超聲成像定位儀設計及其在電力檢測中運用分析

摘要：超聲成像定位儀作為一種先進的檢測技術，具有方向性好、穿透力強、不損害檢測對象等特點，因此，其在眾多領域得到了廣泛應用。首先，詳細描述了超聲成像定位儀的系統組成、技術特點，展示了其高精度、高效率的成像定位能力。隨后，深入分析了該定位儀在電力設備定位檢測、局放檢測、氣體泄漏檢測等方面的具體應用，以及其在智能化巡檢和電力系統管理中的潛在作用。為超聲成像定位儀在電力檢測領域的廣泛應用提供了理論支持和實踐指導。

關鍵詞：超聲成像定位儀""電力檢測""定位檢測""不損害檢測對象

Design"of"Ultrasonic"Imaging"Locator"and"Analysis"of"Its"Application"in"Power"Detection

SHANG""Jian

Jiangxi"Datang"International"Fuzhou"Power"Generation"Co.，"Ltd.，"Fuzhou，"Jiangxi"Province，"344128"China

Abstract："As"an"advanced"detection"technology，"ultrasonic"imaging"locator"has"the"characteristics"of"good"directionality，"strong"penetration，"and"no"damage"to"the"detection"object."Therefore，"it"has"been"widely"used"in"many"fields."Firstly，"thenbsp;system"composition"and"technical"characteristics"of"the"ultrasonic"imaging"locator"are"described"in"detail，"demonstrating"its"high-precision"and"high-efficiency"imaging"positioning"capabilities."Subsequently，"an"in-depth"analysis"is"conducted"on"the"specific"applications"of"the"locator"in"power"equipment"positioning"detection，"partial"discharge"detection，"gas"leakage"detection，"and"its"potential"role"in"intelligent"inspection"and"power"system"management."This"provides"theoretical"support"and"practical"guidance"for"the"widespread"application"of"ultrasonic"imaging"locators"in"the"field"of"power"detection.

Key"Words："Ultrasonic"imaging"locator;"Power"detection;"Positioning"detection；No"damage"to"the"detection"object

隨著全球能源需求的不斷增長和電力技術的快速發展，電力系統的穩定性和可靠性成為了現代社會持續發展的關鍵因素。然而，隨著電力設備的日益復雜化和精細化，傳統的電力系統管理方法已經難以滿足對設備運行狀態和潛在故障進行精確監控的需求。因此，尋找一種先進、高效的技術手段來優化電力系統管理，成為了電力行業亟待解決的問題。

1超聲成像定位儀的設計

1.1系統組成

智能聲學定位儀是一款集成先進技術的電氣設備專用聲源定位分析設備，它巧妙地將振動噪聲源識別定位、超聲波局部放電定位檢測、氣體泄漏定位檢測3個功能融為一體，同時兼容紅外測溫成像模塊，為電氣設備的維護和故障排查提供了全面而精準的解決方案。在系統組成上，智能聲學定位儀的核心部件是128個高靈敏度麥克風陣列，這些麥克風覆蓋從20"HZ～100"kHz的寬頻帶，確保了對各類聲波的敏感捕捉。配合高速波束形成技術，該設備能夠在短時間內形成準確的聲束，并通過快速的聲學虛擬成像技術，實現對聲源的精確定位[1]。

聲傳感器陣列則是將采集的聲音信息轉化為可視化數據的關鍵，以極高的分辨率和實時性，將聲音信號轉化為彩色等高線圖譜，直觀地展示在屏幕上。這種呈現方式不僅有助于用戶快速識別聲源的位置，還能有效地測量聲場分布，為故障分析提供有力依據。更為先進的是，智能聲學定位儀還支持將聲像圖與可見光的視頻圖像進行透明疊加，使用戶能夠同時觀察到電氣設備的外觀和內部聲場情況，大大提升了故障排查的效率和準確性[2]。

在超聲波局部放電定位檢測方面，該設備通過疊加超聲波局部放電典型相位圖譜（Phase"Response"Plot"for"Delay）和綜合分析評估功能，實現了對超聲波信號的深入分析和解讀。這有助于用戶更加準確地判斷電氣設備的局部放電情況，從而及時采取措施進行維修[3]。此外，智能聲學定位儀還具備紅外測溫成像功能。通過接入紅外測溫模塊，該設備能夠同時展示電氣設備的聲學成像和紅外測溫成像結果，為設備的故障診斷提供更加全面、準確的信息，同事這一功能使智能聲學定位儀在電氣設備維護和故障排查領域的應用更加廣泛和深入[4]。系統組成具體如圖1所示。

