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局部放电产生的声波频谱(二)
点击次数:697 发布时间:2017-10-15

局部放电产生的声波频率范围很广,从几十赫兹到几十兆赫兹,而且各种频率所占的份量也各不相同。这种特性可以用声波的频谱来表示。各种设备中各种形式的局部放电所产生的频谱也不相同,而实际测量装置(包括换能器和放大器等)的频带宽度都是有限的。因此为了提高测量灵敏度,必须选用频谱中所占成分多的频率范围作为测量频率,另一方面还可以利用频谱的特征来判断发生局部放电的位置和放电气隙的大小。

 

上一篇博文我们介绍了传输线的频谱和液体材料的频谱,接下来我们一起来看看固体材料和低气压中放电的频谱吧。

 

1.3 固体材料的频谱

 

在固体材料内气隙放电产生的声波频谱与气隙的形状有关。如图所示。图中上、中、下三条曲线长度分别为3.18mm, 6.35mm和19mm的气隙放电的频谱。这些频谱都出现很多峰值。峰值间平均间隔频率分别为57.5KHz, 27.8KHz,15KHz。以空气中声波的传输速度340m/s来计算(温度为20℃)可以得出相应的波长为5.94,12.2,22.6。波长的一半与气隙的放电距离是很接近的。(长度为19mm的气隙实际放电距离与气隙长度一样)。这一现象可以用谐振腔理论来解析。把密闭在固体材料内部的气隙看作一个谐振腔,声波在谐振腔内震荡的基频波长是谐振腔长度的两倍。因此,可以用声波频谱中峰值间的波长的一半来推算气隙的尺寸。

 

固体材料内部气隙放电产生的声波频谱

固体材料内部气隙放电产生的声波频谱

 

1.4 低气压中放电的频谱

 

低气压中放电所产生的声波频谱资料很少,下图为两种电极在不同真空度下测得的频谱。针尖对绝缘板电极的距离是1mm,在2.8kV电压下放电。球对绝缘板电极的距离是0.1mm,在4.2kV下放电。这二种电极下放电产生的声波信号都约反比于频率的四次方。

 

低气压气体中放电频谱

                低气压气体中放电频谱

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