2.声音信号的分析

2.1理论中的单个波形图

变压器、高压断路器等高压设备出现局部放电现象时,总是伴随着脉冲电流、电磁辐射以及声、光、热等现象。这是因为当介质内发生放电时,由于分子的激烈撞击,气泡的形成和发展,液体的流动以及固体材料的微小开裂,会产生一定的声音信号。通过研究发现,高压放电产生的这些声信号与放电的程度和类型存在一定的对应关系，有流体力学可知所发出的声音信号在接收后的波形图为尖波峰，有一个脉冲信号，然后逐渐下降消失。近似一阶脉冲响应，波形图如图2。

2.2信号采集时的波形图

放电信号检测电路在外加电压作用下，当击穿场强较低的气隙或气泡油膜中的局部场强达到气体或液体的击穿场强时，开始放电，并伴随着一定分贝的声波信号。在检测电压时，环境噪声是影响声音传感器灵敏度的重要因素。根据统计可知,环境噪声一般为低频波,并且没有明显的延时现象;其波形与上述几种干扰波形有明显不同,易于识别。另外,声发射信号采集传感器在下雨等天气条件都会对声传感器的灵敏度产生影响。图3为环境噪声与高压放电信号同时存在时的波形图，图4是只存在环境噪声的波形图。

2.3 滤波后的波形图

在日常生活中，存在的通常为低频噪音信号，而在高压放电产生的声音信号为高频信号，因此使用高通滤波器在滤波的过程能使高频信号通过，低频滤掉，处理后的波形如图5所示。

2.4波谱分析

为了更好的分析信号，将信号源发出的信号强度按频率顺序展开，使其成为频率的函数，并考察变化规律，称为频谱分析。

对信号进行频谱分析，需对其进行傅里叶变换，观察其频谱幅度与频谱相位。对于数字信号，则可直接进行快速傅里叶变换，变换后的图形如图6所示。

分析图6中的频谱图，频率主要集中在20～150kHz，从频谱中可以准确的分析出放电现象的存在与否。

3.结论：

从以上分析可以看出,声音检测高压放电现象易于实现，但会受到距离的限制。随着科学的发展，声音检测设备和电子技术的

快速发展,为声音检测方法的发展提供了发展空间。但在现场应用中,由于受到各种因素的干扰，检测高压放电现象在以后的发展中,不但要对检测系统硬件进行完善,还要从放电理论、识别算法、放电理论方面作进一步研究，从而提高诊断结论的科学性、准确性。

本理论可广泛应用于在大客户用电检查中对变压器、高压断路器、高压开关等高压设备的放电检测，具有很强的实时性、可操作性。同时在供电公司对以上相同设备进行检测时有很好的借鉴意义。

参考文献

[1]王国利,郝艳捧,李彦明.电力变压器局部放电定位方法的现状和前景。变压器,2001,38(11):22-27。

[2]顾文业,王志敏,顾晓安.应用超声波测量法判断变压器内部局部放电的研究。噪声与振动控制,2003,(2):46-48。