2超聲成像定位儀在電力檢測中的應用

2.1電力設備的定位檢測

在電力行業中，確保電力設備的穩定運行對保障供電安全至關重要。為了及時發現并解決潛在的故障和缺陷，利用超聲成像定位儀對電力設備進行定期檢測和監測已成為一種高效且準確的方法。超聲成像定位儀以其高精度、非接觸式測量的技術特點，在電力設備定位檢測中發揮著重要作用。該儀器通過發射超聲波脈沖并接收反射信號，能夠準確地定位電力設備內部或表面的故障和缺陷位置。無論是膠合板的開裂、電纜的老化，還是接頭的腐蝕等常見問題，超聲成像定位儀都能夠迅速發現并提供精確的位置信息。

在電力設備檢測過程中，超聲成像定位儀的操作簡便且高效。檢測人員只需將儀器放置在待檢設備的適當位置，啟動檢測程序，儀器便會自動發射超聲波并接收反射信號。通過內置的先進算法和數據處理技術，儀器能夠迅速分析信號特征，并將結果以直觀的成像方式展示給檢測人員。這使檢測人員能夠直觀地觀察到設備內部的結構和狀態，快速發現潛在問題。

2.2電力局放檢測

在電力系統中，局部放電是設備潛在故障的重要指示，如果不能及時發現和處理，可能會導致設備損壞甚至引發安全事故。超聲成像定位儀作為一種先進的檢測設備，在電力局放檢測中發揮著至關重要的作用。超聲成像定位儀能夠精準地捕捉局部放電產生的超聲波信號，這些信號通常是由于設備內部絕緣材料老化、電極表面不平整等原因導致的。通過壓電晶體接收這些微弱的超聲波信號，并將其轉化為電信號，再經過復雜的信號處理和圖像重建算法，最終生成直觀的可視化圖像。這些圖像能夠清晰地展示局部放電的位置、強度和頻率等信息，為檢測人員提供寶貴的參考依據。

在電力局放檢測中，超聲成像定位儀的應用極為廣泛。無論是架空輸電線路的絕緣子、變壓器的繞組、開關柜的母線連接處，還是電抗器的繞組，都是局放檢測的重要對象。這些設備一旦出現局放現象，往往伴隨著超聲波的產生和傳播。通過超聲成像定位儀的檢測，可以快速、準確地找到故障點位置，進而判斷局放的類型和嚴重程度。

2.3氣體泄漏檢測

在工業生產、能源供應和公共安全等領域，氣體泄漏檢測是一項至關重要的任務。氣體泄漏不僅可能導致資源的浪費，還可能引發火災、爆炸等嚴重事故，對人員安全和環境造成巨大威脅。因此，快速、準確地定位氣體泄漏點對預防事故、保障生產安全具有重要意義。超聲成像定位儀作為一種先進的檢測工具，在氣體泄漏檢測中發揮著越來越重要的作用。

超聲成像定位儀的工作原理基于超聲波的傳播和反射特性。當氣體發生泄漏時，由于氣體分子與周圍介質之間的相互作用，會產生微弱的超聲波信號。這些信號雖然難以被肉眼察覺，但超聲成像定位儀卻能夠敏銳地捕捉到它們。通過接收和分析這些超聲波信號，定位儀能夠準確地判斷泄漏點的位置和泄漏程度。

與傳統的氣體泄漏檢測方法相比，超聲成像定位儀具有諸多優勢。首先，它能夠實現非接觸式檢測，無須與被測物體直接接觸，從而避免了因接觸而可能導致的二次泄漏或損壞。其次，超聲成像定位儀具有高靈敏度和高精度，能夠捕捉微弱的超聲波信號，并準確地定位泄漏點。

在氣體泄漏檢測中，超聲成像定位儀的應用范圍十分廣泛。無論是氣體管道、設備，還是容器中的氣體泄漏，都可以通過超聲成像定位儀進行檢測。例如：在石油、天然氣等能源行業中，氣體管道是輸送能源的重要通道。然而，由于管道老化、腐蝕等原因，氣體泄漏事故時有發生。利用超聲成像定位儀對管道進行定期檢測，可以及時發現泄漏點并進行修復，從而避免事故的發生。

