1.1 超聲波檢測法的特點(diǎn)

盡管電脈沖法是局部放電研究的基礎(chǔ)，但是電脈沖信號(hào)在現(xiàn)場中檢測時(shí)會(huì)有很大的干擾（通常在幾千PC以上），很難正確得到放電信號(hào)，另外還存在在線結(jié)果與離線結(jié)果的等效性等問題。超聲波檢測法具有以下特點(diǎn):

①易于實(shí)現(xiàn)在線檢測

目前采用的超聲波法檢測法是利用超聲波傳感器貼在目標(biāo)外殼上進(jìn)行檢測，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行和操作影響很小，傳感器與檢測設(shè)備之間可以采用光纖來連接，光纖具有良好的絕緣性能，檢測設(shè)備與高電壓設(shè)備之間有很好的隔離，使設(shè)備和測量人員的安全可以得到保證，同時(shí)不存在在線結(jié)果與離線結(jié)果的等效性問題，因此利用超聲波法可以較容易的實(shí)現(xiàn)在線檢測。

②便于空間定位

確定局部放電位置可以判斷局部放電對(duì)設(shè)備的危害程度，還可以減少檢修時(shí)間。超聲波定位法，利用局部放電時(shí)所產(chǎn)生的電信號(hào)和聲信號(hào)之間的相對(duì)時(shí)間差或聲信號(hào)和聲信號(hào)之間的時(shí)間差對(duì)局部放電進(jìn)行空間定位。從理論上講，超聲波法可以做到定位，在線檢測方便。目前局部放電定位系統(tǒng)多數(shù)采用電一聲定位法和聲一聲定位法。

③可望實(shí)現(xiàn)利用超聲波法進(jìn)行模式識(shí)別和定量分析

利用超聲波法進(jìn)行局部放電模式識(shí)別和定量分析，一直是超聲波法檢測局部放電研究中的重點(diǎn)，上世紀(jì)80年代，德國和口本科學(xué)家曾在此方面進(jìn)行過研究，但并未得到理想的結(jié)果。近年來，人們又對(duì)利用頻譜識(shí)別局部放電模式提出了新的見解，隨著非線性科學(xué)和非確定性科學(xué)的發(fā)展，為利用超聲波對(duì)局部放電進(jìn)行模式識(shí)別和定量提供了新的方法，其研究也取得了一些新的成果，因此在先進(jìn)的傳感器以及數(shù)學(xué)分析工具的支持下，有望利用超聲波法實(shí)現(xiàn)局部放電的模式識(shí)別和定量分析。

1.2 超聲波檢測法面臨的主要問題和不足

超聲波法測量局部放電目前主要存在以下三個(gè)方面的問題:

①局部放電產(chǎn)生超聲波機(jī)理問題

一般認(rèn)為，局部放電產(chǎn)生超聲波是由于局部體積變化引起的，也就是說當(dāng)局部介質(zhì)擊穿時(shí)電流突然增大，引起局部發(fā)熱，局部體積在很短時(shí)間內(nèi)增大，放電結(jié)束后，局部體積冷卻收縮，這種體積的變化引起了介質(zhì)的疏密變化。這樣就形成了超聲波。該方法忽略了空間電荷移動(dòng)所產(chǎn)生的沖擊超聲波，因而無法取得局部放電與超聲波特征量之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。

②超聲波的傳播路徑問題

由于無法預(yù)先確定放電源的位置，因此在實(shí)際檢測和定位時(shí)，通常假定設(shè)備內(nèi)部為均勻介質(zhì)，超聲波的傳播具有各向同性。尤其在超聲定位中，一般將超聲波在設(shè)備內(nèi)部傳播的速度認(rèn)為是一個(gè)速度，即等值波速。以上的傳播路徑分析方法忽略了一些影響因素，盡管這種忽略對(duì)局部放電的定位研究有利，但這種忽略了傳播途徑和衰減的研究為局部放電的定量研究帶來很大的限制。

③對(duì)聲信號(hào)的處理方法問題

傳統(tǒng)的局部放電超聲波法研究中對(duì)超聲波的研究往往只是在時(shí)域和頻域內(nèi)進(jìn)行研究。這樣的分析實(shí)質(zhì)上是將超聲波信號(hào)作為一個(gè)確定的線性系統(tǒng)來分析的。這樣的分析在實(shí)際應(yīng)用中能夠解決一些實(shí)際問題（例如超聲波法定位），但是這樣的分析還具有明顯的不足。主要原因在于：實(shí)際上局部放電超聲波信號(hào)的產(chǎn)生過程是一個(gè)非線性過程，還具有非平穩(wěn)特性。正是由于超聲波本身存在著非線性和非平穩(wěn)特性，就應(yīng)當(dāng)利用一些非線性和非平穩(wěn)的方法進(jìn)行分析，以便更好地取得局部放電的特征信息。

總之，超聲波的產(chǎn)生機(jī)理和傳播路徑都比較復(fù)雜，目前還難以利用超聲波信號(hào)對(duì)局部放電進(jìn)行模式識(shí)別和進(jìn)行定量分析。超聲波檢測法主要是作為一種輔助測量方法，與其它檢測方法如電流脈沖法、超高頻法聯(lián)合使用。