1.1 超聲波檢(jian)測法(fa)的(de)特(te)點

盡(jin)管(guan)電脈(mai)沖法(fa)是局部(bu)放電研(yan)究(jiu)的基礎(chu)，但是電脈(mai)沖信(xin)號在(zai)現(xian)場中(zhong)檢(jian)測(ce)時(shi)會有(you)很(hen)大的幹(gan)擾(rao)（通常在(zai)幾(ji)千PC以(yi)上(shang)），很(hen)難正(zheng)確(que)得(de)到放電信(xin)號，另(ling)外(wai)還存在(zai)在(zai)線結果與離線結果的等(deng)效性等(deng)問題(ti)。超聲波檢(jian)測法(fa)具(ju)有(you)以(yi)下(xia)特(te)點:

①易於實(shi)現(xian)在(zai)線檢測

目前采(cai)用(yong)的超聲波法(fa)檢(jian)測(ce)法(fa)是利用(yong)超聲波傳(chuan)感器(qi)貼在(zai)目(mu)標外(wai)殼(ke)上(shang)進(jin)行(xing)檢(jian)測，對設備(bei)的(de)運行(xing)和(he)操(cao)作影響很(hen)小，傳感器(qi)與檢測設備(bei)之(zhi)間可(ke)以(yi)采(cai)用(yong)光(guang)纖來(lai)連(lian)接(jie)，光(guang)纖具(ju)有(you)良(liang)好的(de)絕緣性(xing)能(neng)，檢測(ce)設備(bei)與(yu)高電壓(ya)設備(bei)之(zhi)間有(you)很(hen)好(hao)的(de)隔離，使(shi)設備(bei)和(he)測(ce)量(liang)人員(yuan)的(de)安全(quan)可(ke)以(yi)得(de)到保證，同(tong)時(shi)不存(cun)在(zai)在(zai)線結果與離線結果的等(deng)效性問題(ti)，因此(ci)利用(yong)超聲波法(fa)可(ke)以(yi)較(jiao)容易的實(shi)現(xian)在(zai)線檢測。

②便於空(kong)間定(ding)位(wei)

確定(ding)局部(bu)放電位(wei)置(zhi)可(ke)以(yi)判(pan)斷(duan)局部(bu)放電對(dui)設備(bei)的(de)危害程(cheng)度，還(hai)可以(yi)減少(shao)檢修(xiu)時(shi)間。超聲波定(ding)位(wei)法(fa)，利用(yong)局部(bu)放電時(shi)所產(chan)生的電信(xin)號和(he)聲(sheng)信(xin)號之(zhi)間(jian)的相(xiang)對時(shi)間差(cha)或聲(sheng)信(xin)號和(he)聲(sheng)信(xin)號之(zhi)間(jian)的時(shi)間差(cha)對局部(bu)放電進(jin)行空(kong)間定(ding)位(wei)。從理論上(shang)講(jiang)，超聲波法(fa)可(ke)以(yi)做(zuo)到定(ding)位(wei)，在(zai)線檢測方便。目(mu)前局部(bu)放電定(ding)位(wei)系統多數(shu)采(cai)用(yong)電壹(yi)聲定(ding)位(wei)法(fa)和(he)聲(sheng)壹聲定(ding)位(wei)法(fa)。

③可(ke)望實現利用(yong)超聲波法(fa)進(jin)行(xing)模(mo)式(shi)識別(bie)和(he)定(ding)量(liang)分(fen)析

利用(yong)超聲波法(fa)進(jin)行(xing)局部(bu)放電模(mo)式(shi)識別(bie)和(he)定(ding)量(liang)分(fen)析，壹(yi)直是超聲波法(fa)檢(jian)測(ce)局部(bu)放電研(yan)究(jiu)中(zhong)的(de)重(zhong)點，上(shang)世(shi)紀80年代，德(de)國(guo)和(he)口(kou)本(ben)科(ke)學(xue)家曾(zeng)在(zai)此(ci)方(fang)面進行(xing)過(guo)研究(jiu)，但並未(wei)得(de)到理(li)想(xiang)的結果。近年來(lai)，人(ren)們又對利用(yong)頻譜(pu)識別(bie)局部(bu)放電模(mo)式(shi)提(ti)出(chu)了新的(de)見解，隨(sui)著非線性科(ke)學(xue)和(he)非(fei)確定(ding)性(xing)科(ke)學(xue)的(de)發(fa)展，為利用(yong)超聲波對(dui)局部(bu)放電進(jin)行模式(shi)識別(bie)和(he)定(ding)量(liang)提供(gong)了新的(de)方法(fa)，其(qi)研(yan)究(jiu)也(ye)取得(de)了壹些新(xin)的(de)成(cheng)果，因此(ci)在(zai)先進的(de)傳(chuan)感器(qi)以(yi)及(ji)數學分(fen)析工具(ju)的(de)支持(chi)下(xia)，有望利用(yong)超聲波法(fa)實(shi)現(xian)局部(bu)放電的(de)模式(shi)識別(bie)和(he)定(ding)量(liang)分(fen)析。

