一种输电导线风噪声源的观测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种输电导线风噪声的观测方法及系统。方法包括通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号，由声级计及波形数据记录装置记录；利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号，得到两个信号间的相位差，计算出风噪声源相对于传声器的方向角；据传声器所处空间坐标，结合输电线路已知高度推定风噪声源位置；系统包括风速、风向计，用于同时记录产生不同频率风噪声时的风速及相对于输电线路的风向。能够对特高压输电导线风噪声源的空间位置进行定位，利用多组传声器组构成大型试验研究观测系统对输电导线风噪声进行长期观测，利于研究在不同风速风向下，针对不同分裂导线、导线种类下风噪声特性，便于消除风噪声对周围环境的影响。

System and method for observing wind noise source of power transmission line

The invention relates to a method and a system for observing wind noise of a transmission wire. The method includes acoustic signals through two microphone respectively receive the transmission line caused by the strong wind, the sound level meter and waveform data recording device; analysis of acoustic signals using octave filter or spectrum analyzer, two phase difference of the signals, calculates the wind noise source relative to the microphone microphone according to the direction angle; space coordinate with known height of transmission line, presumption of wind noise source location; system including wind speed and wind direction, wind speed records for different frequency at the same time when the wind noise and wind direction relative to the transmission line. Can locate the spatial location of the UHV transmission line of wind noise source, using a plurality of microphones composed of large scale pilot study observing systems for long-term observation of the transmission line to the study of wind noise in different wind speed and direction, according to the different types of wire conductor, wind noise characteristics, to eliminate the influence of wind noise on the surrounding environment.

【技术实现步骤摘要】
一种输电导线风噪声源的观测系统及方法
本专利技术属于电力
，特别是涉及一种输电导线风噪声源的观测系统及方法，具体是一种输电、特高压输电导线风噪声的观测方法和风噪声源的观测系统。
技术介绍
输电线路特别是特高压输电线路产生的可听噪声，是一种常见的线路对周围环境的影响，这种噪声可使人产生烦躁情绪。输电线路产生的可听噪声大体上可以分为两种：一种是由导线产生电晕放电时所引起的电晕噪声；另一种是由于空气的流体运动所引起，即当风吹在导线、绝缘子串或是杆塔上时产生的风噪声。随着我国超高压、特高压输电线路的大规模建设，包括输电线路风噪声在内的可听噪声问题也日趋严重。目前，针对电晕噪声对环境的影响问题已经被广泛的研究，但针对风噪声对环境的影响问题却没能被足够的重视，特别是针对输电导线风噪声源的观测基本没有相关研究，不利于消除风噪声对周围环境的影响。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种输电导线风噪声源的观测系统及方法，能够有利于输电导线风噪声源特性的观测与研究。为了实现上述专利技术目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种输电导线风噪声源的观测方法，包括：通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号，并由声级计及波形数据记录装置记录；利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号，得到两个信号之间的相位差，进而计算出风噪声源相对于传声器的方向角；根据传声器所处的空间坐标，结合输电线路的已知高度推定出风噪声源的位置；观测系统包括风速、风向计，用于同时记录产生不同频率风噪声时的风速以及相对于输电线路的风向。所述通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号，并由声级计及波形数据记录装置记录，包括：通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号；通过声级计及波形数据记录装置获取各传声器的声波信号，得到与所述两个传声器对应的两组声波信号。所述利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号，得到两个信号之间的相位差，进而计算出风噪声源相对于传声器的方向角，包括：利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号；利用频谱分析计算两个信号之间的相位差；利用相位差计算出风噪声源相对于传声器的方向角。所述利用两个信号之间的相位差计算出风噪声源相对于传声器的方向角，包括：采用以下公式计算出风噪声源相对于传声器的方向角：其中，θ为方向角，φ12为两个信号之间的相位差，d为两个传声器之间的距离，c为声音在介质中的传播速度，f为频率。一种输电导线风噪声源的观测系统，包括：声波信号采集记录模块310、方向角计算模块320、风噪声源定位模块330以及风速、风向记录模块340；所述功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中；上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述声波信号采集记录模块，用于通过两个传声器分别接收输电导线因强风引起的声波信号，以及通过声级计及波形数据记录装置记录声波信号。所述方向角计算模块，用于根据两个信号之间的相位差计算风噪声源相对于传声器的方向角。所述风噪声源定位模块包括：用于根据方向角、输电线路的已知高度，得到风噪声源的位置。所述风速、风向记录模块包括：用于同时记录产生不同频率风噪声时的风速以及相对于输电线路的风向。所述两个传声器并列排列，且两个传声器的空间高度坐标相等；相邻编号的传声器之间的间隔为1m或2m；当存在风噪声源时，声波在空气中传播；所述两个传声器分别与声级计连接；所述传声器，是指能够接收空间中传播的声音信号并将其转换为电信号的能量转换器件。上述技术方案的输电导线风噪声源的观测方法及系统，通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号，并由声级计及波形数据记录装置记录；利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号，得到两个信号之间的相位差，进而计算出风噪声源相对于传声器的方向角；根据传声器所处的空间坐标，结合输电线路的已知高度推定出风噪声源的位置；此外，所述系统还包括风速、风向计，用于同时记录产生不同频率风噪声时的风速以及相对于输电线路的风向。通过本专利技术，能够对特高压输电导线风噪声源的空间位置进行定位，还能够利用多组传声器组构成大型的试验研究观测系统对输电导线风噪声进行长期观测，有利于研究在不同风速、风向下，针对不同分裂导线、导线种类下风噪声的特性，便于消除风噪声对周围环境的影响。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。附图说明图1是本专利技术输电导线风噪声源的观测方法的示意性流程图；图2是本专利技术输电导线风噪声源的观测方法的原理示意图；图3是本专利技术输电导线风噪声源的观测系统的示意性结构图。具体实施方式本专利技术是一种输电导线风噪声源的观测系统及方法，本专利技术中提供的实施例包括输电导线风噪声源的观测方法实施例，还包括相应的输电导线风噪声源的观测系统实施例。以下分别进行详细说明。图1为一实施例的输电导线风噪声源的观测方法的示意性流程图；如图1所示，本实施例的输电导线风噪声源的观测方法包括如下步骤S1至S4，各步骤详述如下：S1，通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号，并由声级计及波形数据记录装置记录；优选的，如图2所示，可通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号。本实施例中所述两个传声器并列排列，且两个传声器的空间高度坐标相等，即传声器1和传声器2；相邻编号的传声器之间的间隔为1m或2m。当存在风噪声源时，声波在空气中传播，通过两个传声器可以分别接收到对应的声波信号。本实施例中，所述两个传声器可分别与声级计连接，利用声级计及波形数据记录装置可获取各传声器接收到的声波信号。需要说明的是，本实施例中传声器，是指能够接收空间中传播的声音信号并将其转换为电信号的能量转换器件。S2，利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号，得到两个信号之间的相位差，进而计算出风噪声源相对于传声器的方向角；作为一优选实施方式，可采用以下公式计算出风噪声源相对于传声器的方向角：其中，θ为方向角，φ12为两个信号之间的相位差，d为两个传声器之间的距离，c为声音在介质中的传播速度，f为频率。S3，根据传声器所处的空间坐标，结合输电线路的已知高度推定出风噪声源的位置。作为一优选实施方式，例如输电线路已知高度为12m，结合方向角就可以得出在输电导线的哪个位置产生了风噪声。S4，利用风速、风向计同时记录产生不同频率风噪声时的风速以及相对于输电线路的风向。通过本实施例的输电导线风噪声源的定位方法，能够对输电导线风噪声源的空间位置进行定位，还能够利用多组传声器组构成大型的试验研究观测系统对输电导线风噪声进行长期观测，有利于研究在不同风速、风向下，针对不同分裂导线、导线种类下风噪声的特性，便于消除风噪声对周围环境的影响；并且其实现原理简单，便于进行推广应用。需要说明的是，对于前述方法实施例，为了简便描述，将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本专利技术并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本专利技术，某些步骤可以采用其它顺序或者同时进行。以下对可用于执行上述输电导线风噪声源的观测方法的风噪声源的观测系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种输电导线风噪声源的观测方法，其特征在于，包括：通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号，并由声级计及波形数据记录装置记录；利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号，得到两个信号之间的相位差，进而计算出风噪声源相对于传声器的方向角；根据传声器所处的空间坐标，结合输电线路的已知高度推定出风噪声源的位置；观测系统包括风速、风向计，用于同时记录产生不同频率风噪声时的风速以及相对于输电线路的风向。

