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揚州國浩電氣有限公司
主營產(chǎn)品： 局部放電測試儀,超聲波局部放電測試儀,開關(guān)柜局部放電測試儀,局部放電在線監(jiān)測,電力電纜故障測距儀,高壓電纜故障測試儀,高壓電纜故障檢測儀,通信電纜故障綜合測試儀 |
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2017-10-10 閱讀(4802)
局部放電發(fā)生時，放電區(qū)域內(nèi)分子間會劇烈撞擊，以及介質(zhì)內(nèi)放電發(fā)熱導(dǎo)致體積改變，都會產(chǎn)生脈沖壓力波。超聲波就是其中頻率大于20KHZ，人耳無法識別的聲波分量。可將局部放電源看作點脈沖聲源，遵循機械波的傳播規(guī)律，聲波以球面波的形式向四周傳播，在不同介質(zhì)中傳播速度不同，不同介質(zhì)交界處會產(chǎn)生反射和折射現(xiàn)象。在開關(guān)柜等設(shè)備外部安裝換能器，可將超聲波信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，然后經(jīng)過分析處理，得到表征設(shè)備局部放電信息的各種特征量。通過分析這些特征量，就可以有效地對介質(zhì)的絕緣缺陷情況進行判斷。
聲波的傳輸特性分析
在絕緣結(jié)構(gòu)內(nèi)部，局部放電發(fā)出的聲波，經(jīng)常要經(jīng)過多種介質(zhì)才能傳單接收聲波的換能器上來。例如變壓器內(nèi)固體介質(zhì)中的氣隙發(fā)生局部放電時所發(fā)出的聲波要通過固體介質(zhì)、液體介質(zhì)和金屬外殼才能到達置于外殼表面上的換能器。傳播過程中，聲波會發(fā)生折射、反射和衰減。
聲波在各種介質(zhì)中傳播的速度是不同的，表中列出幾種常用電工材料的聲波傳播速度。因此聲波在傳播過程遇到不同的介質(zhì)時，就會在介質(zhì)的分界面上產(chǎn)生折射或反射。入射角θa與折射角θb之間的關(guān)系是決定于下式：
各種材料中的聲波傳播速度
| 材料 | 變壓器油 | 油紙 | 油浸電工紙板 | 銅 | 鋼 | 硅鋼片 |
| 速度（m/s） | 1400 | 1420 | 2300 | 3580 | 6000 |
式中Ca為入射的聲波速度，Cb為折射的聲波速度。當(dāng)θa>90°時，入射的聲波全部都反射回來，這時聲波被阻塞而不能繼續(xù)傳播。這種情況在用超聲波檢測法來確定局部放電發(fā)生的部位和大小時應(yīng)充分考慮到。
超聲波通過兩種介質(zhì)的分界面造成的損失可以用反射系數(shù)RO來表示。在垂直入射時
式中ρ1, ρ2各為兩種介質(zhì)材料的密度（kg/m³）；而C1, C2為兩種介質(zhì)中聲波的速度（m/s）。
介質(zhì)材料的密度ρ與聲速度的乘積稱為特性阻抗，只有當(dāng)兩種介質(zhì)的特性阻抗相等時，聲波通過這兩種介質(zhì)的分界面才不會損失。特性阻抗相差愈大，造成的損失也愈大。鋼、蓖麻油、空氣的特性阻抗分別為39.4X10^6，1.143X10^6，0.0004X10^6（kg/m2/s）。
