GIS內部擊穿時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)較陡的電流脈沖，電流脈沖作用使得放電產(chǎn)生部分膨脹速度較快，進(jìn)而恢復至原來(lái)的體積。這種現象是由于設備局部放電產(chǎn)生的體積變化造成了瞬間介質(zhì)的密度的突變，zui終造成了聲發(fā)射現象，在膨脹、收縮過(guò)程中，放電電流會(huì )使GIS外殼產(chǎn)生聲信號。超聲波傳感器就是檢測這種放電產(chǎn)生的聲信號，通過(guò)幅值大小的比較，對耐壓擊穿位置進(jìn)行定位。

聲發(fā)射是一種常見(jiàn)的物理現象，各種材料聲發(fā)射信號的頻率范圍很寬，從幾Hz的次聲頻、20Hz-20KHz的聲頻到數MHz的超聲頻；聲發(fā)射信號幅度的變化范圍也很大，從10m的微觀(guān)位錯運動(dòng)到lm量級的地震波。如果聲發(fā)射釋放的應變能足夠大，就可產(chǎn)生人耳聽(tīng)得見(jiàn)的聲音。大多數材料變形和斷裂時(shí)有聲發(fā)射發(fā)生，但許多材料的聲發(fā)射信號強度很弱，人耳不能直接聽(tīng)見(jiàn)，需要借助靈敏的電子儀器才能檢測出來(lái)。用儀器探測、記錄、分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術(shù)稱(chēng)為聲發(fā)射技術(shù)，人們將聲發(fā)射儀器形象地稱(chēng)為材料的聽(tīng)診器。

聲發(fā)射檢測的原理如圖所示：

從聲發(fā)射源發(fā)射的彈性波zui終傳播到達材料的表面，引起可以用聲發(fā)射傳感器探測的表面位移，這些探測器將材料的機械振動(dòng)轉換為電信號，然后再被放大、處理和記錄。固體材料中內應力的變化產(chǎn)生聲發(fā)射信號，在材料加工、處理和使用過(guò)程中有很多因素能引起內應力的變化，如位錯運動(dòng)、孿生、裂紋萌生與擴展、斷裂、無(wú)擴散型相變、磁疇壁運動(dòng)、熱脹冷縮、外加負荷的變化等等。人們根據觀(guān)察到的聲發(fā)射信號進(jìn)行分析與推斷以了解材料產(chǎn)生聲發(fā)射的機制。

本文所述基于多通道超聲的GIS無(wú)線(xiàn)擊穿定位系統為基于聲發(fā)射原理。通過(guò)捕捉GIS設備耐壓試驗擊穿故障產(chǎn)生的聲發(fā)射信號，對GIS設備的擊穿位置做出準確的判斷。