[發(fā)明專利]基于聲學(xué)成像的故障檢測(cè)系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010207373.1
• 申請(qǐng)日: 2020-03-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111397726A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 余鵬;艾精文;梁兆杰;王梟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳供電局有限公司
• 主分類號(hào): G01H17/00
• 分類號(hào): G01H17/00;G01R31/12
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 石慧

本發(fā)明涉及一種基于聲學(xué)成像的故障檢測(cè)系統(tǒng)。所述故障檢測(cè)系統(tǒng)包括：信號(hào)采集單元，數(shù)據(jù)對(duì)比單元及控制器；其中，所述信號(hào)采集單元包括第一信號(hào)采集單元和第二信號(hào)采集單元，分別用于采集故障聲音信號(hào)和采集背景噪聲信號(hào)；所述數(shù)據(jù)對(duì)比單元與所述第一信號(hào)采集單元和所述第二信號(hào)采集單元相連接，用于進(jìn)行去擾分析以得到待測(cè)音頻信號(hào)；所述控制器與所述數(shù)據(jù)比對(duì)單元相連接，用于根據(jù)所述待測(cè)音頻信號(hào)進(jìn)行聲學(xué)成像計(jì)算，得到主要特征值的對(duì)應(yīng)聲源位置，進(jìn)行故障診斷得到診斷結(jié)果。上述故障檢測(cè)系統(tǒng)，可以在相干聲場(chǎng)中得到完整的無(wú)干擾的故障聲音信號(hào)，從而為故障檢測(cè)系統(tǒng)提供了純凈的故障音效使得所述故障檢測(cè)系統(tǒng)可以進(jìn)行準(zhǔn)確的故障診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及故障檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于聲學(xué)成像的GIS機(jī)械故障帶電檢測(cè)系統(tǒng)

背景技術(shù)

氣體絕緣全封閉組合電器(GIS，Gas Insulated Substation)作為電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，肩負(fù)著控制和保護(hù)的雙重任務(wù)，如果在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了故障又得不到及時(shí)處理，將有可能給電網(wǎng)帶來(lái)嚴(yán)重的危害。

輸變電設(shè)備GIS機(jī)械故障檢測(cè)的主要方法是振動(dòng)信號(hào)分析法，早期的研究表明，通過(guò)在GIS的殼體上測(cè)量振動(dòng)來(lái)檢測(cè)諸如觸頭異常等機(jī)械故障是可行的，而且，典型的振動(dòng)信號(hào)可用來(lái)檢測(cè)內(nèi)部潛伏性故障，但振動(dòng)信號(hào)一般只能在設(shè)備的殼體上或內(nèi)部個(gè)別位置測(cè)量，因而難以全面反映設(shè)備的機(jī)械狀況。近年來(lái)關(guān)于GIS機(jī)械故障檢測(cè)的研究很少，目前尚未見(jiàn)系統(tǒng)的研究報(bào)道，其研究水平仍停留在上世紀(jì)90年代初期水平。

噪聲由機(jī)械表面的振動(dòng)產(chǎn)生，機(jī)械故障造成異常振動(dòng)的同時(shí)也引起輻射聲場(chǎng)的變化。聲學(xué)診斷技術(shù)利用設(shè)備發(fā)出的噪聲對(duì)故障進(jìn)行定位和識(shí)別，具有非接性、操作簡(jiǎn)單快捷、不影響設(shè)備正常工作等優(yōu)點(diǎn)，在振動(dòng)信號(hào)不易測(cè)量或需要故障定位時(shí)尤為適用。常規(guī)的聲學(xué)診斷技術(shù)主要基于單通道測(cè)量，只能獲得機(jī)械的局部聲學(xué)特征隨時(shí)間或頻率變化的規(guī)律。而且，聲信號(hào)的抗干擾能力較差，尤其在相干聲場(chǎng)中，其測(cè)點(diǎn)位置不易選擇。若測(cè)點(diǎn)選擇不當(dāng)，局部聲學(xué)特征對(duì)故障不敏感；若故障源的聲信號(hào)被干擾源的聲信號(hào)湮沒(méi)，則常規(guī)的聲學(xué)診斷技術(shù)將不再適用。因此如何在相干聲場(chǎng)中得到完整的無(wú)干擾的故障源聲音信號(hào)，使其聲學(xué)特征能準(zhǔn)確反映故障源的位置并能結(jié)合音頻特征進(jìn)行故障診斷是目前亟待解決的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)聲信號(hào)的抗干擾能力較差，尤其在相干聲場(chǎng)中如何得到完整的無(wú)干擾的故障源聲音信號(hào)的問(wèn)題，提供一種基于聲學(xué)成像的故障檢測(cè)系統(tǒng)。

一種基于聲學(xué)成像的故障檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述故障檢測(cè)系統(tǒng)包括：信號(hào)采集單元，數(shù)據(jù)對(duì)比單元及控制器；其中，

所述信號(hào)采集單元包括第一信號(hào)采集單元和第二信號(hào)采集單元，所述第一信號(hào)采集單元用于采集故障聲音信號(hào)，所述第二信號(hào)單元用于采集背景噪聲信號(hào)；

所述數(shù)據(jù)對(duì)比單元與所述第一信號(hào)采集單元和所述第二信號(hào)采集單元相連接，用于對(duì)所述故障聲音信號(hào)和所述背景噪聲信號(hào)進(jìn)行去擾分析以得到待測(cè)音頻信號(hào)；

所述控制器與所述數(shù)據(jù)比對(duì)單元相連接，用于根據(jù)所述待測(cè)音頻信號(hào)進(jìn)行聲學(xué)成像計(jì)算，得到主要特征值的對(duì)應(yīng)聲源位置，進(jìn)行故障診斷得到診斷結(jié)果。

上述基于聲學(xué)成像的故障檢測(cè)系統(tǒng)，可以很好的對(duì)故障源的聲音信號(hào)與背景噪聲進(jìn)行甄別，特別是可以在相干聲場(chǎng)中得到完整的無(wú)干擾的故障聲音信號(hào)，從而為基于聲學(xué)成像的故障檢測(cè)系統(tǒng)提供了純凈的故障音效使得所述故障檢測(cè)系統(tǒng)可以進(jìn)行準(zhǔn)確的故障診斷。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述故障檢測(cè)系統(tǒng)包括傳聲支架，所述第一信號(hào)采集單元位于所述傳聲支架上；所述傳聲支架包括：

上半支架和下半支架，所述上半支架和所述下半支架均為半圓形板，所述上半支架和所述下半支架上均包括剜空槽和連接端，所述上半支架與所述下半支架扣合在一起，且所述上半支架的連接端與所述下半支架的連接端相連接而形成圓形的所述傳聲支架。