從振動(dòng)原理劃分，聲波為機(jī)械振動(dòng)波，通過(guò)傳播介質(zhì)的振動(dòng)進(jìn)行傳播。電氣設(shè)備發(fā)生局部放電過(guò)程中產(chǎn)生劇烈的分子撞擊，通常情況下局部放電是以脈沖形式產(chǎn)生，由此產(chǎn)生的分子撞擊也是以脈沖形式進(jìn)行，這種動(dòng)能以聲波的形式表現(xiàn)出來(lái)就形成了聲波。實(shí)驗(yàn)室證明由局部放電產(chǎn)生的聲波通常由多種波形疊加形成，頻率所占區(qū)域很寬，超聲波法即是通過(guò)檢測(cè)超聲波發(fā)生源來(lái)確定局部放電部位的方法。
(一)超聲波定義：
人耳可聽(tīng)范圍為16Hz-20KHz。當(dāng)聲波的頻率低于16Hz時(shí)稱(chēng)為次聲波，高于20KHz時(shí)稱(chēng)為超聲波。
(二)超聲波局部放電檢測(cè)原理：
當(dāng)電氣設(shè)備內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)伴隨電氣沖擊、振動(dòng)及聲波。超聲波法(AE，即聲發(fā)射法)通過(guò)在設(shè)備外殼外壁(或腔體外殼內(nèi)側(cè))預(yù)裝超聲波傳感器來(lái)測(cè)量局部放電信號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是超聲波傳感器與電氣設(shè)備無(wú)電回路的聯(lián)系，與設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)無(wú)關(guān)，不受設(shè)備電氣參數(shù)影響。缺點(diǎn)是現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備復(fù)雜時(shí)易受周?chē)O(shè)備機(jī)械振動(dòng)及環(huán)境背景噪聲影響。同時(shí)受超聲信號(hào)在金屬、陶瓷及橡膠制品中衰減較大影響，通常情況下超聲波局部放電不宜進(jìn)行長(zhǎng)距離的局部放電點(diǎn)檢測(cè)，但在短距離探測(cè)過(guò)程中其定位精度令人滿(mǎn)意，如圖所示。
超聲波局部放電檢測(cè)原理圖
聲波的傳播途徑
縱波20℃時(shí)的傳播速度
聲波并非無(wú)損傳播，受波的擴(kuò)散(氣體、液體介質(zhì))、反射和熱傳導(dǎo)(固體介質(zhì))等因素影響，在介質(zhì)中傳播其能量會(huì)減弱。理想狀態(tài)下，聲波在均勻無(wú)衰減介質(zhì)中傳播，則聲壓與聲源的距離成反比，聲強(qiáng)與聲源的距離的平方成反比。聲波同樣具有折射性和反射性，在不同介質(zhì)的交界面上，會(huì)發(fā)生折射和反射現(xiàn)象。兩種介質(zhì)的聲特性阻抗越大這種作用就越明顯，即聲波由聲特性阻抗小的介質(zhì)傳播到聲特性阻抗大的介質(zhì)時(shí)其聲波在聲特性阻抗差異較大的界面上時(shí)會(huì)有較多的能量發(fā)生反射，反之則有較多的能量發(fā)生折射。此外，聲波在介質(zhì)中的衰減還與頻率有關(guān)，頻率越高傳播單位距離的損耗越大。在空氣中聲波的衰減約正比于頻率的2次方和1次方的差；在液體中聲波的衰減約正比于頻率的2次方；而在固體中聲波的衰減約正比于頻率。幾種常見(jiàn)材料的聲波傳播衰減見(jiàn)下表。
縱波在幾種材料中傳播時(shí)的衰減
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