變(bian)壓器(qi)局部放(fang)電超(chao)聲波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)頻(pin)率範圍確(que)定

為(wei)了排除(chu)幹擾(rao)，提(ti)高(gao)檢測(ce)靈敏度，要(yao)求對變(bian)壓器(qi)絕(jue)緣(yuan)局(ju)部(bu)放(fang)電的(de)超聲信(xin)號(hao)頻(pin)譜(pu)和幹(gan)擾(rao)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)譜(pu)有較清楚(chu)的(de)了解(jie)，以(yi)找出合(he)適的(de)檢測(ce)頻(pin)帶，zui大(da)限度的(de)提(ti)高(gao)檢測(ce)系統的(de)效率(lv)。

由(you)於(yu)絕(jue)緣(yuan)介(jie)質的(de)微觀(guan)隨機性，並且(qie)實際上每次局部放(fang)電擊穿破(po)壞了造(zao)成該局放(fang)產(chan)生的(de)條件，不平衡是(shi)的(de)。電場強度的(de)梯度分(fen)布愈(yu)陡(dou)峭，這(zhe)種(zhong)隨機變(bian)化(hua)愈(yu)激烈。所以(yi)，即使(shi)同壹的(de)放(fang)電機構(gou)，同壹的(de)外(wai)施(shi)電(dian)壓，伴隨每次(ci)局部(bu)放(fang)電的(de)超聲波(bo)的(de)能量(liang)分布是(shi)不同的(de)，超聲波(bo)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)譜(pu)也不(bu)同，主要(yao)表(biao)現(xian)為頻(pin)譜(pu)峰值(zhi)頻(pin)率的(de)變(bian)化(hua)，但(dan)整個局部(bu)放(fang)電超(chao)聲波(bo)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率分(fen)布範圍卻變(bian)化(hua)不大。大量(liang)的(de)頻(pin)譜(pu)研(yan)究結(jie)果(guo)表(biao)明局部放(fang)電時(shi)產(chan)生的(de)超聲波(bo)的(de)能量(liang)集中在(zai)50kHz至(zhi)300kHz頻(pin)段，其峰(feng)值(zhi)頻(pin)率主要(yao)在70壹150kHz之(zhi)間。

發(fa)電廠或(huo)變(bian)電(dian)站的(de)現(xian)場幹擾(rao)也(ye)是(shi)決定傳(chuan)感(gan)器(qi)頻(pin)率範圍的(de)重要(yao)因素(su)。因為超(chao)聲波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)測(ce)量的(de)並非(fei)電氣信(xin)號(hao)，可以(yi)暫時不考慮電磁(ci)幹擾(rao)的(de)問題(ti)。壹般(ban)說(shuo)來，現(xian)場的(de)主要(yao)聲信(xin)號(hao)幹擾(rao)有(you)變(bian)壓器(qi)冷(leng)卻(que)裝(zhuang)置噪(zao)聲和變(bian)壓器(qi)鐵心產(chan)生的(de)磁噪(zao)聲。

冷(leng)卻(que)裝(zhuang)置的(de)噪聲是(shi)由(you)於(yu)冷(leng)卻(que)風扇和變(bian)壓器(qi)油(you)泵(beng)的(de)振動(dong)而產(chan)生的(de)，其根源在於(yu):冷(leng)卻(que)風扇和變(bian)壓器(qi)油(you)泵(beng)在運行(xing)時產(chan)生的(de)振動(dong)，其中變(bian)壓器(qi)油(you)泵(beng)產(chan)生的(de)噪聲較小，可以(yi)忽(hu)略;變(bian)壓器(qi)本體的(de)振動(dong)有時(shi)也可(ke)能通(tong)過絕(jue)緣(yuan)油(you)、管接(jie)頭及(ji)其裝(zhuang)配零件等，傳(chuan)遞(di)給(gei)冷(leng)卻(que)裝(zhuang)置，使(shi)冷(leng)卻(que)裝(zhuang)置的(de)振動(dong)加劇(ju)，輻(fu)射(she)的(de)噪聲加(jia)大。此類噪聲的(de)頻(pin)率相(xiang)對較低(di)，壹般(ban)認為(wei)在600壹1OOOHz。

