在無限大的固體中，壓力波和剪力波是共存的，而且兩種波的傳播速度并不相同，剪力波速大約為壓力波速的60%。它們的頻率可認為是相互獨立的頻率，在氣體中只有壓力波存在，聲速在一個大氣壓SF6氣體中的傳播速度為156m/s。
在復雜的結構中，如GIS中，聲波形式變得更復雜。大量的附加波摻雜在其中。這些復雜的聲波可分解為壓力波和剪力波，而且依靠結構的幾何形狀、邊界條件、材料等。一般情況下，每種形式都有其自己的相速度和波群速度，相速度和群速度都由頻率決定。
對于聲波特性來說，當GIS密封的管壁厚度和平板厚度相同時，GIS管壁與平板具有的相同的特性。在管壁內存在零次和一次兩種基本波，如圖1所示。零次波一般為彎曲波和半縱向波。相速度和波群速度隨頻率變化的關系見圖2所示。如圖中所示，速度取決于平板厚度和頻率的乘積，如果乘積小于2mmMHz，則只產生了零次波。
圖1 平板內的波形
λ=Cph/f
其中f為頻率。聲信號沿壁的傳播速度由波群速度決定，波群速度亦可稱信息傳播速度。當研究平板中的局部放電時，搞清聲波在SF6氣體和殼體之間界面的傳播情況是非常重要的。在氣體中，平板中激發的平面波受一定的約束：平行于平板的成份，其波長λ必等于實際頻率的波長，即為：
λ平極= λ/sinφ
相應的，入射角度φ取決于頻率和氣體中信號相速度。對于最重要的平面波而言，最低頻率成份以最傾斜角度入射到管壁，而高頻成份則以稍小的角度φ入射。如果聲信號的頻率不滿足上面所示的關系式，則不會入射到管壁。
此外，兩種媒介的聲阻抗是非常不同的，能夠穿過兩種媒介的很少。目前來說，提高氣體壓力可以提高穿透率。
圖2 相速度和波群速度與頻率的關系
關注微信公眾號