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摘要：本文是研究基于振动法在变压器中故障分析，在变压器运行过程中，可能会产生机械形变，经自身结构传导表现为振动信号。这一信号经传播，产生声音信号。这些声音信号可以在很大程度上反映变压器的运行状况。我们可以根据这些声音信号进行故障分析，从而有针对性的应对各种变压器故障带来的事故。
关键词：振动法；声音信号；故障分析
随着我国家电力系统规模日益扩大，而电力变压器又属于电力系统中最重要和最昂贵的设备之一，所以对它的运行安全也提出了新的的要求。现在国内外针对电力变压器的检测和故障诊断技术研究都是通过对变压器的电气测量法，这些方法不能明显地表征变压器设备故障信息，且电气设备在发生故障之前能够正常工作且电气量没有太大变化。所以我们更应该在变压器的故障分析研究方面拓宽更宽广的领域来降低变压器的故障率，因此本文的基于振动法在变压器中故障分析研究具有很强的现实意义和研究价值。
正文
声音是一种机械波由振动向传声介质辐射能量，跟振动和形变引起的信号分析方法相同，声信号蕴含着大量的振动信息，是分析设备运行状态的一项重要指标。且振动是声音的产生的原因，所以振动法在变压器故障分析中占有很重要的角色。
一 振动法
振动是变压器的主要技术指标之一，同时近年来，针对变压器振动的测量和研究工作越来越多。变压器的声学主要由机械噪声、电磁噪声、和空气动力三部分组成。其中电磁和机械都与变压器结构的固有频率有直接关系，统称为结构振动。在电力变压器中，结构声学主要是由于铁芯、绕组、油箱(包括磁屏蔽等)以及冷却装置的振动产生的，是一种连续性的声音。铁芯、绕组、油箱统称为变压器的本体。本体的振动主要来源于：由硅钢片的磁致伸缩引起的铁芯振动；桂钢片接缝处和叠片之间存在因漏磁而产生的电磁力而引起的铁芯振动；当绕组中有负载电流通过时，由漏磁引起的绕组振动。因此可以通过测量电力变压器的器身振动来反映绕组和铁芯的振动情况，进而评估计算变压器的声功率。
二 振动法理论依据
a．结构的辐射比
b．球面声源的声辐射
脉动球源是进行均勻舒展和收缩的球面声源，球源表面各点沿径向作同振幅、同相位的振动。显然这是一种理想的辐射情况，实际上生活中很少遇到，但对于复杂的面声源可以用点声源(小脉动球源)来组合模拟，从而能简化工作，所以脉动声源是最基本的声源，分析它的辐射也就很有意义。
对于球面波，其波动方程为：
上图1为根据公式(3.16)做出的脉动球源辐射比曲线，由公式(3.16)可以得出球面声源的辐射因数是频率和结构特征尺寸的函数，而与激励的方式无关。
c．振动速度与声强之间的关系
对于球面声波，声功率和测量面上的声强/之间的关系为：
由该式可见，如果已知结构体的辐射表面积和振动速度，便可通过辐射比计算出该结构体稳态振动辐射的声功率。
e．辐射效率的计算方法
针对振动法测量可采用位移法和速度法进行测量，测量时同时考虑纵波、横波、剪切波和扭转波，利用加速度传感器或激光振速仪测量变压器壳体振动，然后对测量结果进行分析，从而确定振动噪声来源。
结论
本文主要根据变压器的易发生故障的特性和产生这种故障的声音的原因提出了一种基于振动法的检测方法，这种方法可以从源头有效抑制和降低故障的发生率，所以本文的研究具有研究价值和意义。
参考文献
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论文作者:高荣贵
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/26
标签：变压器论文; 声源论文; 绕组论文; 故障论文; 测量论文; 信号论文; 球面论文; 《电力设备》2017年第27期论文;