基于声信号的电气设备故障诊断系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于声信号的电气设备故障诊断系统，包括声信号发声单元组，所述声信号发声单元组分别从四个方向发出不同类型故障的噪声信号至待检测装置；声信号接收及处理单元组，所述声信号接收及处理单元组接收待检测装置反射的噪声信号信息并进行解析分析。故障诊断时，所述电气设备故障诊断系统循环测试所有类型故障的噪声信号并根据二维声信号故障地图中故障出现的次数判断故障发生的概率。本发明专利技术铺设方便、操作简单，适用于复杂环境下的工况，并能够从故障的噪声信号中准确地识别出设备的故障类型。别出设备的故障类型。别出设备的故障类型。

Electrical equipment fault diagnosis system based on acoustic signal

【技术实现步骤摘要】
基于声信号的电气设备故障诊断系统


[0001]本专利技术涉及电气设备故障检测领域，尤其涉及一种基于声信号的电气设备故障诊断系统及其方法。

技术介绍

[0002]电网用电气设备如变压器、GIS、无补偿装置等发声故障时会产声特定频率的声音信号，利用故障产生的声音信号可以判断不同类型的电气故障。但是电网用电气设备往往在各种复杂的工况下工作，不同的工况存在不同的噪声信号与电气设备故障产生的声音信号叠加在一起，这使得利用故障声信号辨别电气设备的故障在不同实际工况下的应用变得难以实现。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对上述问题，提供一种能够克服不同工况噪声干扰的基于声信号的电气设备故障诊断系统及其方法。
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供了一种基于声信号的电气设备故障诊断系统包括：
[0005]声信号发声单元组，所述声信号发声单元组包括相互间隔90度并依次放置在待检测装置的前后左右四个方向的第一声信号发声单元、第二声信号发声单元、第三声信号发声单元、第四声信号发声单元，所述声信号发声单元组分别从四个方向发出不同类型故障的噪声信号至待检测装置；
[0006]声信号接收及处理单元组，所述声信号接收及处理单元组包括放置在第一声信号发声单元与待检测装置间的第一声信号接收及处理单元、放置在第二声信号发声单元与待检测装置间的第二声信号接收及处理单元、放置在第三声信号发声单元与待检测装置间的第三声信号接收及处理单元、放置在第四声信号发声单元与待检测装置间的第四声信号接收及处理单元，所述声信号接收及处理单元组接收待检测装置反射的噪声信号信息并进行解析分析。
[0007]其中，所述第一声信号接收及处理单元与所述第一声信号发声单元和所述待检测装置的距离为r；所述第二声信号接收及处理单元与所述第二声信号发声单元和所述待检测装置的距离为r；所述第三声信号接收及处理单元与所述第三声信号发声单元和所述待检测装置的距离为r；所述第四声信号接收及处理单元与所述第四声信号发声单元和所述待检测装置的距离为r。
[0008]所述待检测装置为SF6断路器、空气断路器、变压器或三相交流电动机。对应的r值满足如下范围要求：
[0009]不同电器设备类型距离r最小值距离r最大值SF6断路器1.1m1.5m空气断路器1.2m1.6m
变压器1.5m2m三相交流电动机(90kW)1.8m2m
[0010]优选方式下，所述声信号接收及处理单元对接收到的声信号进行线性预测编码以及主成分分解，并以十字加圈光点的形式映射至二维声信号故障地图，二维声信号故障地图中十字加圈光点与代表某种故障的圆形范围的相对位置表示：若十字加圈光点移动至代表某种故障的圆形范围内，则识别出待检测装置发生对应的故障，若十字加圈光点并未移动至代表某种故障的圆形范围内，则识别出待检测装置未发生故障。
[0011]优选方式下，本专利技术基于声信号的电气设备故障诊断系统，其电气设备故障诊断方法包括：
[0012]S1：所述声信号发声单元组收集待检测装置所有类型故障的噪声信号；
[0013]S2：在所述待检测装置的周围放置所述电气设备故障诊断系统；
[0014]S3：第一声信号发声单元启动并发出故障的噪声信号，第一声信号接收及处理单元启动并接收待检测装置反射的噪声信号；
[0015]S4：第一声信号接收及处理单元进行解析分析并绘制二维声信号故障地图；
[0016]S5：第一声信号发声单元关闭，第一声信号接收及处理单元关闭；
[0017]S6：第二声信号发声单元启动并发出故障的噪声信号，第二声信号接收及处理单元启动并接收待检测装置反射的噪声信号；
