超声成像定位仪设计及其在电力检测中运用分析

摘要：超声成像定位仪作为一种先进的检测技术，具有方向性好、穿透力强、不损害检测对象等特点，因此，其在众多领域得到了广泛应用。首先，详细描述了超声成像定位仪的系统组成、技术特点，展示了其高精度、高效率的成像定位能力。随后，深入分析了该定位仪在电力设备定位检测、局放检测、气体泄漏检测等方面的具体应用，以及其在智能化巡检和电力系统管理中的潜在作用。为超声成像定位仪在电力检测领域的广泛应用提供了理论支持和实践指导。

关键词：超声成像定位仪""电力检测""定位检测""不损害检测对象

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

随着全球能源需求的不断增长和电力技术的快速发展，电力系统的稳定性和可靠性成为了现代社会持续发展的关键因素。然而，随着电力设备的日益复杂化和精细化，传统的电力系统管理方法已经难以满足对设备运行状态和潜在故障进行精确监控的需求。因此，寻找一种先进、高效的技术手段来优化电力系统管理，成为了电力行业亟待解决的问题。

1超声成像定位仪的设计

1.1系统组成

智能声学定位仪是一款集成先进技术的电气设备专用声源定位分析设备，它巧妙地将振动噪声源识别定位、超声波局部放电定位检测、气体泄漏定位检测3个功能融为一体，同时兼容红外测温成像模块，为电气设备的维护和故障排查提供了全面而精准的解决方案。在系统组成上，智能声学定位仪的核心部件是128个高灵敏度麦克风阵列，这些麦克风覆盖从20"HZ～100"kHz的宽频带，确保了对各类声波的敏感捕捉。配合高速波束形成技术，该设备能够在短时间内形成准确的声束，并通过快速的声学虚拟成像技术，实现对声源的精确定位[1]。

声传感器阵列则是将采集的声音信息转化为可视化数据的关键，以极高的分辨率和实时性，将声音信号转化为彩色等高线图谱，直观地展示在屏幕上。这种呈现方式不仅有助于用户快速识别声源的位置，还能有效地测量声场分布，为故障分析提供有力依据。更为先进的是，智能声学定位仪还支持将声像图与可见光的视频图像进行透明叠加，使用户能够同时观察到电气设备的外观和内部声场情况，大大提升了故障排查的效率和准确性[2]。

在超声波局部放电定位检测方面，该设备通过叠加超声波局部放电典型相位图谱（Phase"Response"Plot"for"Delay）和综合分析评估功能，实现了对超声波信号的深入分析和解读。这有助于用户更加准确地判断电气设备的局部放电情况，从而及时采取措施进行维修[3]。此外，智能声学定位仪还具备红外测温成像功能。通过接入红外测温模块，该设备能够同时展示电气设备的声学成像和红外测温成像结果，为设备的故障诊断提供更加全面、准确的信息，同事这一功能使智能声学定位仪在电气设备维护和故障排查领域的应用更加广泛和深入[4]。系统组成具体如图1所示。

2超声成像定位仪在电力检测中的应用

2.1电力设备的定位检测

在电力行业中，确保电力设备的稳定运行对保障供电安全至关重要。为了及时发现并解决潜在的故障和缺陷，利用超声成像定位仪对电力设备进行定期检测和监测已成为一种高效且准确的方法。超声成像定位仪以其高精度、非接触式测量的技术特点，在电力设备定位检测中发挥着重要作用。该仪器通过发射超声波脉冲并接收反射信号，能够准确地定位电力设备内部或表面的故障和缺陷位置。无论是胶合板的开裂、电缆的老化，还是接头的腐蚀等常见问题，超声成像定位仪都能够迅速发现并提供精确的位置信息。

在电力设备检测过程中，超声成像定位仪的操作简便且高效。检测人员只需将仪器放置在待检设备的适当位置，启动检测程序，仪器便会自动发射超声波并接收反射信号。通过内置的先进算法和数据处理技术，仪器能够迅速分析信号特征，并将结果以直观的成像方式展示给检测人员。这使检测人员能够直观地观察到设备内部的结构和状态，快速发现潜在问题。

2.2电力局放检测

在电力系统中，局部放电是设备潜在故障的重要指示，如果不能及时发现和处理，可能会导致设备损坏甚至引发安全事故。超声成像定位仪作为一种先进的检测设备，在电力局放检测中发挥着至关重要的作用。超声成像定位仪能够精准地捕捉局部放电产生的超声波信号，这些信号通常是由于设备内部绝缘材料老化、电极表面不平整等原因导致的。通过压电晶体接收这些微弱的超声波信号，并将其转化为电信号，再经过复杂的信号处理和图像重建算法，最终生成直观的可视化图像。这些图像能够清晰地展示局部放电的位置、强度和频率等信息，为检测人员提供宝贵的参考依据。

在电力局放检测中，超声成像定位仪的应用极为广泛。无论是架空输电线路的绝缘子、变压器的绕组、开关柜的母线连接处，还是电抗器的绕组，都是局放检测的重要对象。这些设备一旦出现局放现象，往往伴随着超声波的产生和传播。通过超声成像定位仪的检测，可以快速、准确地找到故障点位置，进而判断局放的类型和严重程度。

2.3气体泄漏检测

在工业生产、能源供应和公共安全等领域，气体泄漏检测是一项至关重要的任务。气体泄漏不仅可能导致资源的浪费，还可能引发火灾、爆炸等严重事故，对人员安全和环境造成巨大威胁。因此，快速、准确地定位气体泄漏点对预防事故、保障生产安全具有重要意义。超声成像定位仪作为一种先进的检测工具，在气体泄漏检测中发挥着越来越重要的作用。

