從振動原理劃分,聲波為機械振動波,通過傳播介質的振動進行傳播。電氣設備發生局部放電過(guò)程中產生劇烈的分子撞擊,通常情況下(xià)局部放電是以脈衝形(xíng)式產生,由此(cǐ)產生的分子撞擊也是以脈衝形式進(jìn)行,這種動能以聲波的(de)形式表現出來就形成了聲波。實驗室證(zhèng)明由局(jú)部放電產生(shēng)的聲波通常由多種波形疊加形成,頻率(lǜ)所占區域很寬,超聲波(bō)法即是通過檢測超聲波發生源(yuán)來確定局部放電部位的(de)方法。
(一)超聲波定義:
人耳可聽範圍為16Hz-20KHz。當聲波的頻(pín)率低(dī)於16Hz時稱為次聲波,高於20KHz時稱為超聲波。
(二)超聲波局部放電檢測原理(lǐ):
當電氣設備內部發生局部放電時,會伴隨電氣衝擊、振動及聲波。超聲波法(AE,即(jí)聲發射法)通過在設備外殼外壁(或腔體外殼內側)預裝超(chāo)聲波傳感器來測量局部放電(diàn)信號。其優點是超聲波傳感器與(yǔ)電氣設備無電回路的聯係,與設備的運行狀態無(wú)關(guān),不受設備電氣參數影響。缺(quē)點是現場設備複雜時易受周圍設備機械振動及環境背景噪聲影響。同時受超聲信號在(zài)金屬、陶瓷及橡(xiàng)膠製品中衰減較大影響,通常情況下超聲波局部放電不宜進行長距離的局部放電點檢測,但在短距離探測過程中其定位精(jīng)度令人滿意,如圖所示。

超聲波局部放(fàng)電檢測原理圖

聲波的傳(chuán)播途徑

縱波20℃時的傳播速度
聲(shēng)波並非無損傳(chuán)播,受波的擴散(sàn)(氣體、液體介質)、反射(shè)和熱傳導(固體介質)等因素(sù)影響,在介質中傳播其能量會減弱。理想狀態下,聲波在均勻無衰減(jiǎn)介(jiè)質中傳播,則聲壓與聲源的距離成反比,聲強與聲源(yuán)的距離的平方成反比。聲波同(tóng)樣具有折射性(xìng)和反射性,在不同介質的交界麵上,會(huì)發生折射和反射現象。兩種介質的聲特性阻抗越(yuè)大這種作用就越明顯,即聲(shēng)波由聲特性阻抗小的介質傳播(bō)到聲特性(xìng)阻抗大的介質時其聲波在聲(shēng)特性阻抗差異較大的界麵上時會有較多的能量(liàng)發生反射,反之則有較多的能量(liàng)發生折射(shè)。此外,聲波在介(jiè)質中的(de)衰減還與頻率有關,頻率越高傳播單位距(jù)離的損耗越大。在空氣中聲波的衰減約正比於(yú)頻率的2次方和1次方(fāng)的(de)差;在液體中聲波的衰減(jiǎn)約正比於(yú)頻率的2次方(fāng);而在(zài)固體中(zhōng)聲波的衰減約正比於頻率。幾種常見材料的聲波傳播衰減見下表。

縱波在幾種材料中傳播時的衰減