Page 98 - 电力与能源2023年第六期

644 万 方，等：一种手持式工业声学成像仪在架空线路巡视中的应用

集到；手持式工业声学成像仪中预装的软件先对
声波信号进行增幅、过滤、快速傅立叶变换等一系
列处理得到声像图，同时麦克风阵列正中间的摄
像头也拍到了相同视角的可见光视频画面；声像
图和视频画面相叠加，生成让巡视人员可以直观

地看到局部放电点所在位置的声像云图。局部放
电点声像云图生成原理见图４。
2.3 手持式工业声学成像仪的技术参数
图 2 手持式工业声学成像仪背面照片
手持式工业声学成像仪的技术参数见表 1。
声源位置的原理基于麦克风阵列波束形成技术，
通过测量一定空间内的声波到达各传声器的信号 3 手持式工业声学成像仪在架空线路巡

相位差异，依据相控阵原理可以确定声源位置和 视中的应用情况
幅值，确定了声源位置，即局部放电的位置，如图 3
3.1 应用情况概述
所 示 为 麦 克 风 阵 列 波 束 形 成 技 术 原 理 示 意
架空线路巡视人员一般主要依靠肉眼加望远
见图 3。
镜的传统方式对线路进行巡视，难以发现线路上
的局部放电点，手持式工业声学成像仪的引入可
以帮助线路巡视人员及时发现这些局部放电点，
在这些局部放电点发展成可能影响线路安全运行
的缺陷甚至造成故障前进行人工干预，从而大大

提高线路运行的安全水平。
除了防患于未然的周期性巡视外，手持式工
业声学成像仪在对架空线路的故障特巡中也有很
强的实用价值：在线路发生接地故障，短时间内接
地运行时，接地故障所在点的放电超声波信号会

非常强，用手持式工业声学成像仪快速地扫视线
图 3 麦克风阵列波束形成技术原理示意图 路设备会很容易发现一些肉眼难以发现的柱上变
2.2 局部放电点声像云图生成原理 压器、避雷器等设备的故障接地点；在线路重合闸
当线路上存在局部放电点时，该点会发出超 成功或者线路跳闸巡视无异常后试送成功的线路
声波并向四周辐射；局部放电点的声波中包含了 上，曾经发生过故障的点或许肉眼难以发现，但这
声源位置信息，声波辐射到麦克风阵列处会被采 些发生过故障的薄弱点常常存在局部放电，可以

图 4 局部放电点声像云图生原理程图