大型變壓器內(nèi)局部放電激發(fā)超聲波的機(jī)理及其傳播特性研究.pdf

1、大型電力變壓器內(nèi)部局部放電的檢測是電氣設(shè)備絕緣檢測領(lǐng)域長期存在的難題，在過去的幾十年中，出現(xiàn)了多種檢測方法，但總體效果并不十分理想。原因之一是由于變壓器內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電磁環(huán)境十分惡劣，嚴(yán)重制約了對放電信號的有效提取；原因之二是放電脈沖信號是一個(gè)時(shí)變的量，其幅度、相位以及頻率是起伏的，單次或有限多次的測量無法完整反映放電信號的真實(shí)特性，因此根據(jù)局部放電脈沖傳播特性原理建立起來的各種電氣檢測方法難以給出放電源的準(zhǔn)確位置；原因之三是現(xiàn)有超

2、聲波檢測方法在定位算法上是基于變壓器內(nèi)的單點(diǎn)放電，但實(shí)際上變壓器內(nèi)部往往存在多點(diǎn)同時(shí)放電的情形，因而基于聲發(fā)射傳播特性的超聲波檢測法難以有效分辨出各個(gè)放電信號的時(shí)延。
　　 為了解決電力變壓器內(nèi)部局部放檢測的問題，提高局部放電檢測的準(zhǔn)確度，本文借助聲學(xué)和矩陣知識，分析了局部放電產(chǎn)生超聲波的物理過程及超聲波的傳播特性。變壓器內(nèi)部發(fā)生局部放電時(shí)將引起聲發(fā)射，但目前人們對于局部放電中的電-聲轉(zhuǎn)換過程討論較少。文章以變壓器內(nèi)部氣泡放電為

3、例，分析了氣泡放電時(shí)的受力過程，利用聲-電-力類比的方法，建立了基于氣泡模型的局部放電產(chǎn)生超聲波的力學(xué)等值電路模型，并且從聲學(xué)角度和動力學(xué)角度分析了單個(gè)氣泡振動以及聲輻射規(guī)律，并加以實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，從原理上解釋了局部放電激發(fā)超聲波的機(jī)理；層狀介質(zhì)中聲透射問題一直是應(yīng)用聲學(xué)的研究難題，文章通過模擬變壓器內(nèi)部絕緣結(jié)構(gòu)，建立了變壓器內(nèi)部聲傳播路徑的層狀介質(zhì)的數(shù)學(xué)模型，通過引入傳遞矩陣的概念，分析了層狀介質(zhì)中的聲透射問題，并進(jìn)一步通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的