超聲波如何應用于變壓器局部放電測試
特高壓電力專業生產局部放電測試儀可以幫助眾多電力工作者更加方便的進行各類電力測試。
目前檢測變壓器放電故障的主要方法是測量局部放電水平,有脈沖電流局部放電量測量法(以下簡稱脈沖電流法)和超聲波局部放電測量法(以下簡稱以作為超聲波方法)。脈沖電流法需要在設備斷電時通過外加電壓進行檢測。雖然可以定量測量放電量來確定放電點的電氣位置,但不能確定放電點的空間位置,檢測必須是停電。
1、超聲波局部放電測試原理
絕緣介質的局部放電有兩種:氣泡內放電;在高場強中擊穿。一些鑄造和擠壓絕緣介質容易出現氣隙或氣泡。空氣的介電常數小于固體介質,場強與介電常數成反比。因此,介質中的氣隙或氣泡是局部放電的來源;當局部電場較高時,會在絕緣的薄弱點引起介質擊穿。上述兩種局部放電往往同時發生或在大多數情況下相互誘發。
當變壓器的試驗電壓(或工作電壓)發生局部放電時,伴隨著電脈沖、超聲波、光、熱、化學變化等物理現象。只要變壓器內部存在局部放電,高頻電氣干擾就會發生,并將傳播到與其連接的所有電路。變壓器的局部放電可以通過接收測試裝置的放電信號來定量檢測連接到設備的終端。同時,只要有局部放電,在放電過程中,隨著放電的發生,伴隨著爆發式的聲發射,產生超聲波,介質迅速向周圍介質傳播,超聲波安裝在變壓器油箱的外壁上。當信號轉換為電信號時,就可以測量變壓器中的局部放電水平。這是變壓器的超聲波局部放電測量方法。
當變壓器內部發生局部放電時,超聲波通過不同的介質(油紙、隔板、繞組、油等)傳播并釋放聲能。超聲波信號通過絕緣紙板或絕緣油等介質以一定的速度傳播到變壓器油箱外部,并以球面波的形式傳播。超聲波穿過絕緣介質到達變壓器壁上的傳感器。有兩種方式:一種是直接傳播,即超聲波的縱波穿過絕緣介質、變壓器油等到達油箱內壁,再穿過鋼板到達傳感器; 另一個通過縱波傳遞到油箱內壁,鋼板后緣根據橫波傳播到傳感器,為復合波。
超聲波具有很強的穿透力,但在穿透各種介質時會造成波形的一些失真。這種失真主要是由幅度衰減引起的。
雖然超聲波在鋼板中的傳播速度比在變壓器油中的傳播速度快得多,但超聲波在鋼板中的衰減很大,因此到達傳感器的直達波的幅度遠大于復合波的幅度。