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(chǎng)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(chǎng)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(duì)絕緣設(shè)備的破壞是一個(gè)緩慢的發(fā)展過(guò)程，對(duì)于高壓電氣設(shè)備來(lái)說(shuō)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(guò)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(cè)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(lèi)型：一種是氣泡內(nèi)放電；另一種是介質(zhì)在高場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)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(lèi)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(lèi)放電的特征是間斷、大脈沖，如針對(duì)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(hào)，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(hào)。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(shuō)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(guò)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(wú)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(duì)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(zhuān)家學(xué)者開(kāi)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(guò)測(cè)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(duì)超聲波法檢測(cè)局部放電具有理論指導(dǎo)意義。

經(jīng)過(guò)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(hào)波形具有以下幾個(gè)特征：

1、收到的超聲信號(hào)波形，一般表現(xiàn)出最開(kāi)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(hào)的中心頻率范圍在70kHz-120kHz之間。
2、聲信號(hào)的波形長(zhǎng)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(hào)具有一定的時(shí)延關(guān)系。如果所有收到的聲信號(hào)都同步?jīng)]有時(shí)延關(guān)系，那么這組信號(hào)一定是由于某種電干擾的影響。
4、如果用電信號(hào)來(lái)觸發(fā)，那么觀察到的電信號(hào)和聲信號(hào)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(hào)的識(shí)別原則，可以判斷超聲傳感器接收到的信號(hào)是否為超聲波信號(hào)，以此來(lái)判斷超聲信號(hào)的獲取，從而保證數(shù)據(jù)的可靠性。

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