超声成像定位仪的工作原理基于超声波的传播和反射特性。当气体发生泄漏时，由于气体分子与周围介质之间的相互作用，会产生微弱的超声波信号。这些信号虽然难以被肉眼察觉，但超声成像定位仪却能够敏锐地捕捉到它们。通过接收和分析这些超声波信号，定位仪能够准确地判断泄漏点的位置和泄漏程度。

与传统的气体泄漏检测方法相比，超声成像定位仪具有诸多优势。首先，它能够实现非接触式检测，无须与被测物体直接接触，从而避免了因接触而可能导致的二次泄漏或损坏。其次，超声成像定位仪具有高灵敏度和高精度，能够捕捉微弱的超声波信号，并准确地定位泄漏点。

在气体泄漏检测中，超声成像定位仪的应用范围十分广泛。无论是气体管道、设备，还是容器中的气体泄漏，都可以通过超声成像定位仪进行检测。例如：在石油、天然气等能源行业中，气体管道是输送能源的重要通道。然而，由于管道老化、腐蚀等原因，气体泄漏事故时有发生。利用超声成像定位仪对管道进行定期检测，可以及时发现泄漏点并进行修复，从而避免事故的发生。

2.4智能化巡检系统

智能化的巡检系统通过集成超声成像定位仪，能够实现对电力设备的全面、细致的检测。超声成像定位仪凭借其高分辨率的成像技术，能够捕捉到设备内部微小的缺陷和故障，并将这些信息以图像的形式展现出来。与传统的巡检方式相比，超声成像定位仪不仅能够检测到设备表面的问题，还能深入到设备内部，发现隐藏的故障和隐患。

智能化的巡检系统还具备自动记录和报告设备故障和缺陷的功能。在检测过程中，系统会实时记录检测数据，并通过内置的分析算法对数据进行处理和分析。一旦检测到设备存在故障或缺陷，系统会自动生成详细的报告，并将相关信息发送给巡检人员或管理人员。这样，巡检人员或管理人员可以迅速了解设备的状况，并采取相应的措施进行处理。同时，系统还可以将历史检测数据进行存储和管理，方便后续的分析和比对。

智能化的巡检系统不仅提高了巡检效率，还降低了人工巡检的工作量和风险。传统的巡检方式需要巡检人员逐一检查设备的各个部分，耗费大量时间和精力。而智能化的巡检系统通过自动化的检测方式，可以迅速完成对整个设备的检测任务，大大提高了巡检效率。同时，由于系统具备自动记录和报告功能，巡检人员无须再手动记录数据，减轻了工作负担。此外，系统还减少了巡检人员与设备直接接触的机会，降低了因操作不当而引发的安全风险。

某电力公司采用了一套基于超声成像定位仪的智能化巡检系统对其变电站进行巡检。在巡检过程中，系统成功捕捉到了变压器内部的一处局部放电现象，并通过图像的形式清晰地展示了放电的位置和强度。巡检人员根据系统生成的报告，迅速定位到了故障点，并采取了相应的修复措施[5]。这一案例充分展示了智能化巡检系统在电力巡检中的实际应用价值，不仅提高了巡检效率和工作质量，还为电力系统的安全、稳定运行提供了有力保障。

2.5电力系统的管理

在电力系统的日常管理中，对设备运行状态的精准把控和人为因素的细致分析至关重要。这不仅关乎电力供应的稳定性和可靠性，还涉及资源利用效率和设备维护成本的优化。随着技术的发展，超声波信号分析技术为电力系统的管理带来了全新的视角和方法。超声波信号在电力系统中无处不在，无论是设备正常运行时产生的微小振动，还是由于故障或人为操作导致的异常信号，都是电力系统管理的重要信息来源。通过高精度的超声波录制设备，可以捕捉到这些信号，并利用专门的软件进行分析和评估。

在超声波信号的分析过程中，可以获得关于电力设备运行状态的丰富信息。例如：通过分析超声波信号的频率、振幅和波形等参数，可以判断设备的健康状况、负载情况和运行效率。这些信息有助于及时发现潜在的问题和隐患，为电力系统的稳定运行提供有力保障。

此外，超声波信号分析还能够揭示人为因素对电力系统的影响。在电力设备的操作和维护过程中，人为因素往往是导致故障和事故的重要原因。通过分析超声波信号中的特定模式或异常现象，可以识别出操作不当、维护不足等人为因素，进而采取相应的措施进行改进和优化。

3"结语

通过对超声波信号分析技术在电力系统管理中的应用研究，发现其在提高电力系统稳定性和可靠性方面的巨大潜力。因此，呼吁电力行业的专家和学者继续加强对超声波信号分析技术的研究和探索，不断挖掘其在电力系统管理中的应用潜力

参考文献

[1]高建，张浩然，张可，等.高压电缆缓冲层烧蚀缺陷超声检测实验[J].电力工程技术，2024，43（1）：174-180.

[2]曾凌烽，林朝哲，黄建理，等.光纤分立式多点局部放电检测与定位技术[J].应用光学，2023，44（5）：1125-1132.

[3]丁成海.电力工程相控阵超声检测成套技术研究与应用[J].安装，2023（S1）：158-159.

[4]李衍.相控阵超声检测和衍射时差技术双法并举—电力领域体积检测的未来[J].无损探伤，2023，47（2）：5-11.

[5]高建，张浩然，张可，等.高压电缆缓冲层烧蚀缺陷超声检测实验[J].电力工程技术，2024，43（1）：174-180.