技術(shù)背景GIS運(yùn)行時(shí)，電流通過(guò)高壓導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的電動(dòng)力引起振動(dòng),，由于導(dǎo)體所受電動(dòng)力正比于負(fù)載電流的平方,，GIS本體振動(dòng)產(chǎn)生的聲紋振動(dòng)信號(hào)的基頻為100Hz。當(dāng)存在機(jī)械故障時(shí),，聲紋振動(dòng)信號(hào)的頻譜分布將發(fā)生改變,，產(chǎn)生諧波分量。GIS本體機(jī)械型缺陷主要是指內(nèi)部存在開關(guān)觸頭接觸異常,、導(dǎo)電桿接觸不良,、母線卡簧松動(dòng)、屏蔽罩松動(dòng)等異常時(shí),，在交變電場(chǎng)作用下發(fā)生異常振動(dòng),，長(zhǎng)期振動(dòng)可能導(dǎo)致導(dǎo)電桿和絕緣件松動(dòng)，易造成絕緣事故,。異常振動(dòng)還可能造成SF6氣體泄漏,，損壞絕緣子和絕緣支柱，影響外殼接地牢固,，危及GIS運(yùn)行安全,。杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的科研合作背景。聲學(xué)指紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)交流

電力系統(tǒng)中的高壓開關(guān)類設(shè)備主要包括GIS（氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備）,、AIS（敞開式斷路器）,、GIS /敞開式的隔離開關(guān)、開關(guān)柜斷路器等,。各類開關(guān)設(shè)備的材料,、工藝、設(shè)計(jì),、安裝過(guò)程中的缺陷以及頻繁動(dòng)作極易引起機(jī)械故障,，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)導(dǎo)致電氣火災(zāi)、停電等事故,，現(xiàn)有狀態(tài)檢修方式的試驗(yàn)周期長(zhǎng),、耗費(fèi)人力物力,、檢修效率低等缺點(diǎn)，較大地影響設(shè)備正常運(yùn)行,。

基于聲紋振動(dòng)信號(hào)的在線監(jiān)測(cè),，可在GIS帶電運(yùn)行狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障，并及時(shí)預(yù)警,，從而延長(zhǎng)使用壽命,，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性。我公司以聲紋振動(dòng)信號(hào)為主,，結(jié)合電流,、位移等其他參量的在線監(jiān)測(cè)，開發(fā)了故障診斷算法（***軟著權(quán)）并提取相關(guān)特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),，適用于開關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測(cè)（便攜診斷式,、手持巡檢式）、在線監(jiān)測(cè)（長(zhǎng)期固定式,、短期移動(dòng)式）,。 隔離開關(guān)振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)推薦杭州國(guó)洲電力科技有限公司的企業(yè)發(fā)展歷程與技術(shù)創(chuàng)新成果。

GZAFV-01系統(tǒng)的功能特點(diǎn)GIS在帶電運(yùn)行過(guò)程中除了機(jī)械故障會(huì)導(dǎo)致異常振動(dòng)外,，放電性故障（如絕緣子內(nèi)部缺陷,、螺絲松動(dòng)、懸浮電位放電,、毛刺前列放電,、金屬微粒放電等）也會(huì)導(dǎo)致聲紋振動(dòng)信號(hào)的產(chǎn)生。因此,，通過(guò)深入研究GIS本體的聲紋振動(dòng)信號(hào)特征可發(fā)現(xiàn)GIS機(jī)械性故障及放電性故障,，具有監(jiān)測(cè)***、監(jiān)測(cè)結(jié)果互相補(bǔ)充的特點(diǎn),?；诼暭y振動(dòng)信號(hào)的在線監(jiān)測(cè)，可在GIS帶電運(yùn)行狀態(tài)下及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障,，并及時(shí)預(yù)警,，從而延長(zhǎng)使用壽命，提高電網(wǎng)運(yùn)行的可靠性,。我公司以聲紋振動(dòng)信號(hào)為主,，結(jié)合電流、位移等其他參量的在線監(jiān)測(cè),，開發(fā)了故障診斷算法（***軟著權(quán)）并提取相關(guān)特征參量研制完成的GZAFV-01型聲紋振動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng),，適用于開關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測(cè)（便攜診斷式、手持巡檢式）,、在線監(jiān)測(cè)（長(zhǎng)期固定式,、短期移動(dòng)式）,。GZAFV-01系統(tǒng)由聲紋振動(dòng)傳感器（壓電式加速度計(jì)）,、位移傳感器,、電流傳感器、IED（在線監(jiān)測(cè)式）/主機(jī)（便攜/手持式）,、云服務(wù)器,、通訊單元、供電單元等組件構(gòu)成,。

