基于声纹成像的GIS设备带电检测技术研究
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完成单位:国网新疆电力有限公司巴州供电公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-2-105
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
王维,赵勇,连婷,郑江勇,张太敏,杨皓宇,李龙飞,王义超
项目概况
1.研究背景
当前GIS设备状态检测仍以人工手持式测量方式为主,检测效率低、操作繁琐。特高频、超声波等检测手段存在测试时间长、检测效率较低、传播衰减大、检测范围小等影响。声音与振动的幅值、时域波形、频谱特性与设备运行工况、机械状态、绝缘状态等诸多因素密切相关。从声音与振动信号中提取声纹特征,能够实现电力设备运行状态的有效感知,并在故障发生前及时预警,无需接触设备,诊断及时性强。
2.先进性及创新性
首次将声成像技术与声纹识别技术融合,实现GIS设备的故障定位与缺陷识别,可带电无损检测,提高巡检效率;通过故障样机模拟和现场检测,建立GIS设备声音和振动信号数据库,首次提出GIS设备声纹特征提取与模式识别方法,基于声振特征可精准识别放电、机械松动等典型故障;基于波束形成声成像技术,首次同步实现GIS设备全视野范围内的声学故障诊断与异常寻踪定位。
3.可推广性
本成果目前已在部分变电站的GIS、HGIS设备上进行试点应用。该装置可应用于各种气候、地理环境下的变电站GIS、HGIS设备日常巡视、带电检测工作。也可作为GIS设备在线监测工具对设备运行工况进行全天候监测。进一步丰富了组合电气设备的带电检测手段,有效提高组合电气设备等组合电气设备的故障检测能力,提高组合电气设备安全、可靠运行水平。
同时本成果形成的自主知识产权,可移植性较强,改进后可推广应用于其他电力设备的运行状态监测与故障诊断,具有良好的推广前景,潜在经济效益显著。
4.经济社会效益
在6座变电站开展试点应用,成功发现漏气隐患3处,有效避免设备被迫停运事故事件发生。按照每次事故每小时损失电量120MW,每次故障停电12小时,电价每度0.4元计算,减少停电故障直接经济损失约57.6万元。减少约11万时户数停电,减少间接经济损失200余万元。
5.推动行业进步
在提升设备状态感知能力方面。GIS设备声纹成像无损检测装置进一步丰富了带电检测、日常巡检的技术手段,有效弥补的特高频、超声波检测的局限性。为GIS设备带电检测提供了新方案,有效提升了设备状态感知能力。在提升电网供电质量及可靠性方面。应用GIS设备声纹成像无损检测装置,提高了一线班组对设备的感知和管控能力,实现设备缺陷的主动预警和故障的智能决策,提升运检工作质效,实现设备状态全方位准确感知,从而保障电网设备安全、可靠运行,提升电网供电质量及可靠性,