如緒論中所提到的，在GIS中只要存在局部放電，就會產(chǎn)生超聲波，且很快向周邊介質(zhì)傳播。超聲波在一個大氣壓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圖所示。粒子發(fā)出的聲信號直接通過金屬外殼傳達到傳感器，而局放產(chǎn)生的聲信號先通過SF6氣體后再通過金屬外殼傳達到傳感器，這兩個信號的幅值和形狀是不一樣的。
GIS超聲波傳播路徑
GIS超聲波局放測量系統(tǒng)電路
超聲傳感器的測量信號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)。通過標準的信號源可對傳感器進行校準。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。傳感器通過特殊設(shè)計可以收集到mV級的信號，因此可以檢測到由自由粒子產(chǎn)生的10pC的放電信號。
超聲波的頻域與GIS的具體結(jié)構(gòu)和局放故障類型有很大關(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的頻域特性是非常必要的。此外，對其波形、強度及傳播方式的研究在絕緣故障監(jiān)測和診斷方面也非常重要。
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