電(dian)力變(bian)壓器(qi)的(de)鐵心在運行(xing)時會(hui)發(fa)生磁(ci)噪(zao)聲，在(zai)超聲波(bo)檢測(ce)中是(shi)穩定、嚴(yan)重的(de)幹擾(rao)信(xin)號(hao)。變(bian)壓器(qi)的(de)鐵心由(you)鐵(tie)磁(ci)材(cai)料(liao)組(zu)成，內部存(cun)在大量(liang)磁(ci)疇。在(zai)磁(ci)化(hua)時，磁(ci)疇的(de)磁矩(ju)將趨於(yu)外(wai)磁(ci)場方向(xiang)。鐵磁(ci)材料(liao)的(de)不可(ke)逆磁化階段(duan)中，磁(ci)化是(shi)不連續(xu)的(de)，隨著(zhe)磁場強度的(de)增加(jia)，磁感應(ying)強(qiang)度有(you)幾(ji)次躍變(bian)，然(ran)後穩定下來(lai)，這主要(yao)是(shi)由(you)於(yu)疇壁位(wei)移(yi)磁(ci)化(hua)中的(de)跳躍引(yin)起的(de)，稱(cheng)為巴(ba)克(ke)豪森(sen)跳躍。和巴(ba)克(ke)豪森(sen)跳躍在(zai)壹起的(de)磁疇的(de)迅速(su)轉動(dong)引起的(de)聲發(fa)射，稱(cheng)為巴(ba)克(ke)豪森(sen)噪聲( BN)。這(zhe)壹現(xian)象的(de)特點是(shi)在材(cai)料(liao)磁(ci)化曲(qu)線(xian)的(de)轉折點(dian)附近有明顯的(de)聲發(fa)射脈沖信(xin)號(hao)。鐵磁(ci)材(cai)料(liao)在(zai)磁化(hua)過(guo)程中的(de)另壹個現(xian)象是(shi)磁致(zhi)伸縮(suo)，即(ji)鐵(tie)磁(ci)材(cai)料(liao)在(zai)外(wai)磁(ci)場方向(xiang)伸長(chang)，而在(zai)垂直(zhi)磁(ci)場的(de)方向(xiang)縮(suo)短(duan)(有(you)些鐵磁(ci)材料(liao)的(de)情況剛(gang)好(hao)相(xiang)反)。因此，鐵磁材料(liao)內部應(ying)力(li)是(shi)各向(xiang)異(yi)性的(de)。由(you)於(yu)這(zhe)種內應(ying)力(li)，磁疇在(zai)磁(ci)化(hua)過程中轉動(dong)呈階(jie)梯式變(bian)化(hua)，在鐵磁材(cai)料(liao)內部激起應(ying)力(li)彈(dan)性波，這(zhe)種應(ying)力(li)彈(dan)性波被(bei)稱(cheng)為磁聲發(fa)射（MAE）。實(shi)際(ji)變(bian)壓器(qi)鐵心內的(de)磁噪(zao)聲是(shi)巴(ba)克(ke)豪森(sen)噪聲和磁(ci)聲發(fa)射共(gong)同作(zuo)用的(de)結(jie)果(guo)。有(you)研(yan)究表(biao)明，巴(ba)克(ke)豪森(sen)噪聲和磁(ci)聲發(fa)射的(de)頻(pin)譜(pu)集中在(zai)10—65kHz。值(zhi)得註(zhu)意(yi)的(de)是(shi)，隨著(zhe)變(bian)壓器(qi)勵磁時(shi)間的(de)增長(chang)，巴(ba)克(ke)豪森(sen)噪聲脈沖變(bian)得(de)不明顯了，而(er)主要(yao)是(shi)磁聲發(fa)射。

綜(zong)合(he)以(yi)上關於(yu)超(chao)聲信(xin)號(hao)頻(pin)譜(pu)特征(zheng)和現(xian)場幹擾(rao)噪(zao)聲的(de)分析(xi)，本文(wen)中的(de)超聲波(bo)傳(chuan)感(gan)器(qi)的(de)頻(pin)帶範圍選定為(wei)80壹15OkHz，盡(jin)量覆蓋(gai)變(bian)壓器(qi)局放(fang)超聲信(xin)號(hao)的(de)主要(yao)能量(liang)頻(pin)譜(pu)範圍，同時(shi)又盡(jin)可能避(bi)開(kai)絕(jue)大(da)部分(fen)的(de)現(xian)場幹擾(rao)噪(zao)聲。