局部放電經常發生在電力設備內部,在測量局部放電產生的聲波時,傳感器一般布置在設備的外殼上。我們知道聲波在不同的介質面的時候會衰減,所以,聲波到達檢測點的過程中會發生衰減,并且由于介質界面的不一致,還會發生反射,在不同的介質中傳播速度也不同。例如在液體介質和氣體介質中,由于沒有橫向運動的彈力,聲波主要以縱波形式傳播;然而在固體中,橫波和縱波是都有的。因此應用超聲檢測法檢測局部放電時,在氣體和液體介質中主要測量得到的是縱波。在固體介質中,得到的一般橫波。比如在GIS設備內部發生了局部放電,則縱波會通過SF6氣體傳播到金屬外殼,最后又會在外殼上進行傳播。
(1)傳播速度
在檢測時,使用超聲波法檢測的最大好處就是能夠進行局部放電的精確定位,在進行定位的過程中,首先需得到在不同溫度的情況下不同介質中超聲波的傳播速度。如圖1所示,在變壓器中存在礦物質的油層,隨著油溫的升高,超聲波的傳播速度反而減慢。具體來說,超聲波的頻率越高,傳播速度越快,見圖2。此外,橫波和縱波的傳播速度也不是相同的,縱波的傳播速度是橫波的兩倍。
圖1 礦物油中超聲波傳播速度與溫度變化的曲線

圖2 礦物油中超聲波傳播速度與頻率變化的曲線