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1. 超聲波基本概念

波動是物質(zhì)的一種運動形式，振動是波動產(chǎn)生的根源。波動分為電磁波和機械波。機械波描述一種波動過程，這種波動過程使機械振動在彈性介質(zhì)中引起的，例如水波、聲波、超聲波等;電磁振蕩會引起交變的電場和磁場在空間傳播，這就是電磁波的產(chǎn)生原理，電磁波的表現(xiàn)形式有無線電波、紅外線等。

超聲波屬于機械波，是機械振動在彈性介質(zhì)中的傳播。從頻率角度并以人的可感覺頻率為分界線，可將聲波劃分為次聲波、可聞聲波、超聲波、特超聲波及晶格振動。下圖為機械波與電磁波波譜的頻段劃分及名稱，其中，超聲波是指頻率高于20khz的聲波。

2. 局部放電超聲波產(chǎn)生原理

電氣設(shè)備中發(fā)生局部放電時，在放電區(qū)域內(nèi)分子之間會產(chǎn)生劇烈的碰撞，介質(zhì)由于放電發(fā)熱體積會瞬間發(fā)生改變，這些因素都會在宏觀上產(chǎn)生機械波一脈沖壓力波，超聲波就是其中頻率大于20KHz的聲波分量。局部放電點可以看作是脈沖聲源，聲波以球面波的形式在空間中傳播，遵循機械波的傳播規(guī)律，聲波在不同的介質(zhì)中傳播速度是不同的，且在介質(zhì)交界的地方發(fā)生反射及折射現(xiàn)象。在電氣設(shè)備內(nèi)部產(chǎn)生局部放電時，伴隨著電荷的中和過程，產(chǎn)生較陡的電流脈沖，局部放電發(fā)生的區(qū)域由于電流脈沖的作用瞬間因受熱而體積膨脹，形成一種類似“爆炸”的效果，放電區(qū)域在放電過程結(jié)束之后恢復(fù)到原來的體積。這種因局部放電產(chǎn)生的一脹一縮的體積變化引起了介質(zhì)的疏密瞬間變化，形成超聲波。

基于此，可在電氣設(shè)備的外部安裝超聲波傳感器，將超聲波信號轉(zhuǎn)換為電信號，將信號進(jìn)行后續(xù)的處理就可以得到表征局部放電的特征量。