变压器等电力设备运行时产生的声学信号体现大量的状态信息，就像人的指纹一样具有辨识特征。当设备出现异常时，声纹会随之改变。据此，国网安徽电力等单位研发了声纹检测装置，能够“听”出变压器内部异常。

“异常声响来自110千伏母线电压互感器电磁单元，互感器电容单元正常。”6月20日，在安徽220千伏淮南变电站内，运维人员利用声纹检测装置精准定位设备异常声响位置，并及时更换了相关设备，避免了一起设备故障的发生。

变压器等电力设备运行时产生的声学信号体现大量的状态信息。当设备出现异常时，声纹会随之改变。2019年，依托国家电网有限公司科技项目，国网安徽省电力有限公司电力科学研究院联合中国电力科学研究院有限公司、国网信息通信产业集团有限公司等单位，启动“大型电力变压器声学指纹不停电检测及状态预警技术”课题研究。

目前，课题研究人员已掌握了变压器机械故障特征表现与发展规律，完成了声纹采集传感器的选型与研发，提出了声纹检测和识别方法，在此基础上编制了变电设备声学指纹监测技术导则和电力变压器声纹监测智能识别算法检验规范，初步建立了声纹检测技术体系。

研发“听得见”声纹的采集传感器

经验丰富的运维人员可根据变压器的运行声音，判断其是否存在内部局部放电等异常。但这种凭借经验的判断主观性较强，存在错检、漏检的风险。

“我们利用人工智能技术捕捉、识别设备运行中细微的声音变化，借助声纹识别技术将设备故障的信息呈现出来，可以避免错检、漏检。”安徽电科院电网主设备声纹识别技术攻关团队带头人张晨晨说，“这首先需要一个能灵敏捕捉、识别声音信号的设备。”

攻关团队最初采用普通的麦克风作为声纹采集传感器，但在复杂的电磁场环境下，传感器采集声纹的准确性不足。

之后，攻关团队在可听声频率范围内不断调整声纹采集传感器中共模电感的工作频率，找出可以过滤共模电磁干扰的带宽，并设计开发出可以抗电磁干扰的声纹采集传感器。“传感器外壳采用导电材质，可以接地，形成接地屏障，降低或消除电磁波对所测量信号的干扰，提高数据采集的准确性和精度。”团队成员杨海涛说。

攻关团队还解决了声纹采集传感器灵敏度不足等问题，最终研制出可满足20赫兹～20千赫兹频率范围内采集需求的空气传导式、贴片式声纹采集传感器。空气传导式声纹采集传感器一般布置在变压器周围，采集设备整体运行过程中产生的声音信号；贴片式声纹采集传感器一般直接布置在变压器壳体上，采集分接开关等变压器重点部位的声音信号。

为了听懂声纹建立数据样本库

应用声纹检测技术不仅要能“听得见”声纹，还要“听得懂”声纹。“听得懂”的前提是掌握足够多的数据样本。