局部放電經(jīng)常發(fā)生在電力設(shè)備內(nèi)部,在測(cè)量局部放電產(chǎn)生的聲波時(shí),傳感器一般布置在設(shè)備的外殼上。我們知道聲波在不同的介質(zhì)面的時(shí)候會(huì)衰減,所以,聲波到達(dá)檢測(cè)點(diǎn)的過(guò)程中會(huì)發(fā)生衰減,并且由于介質(zhì)界面的不一致,還會(huì)發(fā)生反射,在不同的介質(zhì)中傳播速度也不同。例如在液體介質(zhì)和氣體介質(zhì)中,由于沒有橫向運(yùn)動(dòng)的彈力,聲波主要以縱波形式傳播;然而在固體中,橫波和縱波是都有的。因此應(yīng)用超聲檢測(cè)法檢測(cè)局部放電時(shí),在氣體和液體介質(zhì)中主要測(cè)量得到的是縱波。在固體介質(zhì)中,得到的一般橫波。比如在GIS設(shè)備內(nèi)部發(fā)生了局部放電,則縱波會(huì)通過(guò)SF6氣體傳播到金屬外殼,最后又會(huì)在外殼上進(jìn)行傳播。
(1)傳播速度
在檢測(cè)時(shí),使用超聲波法檢測(cè)的最大好處就是能夠進(jìn)行局部放電的精確定位,在進(jìn)行定位的過(guò)程中,首先需得到在不同溫度的情況下不同介質(zhì)中超聲波的傳播速度。如圖1所示,在變壓器中存在礦物質(zhì)的油層,隨著油溫的升高,超聲波的傳播速度反而減慢。具體來(lái)說(shuō),超聲波的頻率越高,傳播速度越快,見圖2。此外,橫波和縱波的傳播速度也不是相同的,縱波的傳播速度是橫波的兩倍。圖1 礦物油中超聲波傳播速度與溫度變化的曲線
圖2 礦物油中超聲波傳播速度與頻率變化的曲線