1.2 超聲波檢(jian)測法(fa)面(mian)臨(lin)的主要問題(ti)和(he)不足(zu)

超聲波法(fa)測(ce)量(liang)局部(bu)放電目(mu)前主要存(cun)在(zai)以(yi)下(xia)三個(ge)方面(mian)的(de)問題(ti):

①局部(bu)放電產(chan)生超聲波機(ji)理問題(ti)

壹(yi)般(ban)認為，局部(bu)放電產(chan)生超聲波是由於局部(bu)體(ti)積變(bian)化引(yin)起的，也(ye)就是說當(dang)局部(bu)介(jie)質擊(ji)穿(chuan)時(shi)電流(liu)突(tu)然(ran)增大，引(yin)起局部(bu)發(fa)熱，局部(bu)體(ti)積在(zai)很(hen)短(duan)時(shi)間內增大，放電結束後(hou)，局部(bu)體(ti)積冷卻(que)收縮，這(zhe)種體(ti)積的變(bian)化引(yin)起了介(jie)質的(de)疏密(mi)變(bian)化。這樣(yang)就(jiu)形(xing)成(cheng)了超聲波。該方(fang)法(fa)忽(hu)略(lve)了空(kong)間電荷移動(dong)所產生的沖擊(ji)超聲波，因而(er)無法(fa)取(qu)得(de)局部(bu)放電與(yu)超聲波特(te)征量(liang)之間的(de)關(guan)聯(lian)關(guan)系(xi)。

②超聲波的(de)傳播(bo)路(lu)徑問題(ti)

由於無(wu)法(fa)預(yu)先確定(ding)放電源(yuan)的位(wei)置(zhi)，因此(ci)在(zai)實(shi)際(ji)檢測(ce)和(he)定(ding)位(wei)時(shi)，通常假(jia)定(ding)設備(bei)內部(bu)為(wei)均勻(yun)介(jie)質，超聲波的(de)傳播(bo)具有(you)各向(xiang)同(tong)性。尤(you)其在(zai)超聲定(ding)位(wei)中(zhong)，壹(yi)般(ban)將(jiang)超聲波在(zai)設備(bei)內部(bu)傳(chuan)播的(de)速(su)度認為是壹個(ge)速度，即(ji)等(deng)值(zhi)波速。以(yi)上(shang)的傳播路(lu)徑分(fen)析方(fang)法(fa)忽(hu)略(lve)了壹些影響因素(su)，盡管(guan)這種(zhong)忽略(lve)對(dui)局部(bu)放電的(de)定(ding)位(wei)研究(jiu)有利，但這(zhe)種忽(hu)略(lve)了傳播(bo)途徑和(he)衰(shuai)減的(de)研究(jiu)為局部(bu)放電的(de)定(ding)量(liang)研究(jiu)帶來(lai)很(hen)大的限(xian)制。

③對聲(sheng)信(xin)號的(de)處(chu)理方法(fa)問題(ti)

傳(chuan)統(tong)的局部(bu)放電超聲波法(fa)研(yan)究(jiu)中(zhong)對(dui)超聲波的(de)研究(jiu)往(wang)往(wang)只是在(zai)時(shi)域和(he)頻(pin)域內進行研(yan)究(jiu)。這樣(yang)的分(fen)析實(shi)質上(shang)是將超聲波信(xin)號作為壹個(ge)確定(ding)的(de)線性系統來(lai)分(fen)析的(de)。這樣(yang)的(de)分(fen)析在(zai)實(shi)際(ji)應(ying)用(yong)中(zhong)能(neng)夠(gou)解決壹些實(shi)際(ji)問題(ti)（例(li)如(ru)超聲波法(fa)定(ding)位(wei)），但是這樣(yang)的(de)分(fen)析還(hai)具有(you)明(ming)顯的不足(zu)。主要原(yuan)因在(zai)於(yu)：實際(ji)上局部(bu)放電超聲波信(xin)號的(de)產(chan)生過(guo)程(cheng)是壹個(ge)非線性過(guo)程(cheng)，還(hai)具有(you)非(fei)平(ping)穩(wen)特(te)性。正(zheng)是由於超聲波本(ben)身存(cun)在(zai)著非線性和(he)非(fei)平穩特(te)性，就(jiu)應(ying)當(dang)利用(yong)壹些非(fei)線性和(he)非(fei)平穩的方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)分(fen)析，以(yi)便(bian)更好地取(qu)得(de)局部(bu)放電的(de)特(te)征信(xin)息。

總(zong)之(zhi)，超聲波的(de)產生機理和(he)傳(chuan)播路(lu)徑都比較(jiao)復雜(za)，目前還(hai)難以(yi)利用(yong)超聲波信(xin)號對(dui)局部(bu)放電進(jin)行模式(shi)識別(bie)和(he)進(jin)行定(ding)量(liang)分(fen)析。超聲波檢(jian)測法(fa)主要是作為壹種輔助測量(liang)方法(fa)，與(yu)其(qi)它(ta)檢測(ce)方(fang)法(fa)如(ru)電流(liu)脈(mai)沖法(fa)、超高頻(pin)法(fa)聯(lian)合(he)使(shi)用(yong)。