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1、1、超声波局部放电测试原理绝缘介质局部放电有2种类型；气泡内放电；介质在高场强作用 下游离击穿。一些浇注，挤压的绝缘介质容易夹杂着气隙或气泡，空 气的介电系数较固体介质较小，而场强与介电常数成反比。因此，介 质中的气隙或气泡是第一种局部放电的发源地；当局部电场更高时， 在绝缘薄弱环节处将引起介质的游离击穿。以上两种局部放电，在多 数情况下往往同时发生或互相渗透。变压器在试验电压（或工作电压）下出现局部放电时，伴随产生 电脉冲，超声波，光，热和化学变化等物理现象。只要变压器内部存 在局部放电，就一定会产生高频的电气扰动，并将向所有与其有连接 的电气回路传播。利用连接到设备端子上的测试装置接到放电
2、信号， 可对变压器局部放电进行定量检测。同时只要存在局部放电，在放电 过程中，随着放电的发生，伴随着爆裂状的声发射，产生超声波，且 很快向四周介质传播，通过安装在变压器油箱外壁上的超声波传感 器，将超声波信号转换为电信号，就能对变压器内的局部放电水平进 行测量，此即为变压器超声波局部放电测量法。在变压器内部发生局部放电时，伴随有声波能量的放出，超声波 通过不同介质（油纸，隔板，绕组，油等）向外传播。这种超声波信 号以某一速度通过绝缘纸板，绝缘油等介质向变压器油箱外传播，以 球面波的形式向四周传播，超声波穿过绝缘介质到达变压器箱壁上的 传感器有2条途径；一条直接传播，即超声波的纵向波穿过绝缘介质
3、， 变压器油等到油箱内壁，并透过钢板到达传感器；另一条是以纵向波 传到油箱内壁，后沿钢板按横向波传播到传感器，此波为复合波。超声波具有很强的穿透能力，但是它在穿透各种介质时都会使波 形发生某种程度的畸变，而这种畸变主要表现为幅值的衰减，表一是 超声波在不同介质中的传播速度及其相对于变压器油的相对衰减率。虽然超声波在钢板中的速度比在变压器油中快的多，但是超声波 在钢板中的衰减很大，所以到达传感器的直接波的幅值比复合波大得 多。超声波的传播波形见图；尽管电力变压器内绝缘结构十分复杂，但是经绝缘油浸透的绝缘 介质和变压器油的声阻抗十分接近，它们构成许多间隙声通道。所以， 产生在电力变压器较外围的局部
4、放电，其超声信号能够较强的传输到 变压器箱体上的传感器。布置在油箱外壁上不同位置的超声传感器即 检测探头相对于某一放电点之间的距离是不同的，放电产生的超声信 号到达探头的时间也不同。通过超声接收传感器，测量超声波的大小 及通过测量超声波传播的时延时间，即可确定局部放电源的空间位 置。2、检测频率的确定当发生局部放电时，由于绝缘弱点中分子的激烈碰撞，气泡的形 成和发展，液体的流动以及固体材料的微小开裂都会发出声波，通常 由于局部放电在气体中产生的声波频率约为几KHZ，而在液体、固 体中产生的声波频率约在几十到几百KHZ。变压器铁芯的噪声在低 频领域，其噪声水平较高，机械振动的噪声大多在20KHZ以下。超 声波局部放电的检测，应避开干扰频率范围而以高频率为对象。但频 率越高，声波在传输过程中的衰减越大，因此超声波局部放电检出的 频率一般在数十到数百KHZ。测试频带应选用40300KHZ.
