“在……中”或“到……中”的情況下，其意在另指“在……上”或“到……上”。此外，在說明書或權(quán)利要求書中使用術(shù)語“連接”的情況下，其不僅意指“直接連接到”，而且還意指“間接連接到”，例如通過另一部件或多個部件連接。雖然本申請示出了各種實施例，并且雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了這些實施例，但是申請人的意圖并不是將所附權(quán)利要求的范圍限制或以任何方式局限于這樣的細(xì)節(jié)。附加的優(yōu)點和修改將容易地顯見于本領(lǐng)域技術(shù)人員。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面不限于所示和所述的具體細(xì)節(jié)、代表性實施例和說明性示例。因此，在不脫離申請人的總體發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下，可以從這些細(xì)節(jié)中作出偏離。當(dāng)前第1頁12