变压器局部放电超声波信号频谱分析

  由于局部放电以及其产生的超声波信号都具有一定程度的随机性，使得每次局部放电超声波信号的频谱都有所不同，主要表现为频谱峰值频率的变化；但整个局部放电超声波信号的频率分布范围却变化不大。局放产生的超声波，从声学角度上分析有两类。其一是气泡或气隙放电，由于气泡的尺度为几个微米至几百个微米，其击穿时声发射频率可从几kHz至几百kHz。

  另一类是介质在高场强下游离击穿，其声发射的频谱将更宽、声谱将更高。第二类放电特征是间断、大脉冲，如针对板放电。通过模拟局放的针、板放电试验，可以发现超声波频谱有一定的随机统计规律。频谱能量大都集中在50kHz--300kHz频段。

  综上所述，变压器的噪声频率分布在低于65kHz的范围内，局放超声信号的频率分布于扰动噪声频率分布有明显差别。

  实验和理论分析表明，传播媒质对超声吸收系数随频率的平方增长，即频率越高，吸收系数越大，声波在传播途中的衰减越厉害。因此局部放电检测仪系统必须利用低频段的超声信号以保证系统具有较高的检测灵敏度，但又要尽量避开变压器铁芯自身振动、噪声等干扰(小于60kHz)和其他电磁噪声干扰。故超声定位系统通带取70kHz-180kHz频段较为合理。