聲學(xué)測量案例：聲學(xué)照相機(jī)用于電力設(shè)備局部放電檢測

一、電力設(shè)備局部放電故障

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力作為一種重要能源，影響著萬千國人的工作、生活和學(xué)習(xí)，并對我們社會、經(jīng)濟(jì)和科學(xué)的穩(wěn)定發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。因此，保障電力的持續(xù)、穩(wěn)定的生產(chǎn)和供應(yīng)，成為電廠的首要任務(wù)。

局部放電是電力設(shè)備日常運(yùn)行中最常出現(xiàn)的故障之一，因其極易造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失而備受電廠的關(guān)注。據(jù)電網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，局部放電是造成高壓電氣設(shè)備最終發(fā)生絕緣擊穿的重要原因，也是絕緣劣化的重要表征，其主要出現(xiàn)在高壓電氣設(shè)備之中。

高壓線電塔局部放電場景

因此，如何及時發(fā)現(xiàn)局部放電現(xiàn)象并進(jìn)行有效解決，從而使設(shè)備正常安全運(yùn)行一直是電力設(shè)備維護(hù)工作中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。

維修人員在維修高壓線電塔

聲學(xué)照相機(jī)是基于麥克風(fēng)陣列的聲學(xué)成像技術(shù)，其通過對電氣設(shè)備局部放電時產(chǎn)生的聲信號采集，分析處理后，可快速實(shí)現(xiàn)視覺區(qū)域內(nèi)的成像，精準(zhǔn)定位局部放電位置，可大幅提高檢修效率，有助于檢修人員更快更準(zhǔn)的查找故障部位，及時有效解除安全隱患，保障電力設(shè)施安全運(yùn)行。

二、聲學(xué)照相機(jī)

聲學(xué)照相機(jī)又稱聲像儀、手持式聲學(xué)成像儀，其原理是用一組傳聲器(又稱麥克風(fēng))同時接收聲源發(fā)出的信號，通過聲源定位算法獲得聲源位置和強(qiáng)度信息，被廣泛應(yīng)用于汽車、航空、機(jī)床以及工業(yè)現(xiàn)場的噪聲源定位中。

技術(shù)原理

1. 傳聲器陣列技術(shù)：將多個傳聲器，部署在各種形狀的傳聲器陣列上，通過信號處理算法（如波束形成、聲全息）生成聲音在一個平面或球面上的聲壓級分布，以彩色等高線圖的方式實(shí)現(xiàn)聲音可視化，通過照片或視頻的方式顯示被測物的噪聲源分布。

2. 聲學(xué)成像技術(shù)：通過測量二維面上的聲壓，運(yùn)用重構(gòu)算法重建被測設(shè)備表面的聲場，最后將聲場以圖像或視頻的形式顯示出來。

3. 視聽融合技術(shù)：通過傳聲器陣列同步接收到多個通道的聲音信號， 依據(jù)相控陣波束形成原理計(jì)算得到設(shè)備基準(zhǔn)發(fā)射面上的聲場分布云圖。測量中同步記錄設(shè)備的可見光圖像，以其為背景，通過幾何配準(zhǔn)將聲場分布云圖與可見光圖像疊加顯示，獲得聲學(xué)成像結(jié)果。聲學(xué)成像結(jié)果中直觀顯示了聲源空間位置、強(qiáng)度和頻譜等特征。

現(xiàn)場測試視頻

產(chǎn)品特點(diǎn)

1. 使用簡便：操作簡單，手持式非接觸式測試，聲學(xué)成像速率高達(dá)100FPS，測試結(jié)果肉眼直觀可見。

2. 測量精準(zhǔn)：采用優(yōu)質(zhì)測量傳聲器，結(jié)合傳聲器陣列等技術(shù)，可有效監(jiān)測聲壓級33-120dB范圍的故障點(diǎn)。

3. 功能強(qiáng)大：結(jié)實(shí)耐用的外觀設(shè)計(jì)，穩(wěn)定的使用性能，可適用于各類戶外室內(nèi)場景。

三、結(jié)語

電力設(shè)備局部放電，作為一種設(shè)備故障，利用聲學(xué)測量技術(shù)，可有效實(shí)現(xiàn)對故障點(diǎn)位的檢測定位，及時做到故障的處理，避免更大的經(jīng)濟(jì)損失造成。

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