【技术特征摘要】
1.一种输电导线风噪声源的观测方法，其特征在于，包括：通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号，并由声级计及波形数据记录装置记录；利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号，得到两个信号之间的相位差，进而计算出风噪声源相对于传声器的方向角；根据传声器所处的空间坐标，结合输电线路的已知高度推定出风噪声源的位置；观测系统包括风速、风向计，用于同时记录产生不同频率风噪声时的风速以及相对于输电线路的风向。2.根据权利要求1所述的一种输电导线风噪声源的观测方法，其特征在于，所述通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号，并由声级计及波形数据记录装置记录，包括：通过两个传声器分别接收输电导线在强风下引起的声波信号；通过声级计及波形数据记录装置获取各传声器的声波信号，得到与所述两个传声器对应的两组声波信号。3.根据权利要求1所述的一种输电导线风噪声源的观测方法，其特征在于，所述利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号，得到两个信号之间的相位差，进而计算出风噪声源相对于传声器的方向角，包括：利用倍频程滤波器或频谱仪分析声波信号；利用频谱分析计算两个信号之间的相位差；利用相位差计算出风噪声源相对于传声器的方向角。4.根据权利要求1所述的一种输电导线风噪声源的观测方法，其特征在于，所述利用两个信号之间的相位差计算出风噪声源相对于传声器的方向角，包括：采用以下公式计算出风噪声源相对于传声器的方向角：其中，θ为方向角，φ12为两个信号之间的相位差，d为两个传声器之间的距离，c为声音在介质中的传播速度，f为...

【专利技术属性】
技术研发人员：隋玉秋，田野，戴黎，张小辉，黄旭，赵义松，刘劲松，金鑫，李学斌，张彬，罗彤，韦德福，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21