變壓器局部放電超聲波信號頻譜分析

  由于局部放電以及其產(chǎn)生的超聲波信號都具有一定程度的隨機(jī)性，使得每次局部放電超聲波信號的頻譜都有所不同，主要表現(xiàn)為頻譜峰值頻率的變化；但整個(gè)局部放電超聲波信號的頻率分布范圍卻變化不大。局放產(chǎn)生的超聲波，從聲學(xué)角度上分析有兩類。其一是氣泡或氣隙放電，由于氣泡的尺度為幾個(gè)微米至幾百個(gè)微米，其擊穿時(shí)聲發(fā)射頻率可從幾kHz至幾百kHz。

  另一類是介質(zhì)在高場強(qiáng)下游離擊穿，其聲發(fā)射的頻譜將更寬、聲譜將更高。第二類放電特征是間斷、大脈沖，如針對板放電。通過模擬局放的針、板放電試驗(yàn)，可以發(fā)現(xiàn)超聲波頻譜有一定的隨機(jī)統(tǒng)計(jì)規(guī)律。頻譜能量大都集中在50kHz--300kHz頻段。

  綜上所述，變壓器的噪聲頻率分布在低于65kHz的范圍內(nèi)，局放超聲信號的頻率分布于擾動噪聲頻率分布有明顯差別。

  實(shí)驗(yàn)和理論分析表明，傳播媒質(zhì)對超聲吸收系數(shù)隨頻率的平方增長，即頻率越高，吸收系數(shù)越大，聲波在傳播途中的衰減越厲害。因此局部放電檢測儀系統(tǒng)必須利用低頻段的超聲信號以保證系統(tǒng)具有較高的檢測靈敏度，但又要盡量避開變壓器鐵芯自身振動、噪聲等干擾(小于60kHz)和其他電磁噪聲干擾。故超聲定位系統(tǒng)通帶取70kHz-180kHz頻段較為合理。