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(lèi)。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(lèi)是介質(zhì)在高場(chǎng)強下游離擊穿，其聲發(fā)射的頻譜將更寬、聲譜將更高。第二類(lèi)放電特征是間斷、大脈沖，如針對板放電。通過(guò)模擬局放的針、板放電試驗，可以發(fā)現超聲波頻譜有一定的隨機統計規律。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，局放超聲信號的頻率分布于擾動(dòng)噪聲頻率分布有明顯差別。

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