組合電器內(nèi)部產(chǎn)生局部放電信號(hào)的時(shí)候,在放電的區(qū)域中,分子間產(chǎn)生劇烈的撞擊,這種撞擊在宏觀上表現(xiàn)為一種壓力。由于局部放電是一連串的脈沖形式,所以由此產(chǎn)生的壓力波也是脈沖形式的,即產(chǎn)生了聲波。局部放電源一般較小,一般為點(diǎn)聲源。局部放電產(chǎn)生的聲波頻率在101-107Hz數(shù)量級(jí)范圍,即為超聲波(聲音頻率超過20kHz范圍的稱為超聲波)。
組合電器局部放電超聲波測(cè)量法又稱聲發(fā)射法,其主要原理是通過在組合電器外殼上安裝超聲波傳感器來測(cè)量局部放電所產(chǎn)生的信號(hào)。超聲波法的優(yōu)點(diǎn)在于不受電氣方面的干擾,因?yàn)闄z測(cè)儀器與被測(cè)設(shè)備沒有電氣回路聯(lián)系,同時(shí)根據(jù)聲波的幅值大小可以定位缺陷位置。缺點(diǎn)在于超聲波信號(hào)由放電點(diǎn)到傳感器的傳輸過程中衰減較大,信號(hào)失真嚴(yán)重,同時(shí)易受設(shè)備機(jī)械振動(dòng)或周圍環(huán)境噪聲的影響,超聲波傳感器的檢測(cè)范圍有限,因此現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí),對(duì)于組合電器這種大型設(shè)備需要多次多點(diǎn)測(cè)量,較為繁瑣。
超聲波檢測(cè)法又分為以下幾種:
1、接觸式超聲波檢測(cè)法:GIS為80kHz諧振頻率,可雙探頭定位;變壓器等充油設(shè)備為150kHz諧振頻率,可多探頭三維定位。
2、非接觸式超聲波檢測(cè)法:20k-5OkHz諧振頻率,主要用于開關(guān)柜,檢測(cè)距離較近,一般為幾至幾十厘米。
3、遠(yuǎn)距離非接觸式超聲波檢測(cè)法:40kHz諧振頻率,主要用于配網(wǎng)架空輸電線路,檢測(cè)距離可達(dá)30m,且檢測(cè)者行進(jìn)速率可達(dá)30kM/h。
4、次超聲波支柱式絕緣子探傷,十幾kHz,接觸式檢測(cè)。
在電力設(shè)備中當(dāng)有局部放電發(fā)生時(shí)。超聲波傳感器可以檢測(cè)聲信號(hào)的幅度、相位、頻率成分,分析原始信號(hào)特征,以及跟工頻頻率的相關(guān)特性分析,見上圖。