作者：韩硕 程译萩

 

2月4日，江苏南京供电公司运维人员打开远程声纹服务平台，仔细查看声纹通感一体化终端回传的监测数据，快速完成了110千伏长江路变开关柜的状态评估。检修人员用到的服务平台和终端，均由该公司自主研发。

 

变压器、柱上开关、开关柜等电力设备运行时会产生复杂的声纹信号，当设备出现缺陷或故障后，其声纹也会随之改变。运维人员会定期检查设备运行情况，但人工听判的方式受环境干扰较大，且难以实现持续监测，可能无法及时发现设备早期隐患。

 

针对这一问题，2022年，南京供电公司决定利用人工智能技术对设备运行声纹信号进行长期跟踪与智能学习识别，“听”懂设备发出的声音信号，及时发现设备潜伏性故障并处置，避免事故的发生。该公司专门组建研发团队，历时3年反复迭代，最终研制出了适应输电、变电、配电等不同场景的一体式声纹感知终端。

 

在传感通信方面，团队成员在终端上集成了高灵敏、宽频带传感模块，实现了100赫兹～48千赫可听声及超声信号的采集。实际应用时，运维人员可根据变电站、配电站房、电缆线路等不同场景需求，在终端中灵活配置加密通信模块，通过支持无线局域网鉴别与保密基础结构（WAPI）的无线局域网、无线公专网或VPN加密通道将数据安全接入电力通信网络。

 

在此基础上，为了让电力设备的声纹信号能被“听清”，团队成员多次前往变电站、配电房、电缆隧道等现场收集噪声情况，并基于此提出了融合小波变换与深度学习的差异化自适应降噪算法，实现了声纹信号的高效去噪增强。为了让设备声纹能被“听懂”，团队依托收集到的现场历史缺陷数据与实验室模拟数据构建声纹特征数据库，借助机器学习与深度学习算法提取声纹信号的特征并分类，同时进一步研发轻量级边缘声纹识别算法，将分析能力前置至终端设备，实现设备声纹实时监测与故障初步判断。

 

当检测到设备声纹异常时，终端便立即通过通信模块将告警信息与关键数据回传至团队配套开发的远程声纹服务平台。运维人员无须前往现场，即可远程掌握设备状态，诊断隐患情况。

 

聚焦进一步增强终端的适应性，团队成员反复精简器件、优化算法，实现了硬件性能与成本控制的高效平衡，让终端具备小型化、低功耗、高防护、易安装等特性。运维人员可通过磁吸或借助支架的方式，将终端安装在开关柜、变压器等电力设备侧，以便全天候监护电力设备运行情况。

 

目前，在南京供电公司服务区域内，声纹通感一体化终端已实现对电力设备局部放电、开关卡涩、机械异响等14类异常状态的分钟级智能预警，识别准确率超95%，可辅助运维人员及时发现设备潜在隐患、故障。该成果获得了3项国家发明专利授权，入选了2025年电力信息通信新技术大会新型电力系统数字技术案例，并获评国家电网有限公司“五小”创新优秀成果。

 

来源：国家电网报