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局部放電產生超聲波的機理

來源:揚州國浩電氣有限公司   2017年06月26日 08:45  

電介質產生局部放電的原因是多方面的,放電形式多種多樣,放電過程是一個比較復雜的物理過程。通常情況下,局部放電一般是在油中的氣泡或固體中的氣隙產生的,因此我們主要以氣泡為例分析局部放電的發聲過程。

 

一般認為,當局部放電發生后,由于電場力的作用或壓力的作用,氣泡會發生膨脹和收縮的過程,這個過程將會引起局部體積變化。這種體積的變化,在外部產生疏密波,即產生聲波。以往的論述,大多都是從信號處理的方面進行闡述,對于局部放電中的電一聲轉換過程討論較少。局部放電的種類有很多,有些在很低的過電壓下的局部放電幾乎不產生熱輻射,有些在很高的過電壓下局部放電則可能產生很強的熱輻射。從物理角度分析,當局部放電發生時,氣泡將會受到一個脈沖電場力的作用,同時,由于放電過程中存在很大的熱輻射的情況下,通道中的電弧電流產生的高溫將會在氣泡內產生一定的壓力。因此可以看出,在局部放電過程中影響氣泡產生超聲波的主要因素有兩個:一是放電時刻的電場力,在較低電壓情況下,氣泡在脈沖電場力的作用下將產生為衰減的振蕩運動,在氣泡振動的作用下,周圍的介質中將產生超聲波;二是放電以后產生的熱引起氣泡膨脹而產生的壓力,當較高過電壓的情況下。變壓器油中的氣泡,在高壓下放電擊穿,形成很細的非均勻的火花通道,寬度約為幾個微米。放電通道內氣體被強烈的電離和加熱,氣體的加熱引起放電通道的膨脹,其膨脹速度一般在聲速的數量級,經過幾個微秒的時間,放電通道橫截面達到它的zui大值。這是火花放電的增長過程。隨著能量的釋放,放電空間的電場強度減弱,zui后放電熄滅。當下一次能量積累后,進行第二次放電。在實際的局部放電中,超聲波的產生往往是以上兩種因素同時作用。

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