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摘要：随着科学技术的不断发展应用，人们对电力设备检测技术的要求也有很大提高。而对机械波的研究从未间断过，将其应用于电力设备检测，是技术上的一种进步，大大提高了电力设备检测的效率。本文主要对小波变化来分析电力设备时域与频域的机械波特征，模拟验证小波变换的有效性，通过举例探究机械波在瓷绝缘子和分接开关中的应用，最后通过实例验证机械波应用于电力设备检测的有效实用性能。
关键词：机械波；电力设备；状态检测
机械波指的由于机械振动在介质中传播而产生的，它与电磁波有相似点也有不同点，机械波是由机械振动而形成的，电磁波则是由于电磁振动产生。机械波的传递需要一定的介质，介质不同其传播的速率是不同，且机械波无法在真空下进行传播。机械波可以是横波，也可以是纵波，我们所熟知的机械波主要有水波、声波以及地震波等。在声波中，若是依据传播频率的不同，可将其分为次声波、声波以及超声波。不同频率阶段机械波产生、传播以及接收等对物体进行预测和分析。通过声波的传播速度，可进行定位爆炸点；根据超声波的特点，可对金属缺陷进行检测，并判断缺陷的位置与大小等。所以，机械波在电力设备检测中也会发挥着重要作用，通过其传播特性，对电力设备进行外部检测，也可对其运行状态进行诊断分析，预测电力设备的问题，提升设备及电力系统的稳定运行。
一、信号处理及验证
电力设备所在的位置以及在运行中，都受到噪声或者是电磁波的扰乱，而在电力设备运行所产生的机械波具有非线性以及非平稳的特点。若想及时、准确的对电力设备的运行状况进行诊断分析，就要对其机械波中多余的信号进行清除，突出显示方便人们识别的一些幅值、频率以及波型等特征量。
对机械波中多余信号进行处理的方法，比较常用到主要有希尔伯特-黄、傅里叶变换以及小波变换等时域与频域的分析方法，使用较为广泛的则是小波变换分析法。小波变换分析法对于其他分析方法来说，其可以通过小波基对时域和频域进行分别鉴别，表现出不同时域和不同频域段中的机械波具体特点。而傅里叶变换分析法比较，小波变换法不仅仅只可以对周期性信号特征进行预测。
常用到的小波基变换的公式主要是：设定一个平方可积的函数θ（t），使用傅里叶变换，可得到容许的条件θ（ω）：
在连续的小波变换中，变换因子以及平移因子作为连续变量。
为验证小波变换分析法对机械波中的多余信号提取的有效性，可使用相关的模拟软件，对电力设备中的机械波进行鉴别，同归小波变化来分离机械波。以此得出原机械波基本无显著特点，无法对原机械波进行鉴别，无法诊断电力设备中存在的问题。
利用小波变化，可得出模拟机械波各频段的时域特征，局部的特征为电力设备问题的诊断带来有效的信息。所以，小波变换是一种比较有效的电力设备机械波特点的分析方法。
二、应用及现场实例
（一）绝缘子机械波检测分析
在电力设备检测应用机械波，为验证机械波的实用性，对绝缘子进行机械波检测分析。在对绝缘子机械波检测时，为得到绝缘子的机械波特点，可向其底端发出一种特殊的波段来激励机械波，通过接受其得到绝缘子内部结构，并反映出机械波，通过分析软件对机械波的频谱特性进行分析，判断机械波的频谱是否与正常绝缘子频谱相同，这时就可判断绝缘子出现的所处的区域和大小，并对目前的工作强度是否存在隐患进行分析。
从众多的实验数据以及现场验证中可知，绝缘子所反映出的机械波并对其进行鉴别，主要体现：反映出来的机械波频谱波峰在2.5KHZ至6KHZ，这可说明绝缘子的工作状态比较正常；若是反映出的机械波频谱波峰低于2KHZ，那就表明绝缘子低端法兰周围存在一些问题，比如裂纹或者气隙缺陷等；如果反映出来的机械波频谱波峰大于6khz，且小于10KHZ，则表明绝缘子上端法兰周围有安全隐患。
（二）分接开关机械波检测
为获取机械波在分接开关检测中的有效性，对分解开关机械波进行检测时，需要将时域和频域内对分接开关是否处于正常，以及是否存在问题等方面进行分析鉴别，以此可预测分接开关中存在的问题以及问题类型等，避免由于分接开关问题而造成事故的发生，这对有载调压变压器的正常、稳定运行有着十分重要的作用。
分接开关在切换时可分为几个阶段，其中主要有驱动电机启动阶段、储能弹簧加载阶段等六种。在这几种阶段中，切换开关阶段除外，其它五个阶段分接开关所产生的机械波幅值都比较小，且只是存在于变压器本身、驱动电机和一些传动杆处会出现振晃，产生的机械波小且较为平稳，只有比较小的振动波幅，所以在时域上分析分接开关切换时的机械波，能够有效分析判断出分接开关的运行状态是否正常。通过小波变换得到的分接开关时域机械波中，不仅可以看出分接开关切换动作的时刻，还可知道其它阶段存在比较有频率的机械波。而这些有频率的机械波的波峰值基本相同，且两个波峰的时间差也基本相同。依据以上了解的机械波特征，并与相关检测经验相结合，能够判断出分接开关切换时存在的故障，主要是由于驱动电机传动部件的齿轮控制机构的轴和箱出现缺少润滑剂的问题，从而致使齿轮间的摩擦比较严重，这才导致有规律机械波的出现。对于这种问题，可在下次停电检修时进行解决。
分接开关的正常切换，是机械波在频域上的一种特点，其功率频谱幅值通常不会超过八千赫兹。若是功率频谱的幅值位置发生变化时，就可以对分接开关的工作状态进行鉴别。我们可知，正常的功率频谱幅值主要体现在低频段，若是分接开关的储能瘫痪阶段变弱时，那么机械波的功率频谱特性主要表现出高频段，功率频谱有低频段想高频段进行转移，且与正常的功率频谱有着较大的差异。这时，就容易鉴别出，分接开关的储能瘫痪阶段存在变弱问题。
总结
从以上的实验与实例验证中可以发现，对于不同的电力设备，其产生的机械波也有很大区别，且表现出来的机械波特征也是各不相同的，可以体现在时域上，也可体现在频域上。所以，若在电力设备检测中，发现不同的机械波特征，需要对电力设备机械波的各方面内容进行深入探究，从探索中发现更多的机械波特征，这样才能保证对电力设备检测的高效性。
参考文献
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[3]郭欢,周玉龙.关于机械波中的几个问题[J].黑龙江科技信息,2010,(15):47.
论文作者:张巍
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/13
标签：机械波论文; 电力设备论文; 绝缘子论文; 频谱论文; 时域论文; 小波论文; 特征论文; 《电力设备》2017年第30期论文;