組合電器內部產(chǎn)生局部放電信號的時(shí)候,在放電的區域中,分子間產(chǎn)生劇烈的撞擊,這種撞擊在宏觀(guān)上表現為一種壓力。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數量級范圍,即為超聲波(聲音頻率超過(guò)20kHz范圍的稱(chēng)為超聲波)。
組合電器局部放電超聲波測量法又稱(chēng)聲發(fā)射法,其主要原理是通過(guò)在組合電器外殼上安裝超聲波傳感器來(lái)測量局部放電所產(chǎn)生的信號。超聲波法的優(yōu)點(diǎn)在于不受電氣方面的干擾,因為檢測儀器與被測設備沒(méi)有電氣回路聯(lián)系,同時(shí)根據聲波的幅值大小可以定位缺陷位置。缺點(diǎn)在于超聲波信號由放電點(diǎn)到傳感器的傳輸過(guò)程中衰減較大,信號失真嚴重,同時(shí)易受設備機械振動(dòng)或周?chē)h(huán)境噪聲的影響,超聲波傳感器的檢測范圍有限,因此現場(chǎng)檢測時(shí),對于組合電器這種大型設備需要多次多點(diǎn)測量,較為繁瑣。
超聲波檢測法又分為以下幾種:
1、接觸式超聲波檢測法:GIS為80kHz諧振頻率,可雙探頭定位;變壓器等充油設備為150kHz諧振頻率,可多探頭三維定位。
2、非接觸式超聲波檢測法:20k-5OkHz諧振頻率,主要用于開(kāi)關(guān)柜,檢測距離較近,一般為幾至幾十厘米。
3、遠距離非接觸式超聲波檢測法:40kHz諧振頻率,主要用于配網(wǎng)架空輸電線(xiàn)路,檢測距離可達30m,且檢測者行進(jìn)速率可達30kM/h。
4、次超聲波支柱式絕緣子探傷,十幾kHz,接觸式檢測。
在電力設備中當有局部放電發(fā)生時(shí)。超聲波傳感器可以檢測聲信號的幅度、相位、頻率成分,分析原始信號特征,以及跟工頻頻率的相關(guān)特性分析,見(jiàn)上圖。