声源定位在电力设备中的应用介绍

随着电网规模扩大，设备检修试验工作量急剧增加，由于设备检修所带来的经济成本、社会成本也日渐突出，传统的设备实验、检测方法已经制约了电网及公司的发展。设备运行在额定电压下，其本体能够表征出“声、光、热、电、磁”等特征，这些特征可以通过振动、超声波、电磁波、发热、局部放电等状态量来监测；带电检测就是通过监测这些状态量的异动，达到发现设备缺陷的目的。各种检测手段适用场景如下：

由上表对比可以看出，一些典型电力故障，如局部放电、气体泄漏并不会表征出明显“热、磁、电”等特征，此时声学检测更加适用；相对于传统的手持式超声检测仪，声成像结合了光学和声学技术，在检测效率、探测距离、覆盖面积、直观显示等方面具有明显优势。常见电力故障声学表征统计如下：

本文关键内容：电力设备异响检测,麦克风阵列,噪声源定位,声学成像,电力异响定位,电气局放检测,变压器异响定位

设备异响多表现为可听声（20~20Khz），如果发生电弧、气体泄漏，将产生高于可听频率的超声波。因此，通过在嘈杂的环境中测量超声波成分，可测出是否有气体泄漏及电弧发生。声波具有方向性，所以容易被查出。声波依次通过传感器排列后，分析顺序和特性，计算噪音的方向和距离，进而在杂音较多的环境中，可以找准故障发生的位置。

“多耳神”系列便携式声学相机是其高科技自研的声音可视化仪器，其特点是多、快、准，使用的麦克风多，提高信噪比；成像速度快，捕捉瞬态异响；声源定位准，声音看得见。

其高“多耳神“系列产品基于FPGA实时信号采集与处理技术，采用波束形成(Beamforming)算法，对声音进行实时成像，并与摄像头视频实时合成，生成 “声音视频”，将声音进行动态可视化。得益于其高先进的声学算法和FPGA的高速并行处理能力，其高声学照相机实现了高帧率声音视频的实时合成，真正做到“所见即所听”，尤其擅于捕获和定位瞬态异响噪声。

它的开发目的是通过测量超声波频带中的信号来检测气体泄漏和电弧。使用100多个传声器提高了测量灵敏度，进行声源成像和区域增强，减少外界噪声干扰，并且最大可测量50kHz超声波频带的信号。 此外，在包括BSR(Buzz、Squeak、Rattle)噪声在内的可听声噪声检测方面也可发挥卓越的性能。

其高科技针对电力检测开发了发多种声学检测系统，包括手持式人工巡检声学相机、巡检机器人搭载声学相机、户外固定安装式声学相机。各个系统使用场景以及功能对比如下：