電力變壓器局部放電，是指變壓器內(nèi)絕緣存在氣泡、雜質(zhì)等，當(dāng)外施交變高壓時(shí)，缺陷處將發(fā)生局部的、重復(fù)的擊穿。該現(xiàn)象通常是在高電場強(qiáng)度下，在絕緣體內(nèi)電氣強(qiáng)度較低的部位發(fā)生，表現(xiàn)為絕緣體內(nèi)氣體摻入物的擊穿、小范圍內(nèi)氣體或液體介質(zhì)的局部擊穿或固體介質(zhì)的沿面放電等。產(chǎn)生局部放電的條件取決于絕緣裝置中的電場分布和絕緣的電氣物理性能。

局部放電一般不會(huì)引起絕緣的穿透性擊穿，但是可以導(dǎo)致電介質(zhì)(特別是有機(jī)電介質(zhì))的局部損壞。其能量和空間雖微小，但日積月累，則在一定條件下可能造成絕緣裝置的電氣強(qiáng)度的降低，導(dǎo)致絕緣最終損壞，釀成供電事故。因此局部放電對絕緣設(shè)備的破壞是一個(gè)緩慢的發(fā)展過程，對于高壓電氣設(shè)備來說是一種隱患。局部放電的特性一般可與絕緣的缺陷很好的相互印證，即根據(jù)局部放電特性可以確定電氣設(shè)備絕緣水平。運(yùn)行中的電力變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)，其局部放電量的大小在一定程度上反映了絕緣缺陷的狀況，放電功率的強(qiáng)弱反映了絕緣老化過程能量變換的強(qiáng)弱，而放電次數(shù)與放電間隔則反映了絕緣變化的速度和程度。當(dāng)局部放電發(fā)展到嚴(yán)重階段時(shí)，便使固體絕緣材料和油迅速分解，導(dǎo)致整個(gè)絕緣被擊穿。因此，檢測局部放電的各種特性就能夠知道設(shè)備的絕緣狀況。

局部放電一般有兩種類型：一種是氣泡內(nèi)放電；另一種是介質(zhì)在高場強(qiáng)下游離擊穿。一些澆注、擠壓或屈撓的絕緣介質(zhì)容易夾雜氣隙或氣泡。空氣的介電常數(shù)均較固體介質(zhì)小，而場強(qiáng)與介電常數(shù)成反比。因此，氣隙或氣泡是第一種局部放電的發(fā)源地。當(dāng)局部電場更高時(shí)，在絕緣薄弱環(huán)節(jié)處將引起介質(zhì)的游離擊穿。以上兩種局放，在大多數(shù)情況下往往同時(shí)發(fā)生或相互誘發(fā)。第一類放電的特征是均勻、密集，如金屬板電極間的油紙放電，第二類放電的特征是間斷、大脈沖，如針對板放電。

在電力變壓器內(nèi)發(fā)生局部放電時(shí)，不但會(huì)產(chǎn)生高頻脈沖電信號，同時(shí)還會(huì)伴隨著爆裂狀的聲發(fā)射，產(chǎn)生超聲波信號。一般認(rèn)為，局部放電產(chǎn)生超聲波是由于局部體積變化引起的，也就是說當(dāng)局部放電發(fā)生時(shí)，變壓器油絕緣被擊穿，電荷運(yùn)動(dòng)形成電流，產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致變壓器油受熱膨脹，局部體積在很短時(shí)間內(nèi)增大；局部放電結(jié)束后，電流消失，變壓器油冷卻收縮。這種一脹一縮的體積變化引起了介質(zhì)的疏密變化，形成超聲波，從局部放電源以球面波的方式向四周傳播，通過絕緣到達(dá)油箱壁。該理論忽略了空間電荷移動(dòng)所產(chǎn)生的沖擊超聲波，因而無法取得局部放電與超聲波特征之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

隨著對局部放電產(chǎn)生超聲波機(jī)理研究的日益深入，目前一些專家學(xué)者開始研究空間電荷中超聲波的產(chǎn)生機(jī)理。日本科學(xué)家Tatsuo Takada提出了空間電荷的超聲波產(chǎn)生理論。通過測量超聲波能夠獲得電荷的各組成部分，因此深入研究局部放電產(chǎn)生超聲波的機(jī)理對超聲波法檢測局部放電具有理論指導(dǎo)意義。

經(jīng)過分析可知，伴隨變壓器局部放電的發(fā)生，內(nèi)部放電點(diǎn)所傳出的超聲信號波形具有以下幾個(gè)特征：

1、收到的超聲信號波形，一般表現(xiàn)出最開始較大，然后持續(xù)呈指數(shù)函數(shù)形式衰減振蕩，這種信號的中心頻率范圍在70kHz-120kHz之間。
2、聲信號的波形長度一般大于0.6ms，如果波形較短，則通常認(rèn)為是電磁干擾的影響。
3、不同位置的聲傳感器所收到的信號具有一定的時(shí)延關(guān)系。如果所有收到的聲信號都同步?jīng)]有時(shí)延關(guān)系，那么這組信號一定是由于某種電干擾的影響。
4、如果用電信號來觸發(fā)，那么觀察到的電信號和聲信號在時(shí)差上有所不同，而且具有一定的重復(fù)性。

根據(jù)以上提出的超聲信號的識別原則，可以判斷超聲傳感器接收到的信號是否為超聲波信號，以此來判斷超聲信號的獲取，從而保證數(shù)據(jù)的可靠性。

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