超聲波局部放電檢測儀檢測原理

GIS的運行電壓、熱、力等引起的絕緣老化和設備的生產、運輸、組裝調整、運行、維護過程中產生或殘留的各種潛在缺陷，會逐漸擴大，降低內部絕緣的電氣強度，導致故障。 導體間的絕緣只在一部分區域被電場破壞的放電現象稱為局部放電(簡稱為PD)。 前期潛在性故障主要以局部放電的形式出現。

　　超聲波局部放電檢測儀檢測原理，局部放電是脈沖放電，電力設備發生局部放電時，GIS設備內部和周圍空間會發生一系列光、聲、電和機械的振動等物理現象和化學變化，這些局部放電產生的各種物理和化學變化可以為監測電力設備內部的絕緣狀態提供判斷依據。

　　當GIS設備內部發生局部放電時，在電荷中和的過程中，會產生劇烈的電流脈沖，在發生局部放電的部分區域，SF6氣體瞬間受熱膨脹，產生類似爆炸的效果，放電結束后本來受熱膨脹的區域恢復到原來的體積，該部分放電產生的收縮的體積變化因此，當局部放電發生時，隨著超聲波的產生，局部放電由一系列脈沖形成，由此產生的聲波也由脈沖形成。 另一方面，超聲波檢查法也可以檢測運動粒子產生的機械波，在一般的工序中使用超聲波來區分粒子的運動狀態。

圖1-1 超聲波法檢測局放示意圖

　　超聲波局部放電檢測儀檢測原理，局部放電產生的聲波光譜分布范圍約為10Hz~107Hz，觀測到頻率隨GIS結構、放電狀態、傳播介質及環境條件的變化。 在SF6氣體中，聲波的衰減約為空氣中的20倍，高頻分量的衰減遠遠大于低頻分量，因此聲波的低頻分量檢測得比較豐富。

　　在GIS中，除了局部放電產生的聲波外，還有導電性微粒碰撞金屬殼體、電磁振動和操作引起的機械波振動等產生的聲波，但這些聲波的頻率都很低，一般為10kHz左右。

　　GIS由金屬頂端、自由金屬粒子、懸浮電位、絕緣子氣泡、絕緣子表面粒子產生局域信號，其中由金屬頂端、自由金屬粒子、懸浮電位產生超聲波信號。

　　超聲波傳播到兩種不同介質的界面后，入射波的一部分能量在界面上反射，稱為反射波，另一部分能量透過界面進入另一種介質，稱為折射波。 超聲波在介質中傳播，其聲能隨著傳播距離的增加而逐漸衰減。

　　超聲波局部放電檢測儀檢測原理，一般的超聲波定位檢測法中使用的超聲波傳感器類型有接觸式聲發射傳感器和非接觸式聲發射傳感器。 目前，GIS儀器局部放電檢查通常采用接觸式超聲波檢查法。 方法：通過在GIS外殼外壁安裝接觸式聲發射傳感器，測量其內部的局部放電信號。

　　超聲波局部放電檢測儀檢測主要優點包括：

　　(1)傳感器與GIS設備的電路沒有直接聯系，不影響設備的運行

　　(2)超聲波檢查法檢測振動信號，不受現場電磁信號的干擾

　　(3)由于超聲波信號衰減大，所以局放定位精度高

　　(4)超聲波傳感器布局位置受到限制，可以進行設備全面的檢查。

　　超聲波局部放電檢測儀檢測其缺點主要有：

　　(1)在現場使用容易受到周圍的環境噪聲和設備的機械振動的影響。

　　(2)電力設備常用絕緣材料中的超聲波信號衰減較大。