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微米至幾百個微米，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)，局部放電檢測儀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。