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变压器局部放电超声波测量存在问题
点击次数:812 发布时间:2017-05-28

变压器超声波法测量局部放电目前主要存在以下三个方面的问题:

 

一、局部放电产生超声波机理问题

 

一般认为,局部放电产生超声波是由于局部体积变化引起的,也就是说当局部介质击穿时电流突然增大,引起局部发热,局部体积在很短时间内增大,放电结束后,局部体积冷却收缩,这种体积的变化引起了介质的疏密变化。这样就形成了超声波。该方法忽略了空间电荷移动所产生的冲击超声波,因而无法取得局部放电与超声波特征量之间的关联关系。

 

随着对局部放电产生超声波机理研究的深入,目前一些专家学者开始研究空间电荷中超声波的产生机理。口本科学家Tatsuo Takada提出了空间电荷的超声波产生理论。通过测量超声波能够获得电荷的各组成部分,因此深入研究局部放电产生超声波的机理对超声波法检测局部放电具有理论指导意义。

 

二、超声波的传播路径问题

 

由于无法预先确定放电源的位置,因此在实际的变压器局部放电的超声波测量和定位时,通常假定变压器内部为均匀介质,超声波的传播具有各相同性。尤其在超声定位中,一般将超声波在变压器内部传播的速度认为是一个速度,即等值波速(通常取超声波在油中的速度)。

 

以上的传播路径分析方法忽略了一些影响因素,尽管这种忽略对局部放电的定位研究有利,但这种忽略了传播途径和衰减的研究为局部放电的定量研究带来很大的限制。研究表明,变压器外壳对超声波传播的影响是不可忽略的。主要原因在于超声波在钢内的传播速度要比在油内的传播速度快的多,在油钢界面上,当超声波的入射角大于一定值时,从油到钢的传播过程中会有全反射现象。无法得到直接传播的超声波信号,因此存在超声波沿变压器外壳传播的情况,深入研究超声波的传播规律将有助于利用超声波法进行变压器局部放电定位、模式识别以及定量测量。


三、对声信号的处理方法问题

 

传统的局部放电超声波法研究中对超声波的研究往往只是在时域和频域内进行研究。这样的分析实质上是将超声波信号作为一个确定的线性系统来分析的。这样的分析在实际应用中能够解决一些实际问题(例如超声波法定位)。但是这样的分析还具有明显的不足。主要原因在于:实际上局部放电超声波信号的产生过程是一个非线性过程。由于变压器油的扰动以及局部放电的随机性,造成所测量的声信号中存在大量的瞬态成分,所以其超声波信号还具有非平稳特性。正是由于超声波本身存在着非线性和非平稳特性,就应当利用一些非线性和非平稳的方法进行分析,以便更好地取得局部放电地特征信息。

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