声像仪应用场景之变电站声源定位与故障检测- 大数跨境

两江科技评论

2021-09-03

导读：声像仪应用场景之变电站声源定位与故障检测

前言

电力是现代人们生活中不可或缺的，虽非万能，但没有它却万万不能！工商业的蓬勃发展与傲人的繁荣经济，它可说是第一大功臣！没有它，就没有工厂的机械运转声，没有它，就没有耀眼的社会经济。而在整个电力生产过程中，电力设备维护是重中之重，电力设备运行的稳定性影响着千万人的生活。

电力设备在运行过程中出现的设备异常有许多种类，其中局部放电是很常见且容易造成重大隐患的一种现象，局部放电主要出现在高压电气设备。据电网统计，局部放电是造成高压电气设备最终发生绝缘击穿的重要原因，也是绝缘劣化的重要标志。当局部放电超过一定程度时，必须将设备退出运行，进行检修或更换。由于局部放电的存在，故电气设备如何避免局部放电、如何去除局部放电，从而使设备正常安全运行就成为电力设备维护人员最多考虑的事情。

声学成像

目前，声学成像已迅速发展成对维护供电基础设施正常运行不可或缺的技术。越来越多的状态监测管理人员开始把声像仪加入工具箱。此类设备可以快速、轻松地发现问题，降低维修成本，减少意外停机，很快就能带来投资回报。

使用声学成像仪，它可以很好的智能除噪：局部放电会产生宽频带的声音，频率范围从人耳可闻延伸到不可闻或超声波。此外，检测工作很少在静谧的场所进行。相反，检测设备必须与来自工业设施或户外场所（例如，靠近高速公路或机场）的背景噪声相抗衡。智能的声学成像仪可以识别干扰和背景噪声并将其滤除，最终找到局部放电这一罪魁祸首。

局部放电有几种不同类型，取决于放电的位置和脉冲模式。如在套管、电缆端接处或过热的发电机绕组中发生的大多是表面放电；当高压设备内有悬浮导体时（比如用垫片隔开），就有可能产生悬浮放电，悬浮放电被认为是最常见的局部放电类型；导线（如输电线）周围作为绝缘材料的空气在高湿度或污染环境下会丧失部分绝缘能力，从而发生空气放电。

目前由南京光声超构研究院研发生产的声像仪可实现对局部放电的采集、检测、定向和抓拍成像。在监控范围内发现局放声音信号时，声像仪通过MEMS阵列采集局放超声信号，经过滤波处理后进行空域扫描，从而定位并识别出局放所在位置，在极短时间内做出反应，定向声源并进行抓拍成像。它基于最大功率输出的波束形成技术加上SRP-PATH算法，将三维的波束图转换为二维等高图谱；再与高清相机拍摄的现场照片相结合，最终形成的成像图。

应用案例

下图为广西某变电站使用南京光声超构研究院研发的声像仪测试的案例：

小结

声像仪可便携式开展电力设备超声波局放检测，还可针对缺陷部位做7*24小时的不间断在线监测，并通过网络实时上传监测信息，有效防止突发性故障发生。通过超声检测声像仪对电力设备局部放电进行精确定位，为设备监测、诊断和维护提供重要支持，指导制定科学合理的检修计划，防范于未然，有效减少因绝缘材质老化、受潮、机械损伤等导致的绝缘击穿事故造成的巨大经济损失。

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