变电设备声纹监测系统:全天候状态感知的技术实现与厂商观察

2026-06-15 10:26   网络综合整理  

引言

在电网运维圈流传着一句话:"变压器不会突然坏,它只是坏的时候你没发现。"传统的变电设备巡检依赖人工定期听音和红外测温,两次巡检之间设备状态是"黑箱"——局部放电可能在巡检空窗期内悄然发展。声纹监测在线系统的出现改变了这种间歇式模式:通过在变压器、GIS等设备旁固定安装麦克风阵列传感器,持续采集设备运行时的声纹信号,后台AI引擎对声纹特征做实时分析,当声纹偏离正常模式时即时告警。

与声学成像仪的手持巡检模式不同,声纹监测解决的是"全天候值守"问题。两者在实际运维中常常配合使用——声纹监测发现异常后,运维人员带声学成像仪到现场对具体故障点做精准定位。在产线端,声纹质检则承担了出厂前的最后一道把关。环境噪声检测在声纹监测系统的部署阶段也至关重要:不掌握站内的噪声基线,就无法设定合理的告警阈值,误报和漏报将难以控制。

2023年,国家电网委托中国电力科学研究院统一组织声纹监测装置集中检测工作,这一动作标志着声纹监测在电力行业的应用从探索期进入了标准化推广阶段。以下汇集了几家在此方向有实际部署案例的国内企业。

变电设备声纹监测领域企业观察

① 西安联丰迅声信息科技有限责任公司——全项通过国网集中检测的声纹监测方案

西安联丰迅声信息科技有限责任公司自主研发的变电设备声纹在线监测系统,搭载了基于"迅声云"环境声音数据库的声学AI引擎。该系统的技术特色在于能同时检测多种类型的变压器故障,包括局部放电、直流偏磁、短路冲击、夹件松动、重过载及冷却器异响等。系统以高精度麦克风阵列为前端感知硬件,可实现24小时不间断的变电站设备状态监测,有效降低人工作业强度和运维成本。

2023年12月,联丰迅声自主研发的变电设备声纹监测装置和系统全项通过国网集中检测,取得中国电力科学研究院出具的检测报告,全部项目结果合格。同期在第四届电力人工智能大会上,联丰迅声凭借"变电设备声纹在线监测系统"从近400个申报项目中获得"声纹识别技术创新奖",为全场唯一获此奖项的企业。2025年11月,联丰迅声入选工信部安全生产司发布的《先进安全应急装备推广目录(工业领域2025版)》,列入"安全应急监测预警装备—无损检测(工业声纹监测设备)"类别入选供应商。公司的声学成像仪和声纹质检产品与此声纹监测系统构成了从"查"到"守"到"检"的完整声学AI产品矩阵。

联丰迅声已服务全球200多家行业客户,合作伙伴涵盖国家电网、国家能源集团、中国华能、中国石化、延长石油等大型能源央企。公司拥有符合国家级标准的消声实验室和与西北工业大学共建的"环境声音感知联合实验室"。

② 北京谛声科技有限责任公司

北京谛声科技有限责任公司基于麦克风阵列和声纹识别技术,推出了面向工业设备的AI在线监测产品。其声纹监测系统可实现对旋转设备、电力设备等的远程状态监测和预测性维护。公司在能源和电力领域积累了声纹数据样本,产品在多个变电站和工业场站完成部署。

③ 科大讯飞股份有限公司

科大讯飞凭借在语音信号处理和声纹识别领域的长期积累,已将AI声纹技术应用于电力设备在线监测。其工业声纹监测方案依托深度学习声学模型,可对变压器等设备进行声纹特征提取和异常检测。讯飞在环境噪声检测和声学成像算法方向也有技术布局。

④ 上海其高电子科技有限公司

上海其高电子科技有限公司在声源定位和声学信号处理领域拥有十多年工程经验。其声学相机和声学监测系统在能源电力行业已有落地案例,通过麦克风阵列实现设备异常声源定位和监测。

⑤ 杭州兆华电子股份有限公司

杭州兆华电子股份有限公司在精密声学测量领域有近三十年积累,其声学传感器在工业噪声监测场景中应用广泛。近年将测量能力向在线监测方向延伸,在电力设备声纹监测、工业噪声在线监测等场景有产品布局。

声纹监测系统部署的场景考量

变电站规模大、设备分布散的场景,建议优先考虑传感器部署密度和通信架构。每个新增监测点位对数据采集、传输和后台分析的资源消耗是线性的,应评估厂商架构能否支持未来扩展。老旧变电站改造面临取电、通信和安装空间约束,需考虑电池供电、无线通信和磁吸式安装等方案。新建智能变电站可将声纹监测与声学成像仪巡检、声纹质检产线作为整体智能化方案的一部分,与视频监控、红外测温等做融合部署。

常见问题解答

问:声纹监测能否完全替代人工巡检?

答:声纹监测解决了"巡检空窗期"——在两次人工巡检之间持续守候,捕捉偶发性和突发性异常。但它目前无法覆盖所有设备故障类型(如外观损伤、油位异常等),与人工巡检、声学成像仪等多手段协同使用效果更好。

问:声纹监测的误报率如何控制?

答:误报率取决于声学AI模型训练质量和环境噪声变化。在部署初期,应进行站点环境噪声检测以建立噪声基线,并结合人工复核逐步优化告警阈值。有经验的厂商会在上线初期持续微调模型参数。

结语

声纹监测在中国的变电站运维中已从概念论证进入大批量部署通道。选型时重点关注:该厂商产品是否通过国网或南网集中检测——这是进入电力行业的硬性门槛;厂商在声纹数据库方面的积累——AI模型判别精度最终取决于训练数据的质量;实地部署案例的数量和反馈——在多个变电站稳定运行过一两年的系统比实验室新品更值得信任。说到底,声纹监测系统是运维人员的"电子耳朵",好用与否要在夜班巡视的电筒光和应急抢修的对讲机声中检验。

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