小菲课堂｜声学成像技术在局部放电监测中的应用（一）

  与FLIR红外热像仪配合使用，像FLIR Si124之类的声学成像仪是必不可少的设备，可以轻松又有效地发现局部放电，防止设备故障、代价高昂的损坏和意外停机等问题。

  的正式描述，局部放电指“只是局部地桥接导线间绝缘体的局部放电现象，有几率发生在导线附近，也有几率发生在另外的地方。通常，局部放电是局部电应力在绝缘体或绝缘体表面集中的结果，一般表现为维持的时间远远小于1毫秒的脉冲。

  电流总是趁人不注意时试图逃逸、跳离导线、徒劳地尝试桥接附近的电极。在寻找逃逸路线时，它首先会从老化的绝缘体上的裂缝开始。如果是架空电线，则是从因多年积污的电线表面开始。也许是在高压电缆的纸绕组上戳一个小孔，也可能隐藏在老化的液体电介质中形成的气泡附近。在电压正弦波的每个波峰和波谷，它都会持续不断地尝试（

  电流就这样日复一日地试图穿越到相邻的导线上，肉眼却无法看到这类局部放电。受持续性高压应力影响，附近的在允许电压下不导电的材料会在某个时刻失效，丧失对电流的约束。

  )或预防性维护(PdM)计划切实发挥作用的必要条件。越早发现，局部放电对绝缘体的损坏就越少，设备故障和后续停机风险也就越低。

  。还可以将热成像技术与声学成像技术结合起来，确定局部放电的严重程度。温度上升和声学特征可以表明绝缘设备的完整性遭到破坏。

  作为整个诊断ECO的一部分，FLIR在红外热像诊断方案以外，还推出了声学成像解决方案。

  ，它可以定位和分析工业故障、老化以及缺陷如局部放电等。研究之后发现，在元件发热到能被红外热像仪检测到之前，局部放电会导致声音异常。这就为我们额外提供了一层提示，让我们提前检测到潜在的故障。

  虽然我们大家常常能在电线附近听到嗡嗡声，但人耳通常是听不到局部放电的，因此局部放电人耳很难定位，尤其是在过于嘈杂的工作场所。借助

  ，用户可以扫描一整个区域，在被检组件的声像图上看到局部放电产生超声波的位置，即使人耳听不到、背景噪声很大也没关系。

  科技领域有一条通用法则：越多越好。从这个意义上讲，声学成像仪中增加麦克风的数量对形成细节丰富的声学图像至关重要。同样在科技领域，对于麦克风本身而言，（

  ）大不一定好，因此使用MEMS（微机电系统）类型的麦克风。这类麦克风的性能达到了良好的平衡，能在不同环境下稳定地工作，功耗低，支持小体积电池，航时长。另外，体积小意味着更容易把它们紧凑地布置在手持工具上。更多的麦克风，都有哪些优势呢？

  灵敏度：FLIR Si124声学成像仪搭载了由124个MEMS麦克风精心布成的阵列，这些麦克风相互配合，使灵敏度达到高水平。麦克风越多越能够更好的降低“空间混叠”的可能，也就是降低图像上声源错位的可能。

  检测范围与访问：增加麦克风的另一个优势是能扩大检验测试范围。声音在空气中的传播距离每增加一倍就会衰减6分贝（距离声源15米处听到的声音比30米处听到的声音强6分贝），中型局部放电的分贝值约为40分贝。为经验测试范围更广，声学成像仪制造商通过增加麦克风的数量来扩大检验测试范围。FLIR Si124声学成像仪将麦克风增加三倍，从而使检验测试范围扩大一倍。

  出于安全考虑，许多电气设备周围都有栅栏，或者离地较高，很难接近访问。这种访问限制也可能与时间有关，比如需要客户联系人在场时才能进入。鉴于这些访问限制，

  处理能力：FLIR Si124会产生124个音频数据流，这一些数据流经过处理后可转换为视觉图像。这款声像仪搭载了自动音频频率筛选功能，既不牺牲性能，也简化了操作的流程。数据和图形解决能力的进步使得将如此大量的声学数据，瞬间整合成屏幕上易于理解的图像成为可能。

  如果用户选用搭载较少麦克风或老款处理器的成像仪，结果只能得到较低品质图像、较低的分辨率、以及较慢的刷新率。就生产效率而言，像

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