3.2.3平臺(tái)層的云服務(wù)器數(shù)據(jù)經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)傳感器采集并經(jīng)過(guò)IED/主機(jī)處理后,，通過(guò)通信模塊（4G/5G無(wú)線傳輸或電力光纖專網(wǎng)）傳送至云服務(wù)器進(jìn)行存儲(chǔ)及深度計(jì)算，平臺(tái)層的操控計(jì)算機(jī)（含通過(guò)IEC61850通訊管理連接的遠(yuǎn)端）可通過(guò)瀏覽器登錄云服務(wù)器隨時(shí)隨地查看監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),，對(duì)變壓器進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測(cè)及診斷分析,。云服務(wù)器采用B/S結(jié)構(gòu)（瀏覽器/服務(wù)器模式），提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的深度計(jì)算,、存儲(chǔ),、瀏覽器查看等服務(wù)。

3.2GZAFV-01系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)GZAFV-01系統(tǒng)由感知層的聲紋振動(dòng)傳感器,、電流傳感器,、IED/主機(jī)，網(wǎng)絡(luò)層的通訊管理里,，平臺(tái)層的數(shù)據(jù)（云）服務(wù)器,、內(nèi)置操控及監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析軟件的操控計(jì)算機(jī)、IEC61850通訊管理機(jī)等構(gòu)成,。 杭州國(guó)洲電力科技有限公司振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)技術(shù)系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,。

6.4 2020年11月19日，我公司獲邀南網(wǎng)廣西電網(wǎng)公司總經(jīng)辦和生產(chǎn)技術(shù)部的邀請(qǐng),，委派公司技術(shù)智造中心總監(jiān)王國(guó)明博士向廣西電網(wǎng)公司的總經(jīng)理,、副總經(jīng)理以及生產(chǎn)技術(shù)部、電力科學(xué)研究院等相關(guān)部門和直屬單位的領(lǐng)導(dǎo)做了《變壓器聲紋振動(dòng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)》的專題匯報(bào),，榮獲領(lǐng)導(dǎo)和**們的稱贊與肯定,。

6.5 2020年10月30日，國(guó)網(wǎng)公司設(shè)備部領(lǐng)導(dǎo)視察1000kV廊坊特高壓變電站已投運(yùn)的1000kV電抗器運(yùn)行情況（如下圖6.4所示）,。通過(guò)查看我公司的GZOLM-1000T型變壓器綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（局部放電,、聲紋振動(dòng)、鐵芯接地電流,、油中溶解氣體,、電抗器空負(fù)載等運(yùn)行參數(shù)）的多參量數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)和融合評(píng)價(jià)技術(shù)所展示的電抗器在線運(yùn)行中的性能狀況），后根據(jù)評(píng)價(jià)電抗器在線運(yùn)行健康態(tài)勢(shì)的診斷報(bào)告,，把某一臺(tái)電抗器下線返廠維修,，在廠區(qū)解體后驗(yàn)證了診斷報(bào)告的準(zhǔn)確性,。 GZAF-1000T系列變壓器(電抗器)振動(dòng)聲學(xué)指紋監(jiān)測(cè)技術(shù)交流與投運(yùn)業(yè)績(jī)。聲學(xué)指紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)交流

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確保采集到的振動(dòng)和聲學(xué)數(shù)據(jù)具有足夠的準(zhǔn)確性和分辨率,，以便于識(shí)別設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)與異常情況，可以采取以下措施：

選擇合適的傳感器：根據(jù)被監(jiān)測(cè)設(shè)備的特性和監(jiān)測(cè)要求選擇適當(dāng)類型和規(guī)格的振動(dòng)和聲學(xué)傳感器,。傳感器應(yīng)具有高靈敏度和適當(dāng)?shù)念l率響應(yīng)范圍,。校準(zhǔn)傳感器：定期對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，以確保其輸出與實(shí)際測(cè)量值之間的準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)關(guān)系,。優(yōu)化采樣頻率：根據(jù)設(shè)備的動(dòng)態(tài)特性和可能發(fā)生的故障類型,，設(shè)置合適的采樣頻率，以捕捉到振動(dòng)和聲學(xué)信號(hào)的關(guān)鍵特征,。減少噪聲干擾：采取措施減少環(huán)境噪聲和電磁干擾,，如使用屏蔽電纜、設(shè)置隔振平臺(tái),、選擇低噪聲環(huán)境進(jìn)行測(cè)量等,。數(shù)據(jù)預(yù)處理：采用濾波、去噪等數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù),，提高信號(hào)質(zhì)量,，減少噪聲的影響。多傳感器融合：使用多個(gè)傳感器并結(jié)合不同的測(cè)量位置,，可以提高數(shù)據(jù)的冗余性和魯棒性,，從而增強(qiáng)信號(hào)的準(zhǔn)確性。動(dòng)態(tài)范圍調(diào)整：根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整測(cè)量系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)范圍,，確保在設(shè)備運(yùn)行在不同負(fù)載條件下都能獲得清晰的信號(hào),。數(shù)據(jù)后處理和特征提取：應(yīng)用高級(jí)信號(hào)處理技術(shù),，如時(shí)頻分析,、小波變換等，提取出反映設(shè)備狀態(tài)的關(guān)鍵特征,。 聲學(xué)指紋振動(dòng)聲學(xué)指紋在線監(jiān)測(cè)監(jiān)測(cè)技術(shù)交流