局部放電產(chǎn)生的聲波頻率范圍很廣，從幾十赫茲到幾十兆赫茲，而且各種頻率所占的份量也各不相同。這種特性可以用聲波的頻譜來(lái)表示。各種設(shè)備中各種形式的局部放電所產(chǎn)生的頻譜也不相同，而實(shí)際測(cè)量裝置（包括換能器和放大器等）的頻帶寬度都是有限的。因此為了提高測(cè)量靈敏度，必須選用頻譜中所占成分多的頻率范圍作為測(cè)量頻率，另一方面還可以利用頻譜的特征來(lái)判斷發(fā)生局部放電的位置和放電氣隙的大小。

上一篇博文我們介紹了傳輸線的頻譜和液體材料的頻譜，接下來(lái)我們一起來(lái)看看固體材料和低氣壓中放電的頻譜吧。

1.3 固體材料的頻譜

在固體材料內(nèi)氣隙放電產(chǎn)生的聲波頻譜與氣隙的形狀有關(guān)。如圖所示。圖中上、中、下三條曲線長(zhǎng)度分別為3.18mm, 6.35mm和19mm的氣隙放電的頻譜。這些頻譜都出現(xiàn)很多峰值。峰值間平均間隔頻率分別為57.5KHz, 27.8KHz,15KHz。以空氣中聲波的傳輸速度340m/s來(lái)計(jì)算(溫度為20℃)可以得出相應(yīng)的波長(zhǎng)為5.94，12.2，22.6。波長(zhǎng)的一半與氣隙的放電距離是很接近的。（長(zhǎng)度為19mm的氣隙實(shí)際放電距離與氣隙長(zhǎng)度一樣）。這一現(xiàn)象可以用諧振腔理論來(lái)解析。把密閉在固體材料內(nèi)部的氣隙看作一個(gè)諧振腔，聲波在諧振腔內(nèi)震蕩的基頻波長(zhǎng)是諧振腔長(zhǎng)度的兩倍。因此，可以用聲波頻譜中峰值間的波長(zhǎng)的一半來(lái)推算氣隙的尺寸。

固體材料內(nèi)部氣隙放電產(chǎn)生的聲波頻譜

1.4 低氣壓中放電的頻譜

低氣壓中放電所產(chǎn)生的聲波頻譜資料很少，下圖為兩種電極在不同真空度下測(cè)得的頻譜。針尖對(duì)絕緣板電極的距離是1mm，在2.8kV電壓下放電。球?qū)^緣板電極的距離是0.1mm，在4.2kV下放電。這二種電極下放電產(chǎn)生的聲波信號(hào)都約反比于頻率的四次方。

                低氣壓氣體中放電頻譜