如緒論中所提到的，在GIS中只要存在局部放電，就會(huì)產(chǎn)生超聲波，且很快向周邊介質(zhì)傳播。超聲波在一個(gè)大氣壓SF6氣體中的傳播速度為156m/s，其頻譜可從幾十Hz到幾十MHz。從GIS內(nèi)部的聲源和到外部傳感器的路徑見(jiàn)圖所示。粒子發(fā)出的聲信號(hào)直接通過(guò)金屬外殼傳達(dá)到傳感器，而局放產(chǎn)生的聲信號(hào)先通過(guò)SF6氣體后再通過(guò)金屬外殼傳達(dá)到傳感器，這兩個(gè)信號(hào)的幅值和形狀是不一樣的。
GIS超聲波傳播路徑
GIS超聲波局放測(cè)量系統(tǒng)電路
超聲傳感器的測(cè)量信號(hào)與波源的能量平方根成正比，所得聲源頻譜和傳播路徑函數(shù)是常數(shù)。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的信號(hào)源可對(duì)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)。不同聲波的判別與聲的傳播路徑及傳感器和放大器都有關(guān)系。傳感器通過(guò)特殊設(shè)計(jì)可以收集到mV級(jí)的信號(hào)，因此可以檢測(cè)到由自由粒子產(chǎn)生的10pC的放電信號(hào)。
超聲波的頻域與GIS的具體結(jié)構(gòu)和局放故障類(lèi)型有很大關(guān)系，而頻域的確定，決定了傳感器使用和選擇，故而研究超聲波在SF6氣體和金屬中傳播時(shí)的頻域特性是非常必要的。此外，對(duì)其波形、強(qiáng)度及傳播方式的研究在絕緣故障監(jiān)測(cè)和診斷方面也非常重要。
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