[0018]S7：第二声信号接收及处理单元进行解析分析并绘制二维声信号故障地图；
[0019]S8：第二声信号发声单元关闭，第二声信号接收及处理单元关闭；
[0020]S9：第三声信号发声单元启动并发出故障的噪声信号，第三声信号接收及处理单元启动并接收待检测装置反射的噪声信号；
[0021]S10：第三声信号接收及处理单元进行解析分析并绘制二维声信号故障地图；
[0022]S11：第三声信号发声单元关闭，第三声信号接收及处理单元关闭；
[0023]S12：第四声信号发声单元启动并发出故障的噪声信号，第四声信号接收及处理单元启动并接收待检测装置反射的噪声信号；
[0024]S13：第四声信号接收及处理单元进行解析分析并绘制二维声信号故障地图；
[0025]S14：第四声信号发声单元关闭，第四声信号接收及处理单元关闭；
[0026]S15：所述电气设备故障诊断系统循环测试所有类型故障的噪声信号并判断故障发生的概率，若四个声信号接收及处理单元识别出的故障类型相同，则所述待检测装置为该类型故障的概率为100％，若三个声信号接收及处理单元识别出的故障类型相同，则所述待检测装置为该类型故障的概率为75％，若两个声信号接收及处理单元识别出的故障类型相同，则所述待检测装置为该类型故障的概率为50％，若一个声信号接收及处理单元识别出某类型故障，则所述待检测装置为该类型故障的概率为25％，若声信号接收及处理单元未识别出故障，则所述待检测装置未发生故障。
[0027]本专利技术的有益效果为：本专利技术铺设方便、操作简单，适用于复杂环境下的工况，并能够从故障的噪声信号中准确地识别出设备的故障类型，解决了目前存在的设备故障类型识别困难的问题。
附图说明
[0028]图1为本专利技术的发声模块和声音接收的布局位置图；
[0029]图2为本专利技术的基于声信号的故障识别系统；
[0030]图3为本专利技术的声信号处理故障地图；
[0031]图4为本专利技术的声信号处理软件结构图；
[0032]图5为本专利技术的判断电气故障类型的流程图。
[0033]图中：00、待检测装置，11、第一声信号接收及处理单元，12、第二声信号接收及处理单元，13、第三声信号接收及处理单元，14、第四声信号接收及处理单元，21、第一声信号发声单元，22、第二声信号发声单元，23、第三声信号发声单元，24、第四声信号发声单元。
具体实施方式
[0034]具体实施例：
[0035]如图1、2所示，所述电气设备故障诊断系统包括：
[0036]声信号发声单元组，所述声信号发声单元组包括相互间隔90度并依次放置在待检测装置00的前后左右四个方向的第一声信号发声单元21、第二声信号发声单元22、第三声信号发声单元23、第四声信号发声单元24，所述声信号发声单元组分别从四个方向发出不同类型故障的噪声信号至待检测装置00；
[0037]声信号接收及处理单元组，所述声信号接收及处理单元组包括放置在第一声信号发声单元21与待检测装置00间的第一声信号接收及处理单元11、放置在第二声信号发声单元22与待检测装置00间的第二声信号接收及处理单元12、放置在第三声信号发声单元23与待检测装置00间的第三声信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声信号的电气设备故障诊断系统，其特征在于，包括：声信号发声单元组，所述声信号发声单元组包括相互间隔90度并依次放置在待检测装置的前后左右四个方向的第一声信号发声单元、第二声信号发声单元、第三声信号发声单元、第四声信号发声单元，所述声信号发声单元组分别从四个方向发出不同类型故障的噪声信号至待检测装置；声信号接收及处理单元组，所述声信号接收及处理单元组包括放置在第一声信号发声单元与待检测装置间的第一声信号接收及处理单元、放置在第二声信号发声单元与待检测装置间的第二声信号接收及处理单元、放置在第三声信号发声单元与待检测装置间的第三声信号接收及处理单元、放置在第四声信号发声单元与待检测装置间的第四声信号接收及处理单元，所述声信号接收及处理单元组接收待检测装置反射的噪声信号信息并进行解析分析。2.根据权利要求1所述基于声信号的电气设...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕洋，王宝昌，高飞，苗勇，冯川，李昂，崔伟峰，王元洲，欧雪枫，张楠，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司大连供电公司，
类型：新型
国别省市：