2.4智能化巡檢系統

智能化的巡檢系統通過集成超聲成像定位儀，能夠實現對電力設備的全面、細致的檢測。超聲成像定位儀憑借其高分辨率的成像技術，能夠捕捉到設備內部微小的缺陷和故障，并將這些信息以圖像的形式展現出來。與傳統的巡檢方式相比，超聲成像定位儀不僅能夠檢測到設備表面的問題，還能深入到設備內部，發現隱藏的故障和隱患。

智能化的巡檢系統還具備自動記錄和報告設備故障和缺陷的功能。在檢測過程中，系統會實時記錄檢測數據，并通過內置的分析算法對數據進行處理和分析。一旦檢測到設備存在故障或缺陷，系統會自動生成詳細的報告，并將相關信息發送給巡檢人員或管理人員。這樣，巡檢人員或管理人員可以迅速了解設備的狀況，并采取相應的措施進行處理。同時，系統還可以將歷史檢測數據進行存儲和管理，方便后續的分析和比對。

智能化的巡檢系統不僅提高了巡檢效率，還降低了人工巡檢的工作量和風險。傳統的巡檢方式需要巡檢人員逐一檢查設備的各個部分，耗費大量時間和精力。而智能化的巡檢系統通過自動化的檢測方式，可以迅速完成對整個設備的檢測任務，大大提高了巡檢效率。同時，由于系統具備自動記錄和報告功能，巡檢人員無須再手動記錄數據，減輕了工作負擔。此外，系統還減少了巡檢人員與設備直接接觸的機會，降低了因操作不當而引發的安全風險。

某電力公司采用了一套基于超聲成像定位儀的智能化巡檢系統對其變電站進行巡檢。在巡檢過程中，系統成功捕捉到了變壓器內部的一處局部放電現象，并通過圖像的形式清晰地展示了放電的位置和強度。巡檢人員根據系統生成的報告，迅速定位到了故障點，并采取了相應的修復措施[5]。這一案例充分展示了智能化巡檢系統在電力巡檢中的實際應用價值，不僅提高了巡檢效率和工作質量，還為電力系統的安全、穩定運行提供了有力保障。

2.5電力系統的管理

在電力系統的日常管理中，對設備運行狀態的精準把控和人為因素的細致分析至關重要。這不僅關乎電力供應的穩定性和可靠性，還涉及資源利用效率和設備維護成本的優化。隨著技術的發展，超聲波信號分析技術為電力系統的管理帶來了全新的視角和方法。超聲波信號在電力系統中無處不在，無論是設備正常運行時產生的微小振動，還是由于故障或人為操作導致的異常信號，都是電力系統管理的重要信息來源。通過高精度的超聲波錄制設備，可以捕捉到這些信號，并利用專門的軟件進行分析和評估。

在超聲波信號的分析過程中，可以獲得關于電力設備運行狀態的豐富信息。例如：通過分析超聲波信號的頻率、振幅和波形等參數，可以判斷設備的健康狀況、負載情況和運行效率。這些信息有助于及時發現潛在的問題和隱患，為電力系統的穩定運行提供有力保障。

此外，超聲波信號分析還能夠揭示人為因素對電力系統的影響。在電力設備的操作和維護過程中，人為因素往往是導致故障和事故的重要原因。通過分析超聲波信號中的特定模式或異常現象，可以識別出操作不當、維護不足等人為因素，進而采取相應的措施進行改進和優化。

3"結語

通過對超聲波信號分析技術在電力系統管理中的應用研究，發現其在提高電力系統穩定性和可靠性方面的巨大潛力。因此，呼吁電力行業的專家和學者繼續加強對超聲波信號分析技術的研究和探索，不斷挖掘其在電力系統管理中的應用潛力

參考文獻

[1]高建，張浩然，張可，等.高壓電纜緩沖層燒蝕缺陷超聲檢測實驗[J].電力工程技術，2024，43（1）：174-180.

[2]曾凌烽，林朝哲，黃建理，等.光纖分立式多點局部放電檢測與定位技術[J].應用光學，2023，44（5）：1125-1132.

[3]丁成海.電力工程相控陣超聲檢測成套技術研究與應用[J].安裝，2023（S1）：158-159.

[4]李衍.相控陣超聲檢測和衍射時差技術雙法并舉—電力領域體積檢測的未來[J].無損探傷，2023，47（2）：5-11.

[5]高建，張浩然，張可，等.高壓電纜緩沖層燒蝕缺陷超聲檢測實驗[J].電力工程技術，2024，43（1）：174-180.