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声发射检测的研究现状

时间：2020-08-07

目前利用声发射检测变压器局部放电的研究工作主要集中在定位方面，原因是与电测法相比，声波的传播速度较慢，对检测系统的速度与精度要求较低。在利用声发射信号进行局部放电的放电量的大小确定和模式识别方面的工作相对较少，有文献提出了利用频谱识别局部放电模式的新方法，其研究也取得了一些新成果。近几年以来，还出现了一种把声发射法与射频电磁波法（包括射频法和超高频法）联合起来进行局放定位的趋势。

在澳大利亚的西门子研究机构使用局部放电产生的声发射信号和射频电磁波联合检测技术监测变压器中的局部放电活动。其关键依据是：声发射信号和电磁波在变压器介质中的传播速度是不一致的，因而可以测量两种波到达传感器的时间间隔。该系统依赖一个可同时检测射频和声发射信号的复合传感器。复合传感器包括声发射传感器和射频传感器两部分。声发射传感器必须是非常灵敏，与变压器油声匹配，具有短促的下降时间，并能长期工作在高温和具有腐蚀性的变压器油中。

法国ALSTOM输配电局的研究人员通过对变压器中的典型局部放电在开放式油容器和有层压板屏障下的比较研究，得出声波在有屏障下比没有屏障时在检测的信号幅度和灵敏度上有很大衰减，而屏障对局放的UHF信号检测没有影响，能检测到10pC以下的局部放电。并试图用一个UHF传感器和一些声发射传感器对220kV的终端绝缘绕组模型中的局放进行定位。

国内方面，西安交通大学提出了一种基于超高频和声发射的相控接收阵的局部放电定位法，利用分别检测超高频和声发射信号的相控接收阵构成平面传感器，接收到的超高频信号为时间基准，进而得到声波的传输时延，这样可计算出局放电点与声发射传感器间的距离，再根据相控阵扫描的方位角和仰角就得出放电的空间几何位置。

也有文献提出了声发射和射频联合检测方法，声发射和射频联合检测技术能更好地保证局部放电检测的可靠性。声发射或射频检测得到的局放表征量超过设定的阈值，就足以引起警戒，同时二者之间，在时频特性、放电指纹上都具有较好的可比性。

综上所述，国内外对声发射法的研究仅局限在实验室，缺乏现场的检测应用研究，且声发射容易受到变压器围屏的阻挡，声波的传播路径复杂，等效速率难以确定导致定位不准确。所以在局部放电的检测的各种方法中，它更多的是作为一种主要的辅助测量手段。