1.1 超聲波檢測(cè)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(chǎng)中檢測(cè)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(wèn)題。超聲波檢測(cè)法具有以下特點(diǎn):

①易于實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)

目前采用的超聲波法檢測(cè)法是利用超聲波傳感器貼在目標(biāo)外殼上進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)設(shè)備的運(yùn)行和操作影響很小，傳感器與檢測(cè)設(shè)備之間可以采用光纖來(lái)連接，光纖具有良好的絕緣性能，檢測(cè)設(shè)備與高電壓設(shè)備之間有很好的隔離，使設(shè)備和測(cè)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(wèn)題，因此利用超聲波法可以較容易的實(shí)現(xiàn)在線檢測(cè)。

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(cè)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(cè)局部放電研究中的重點(diǎn)，上世紀(jì)80年代，德國(guó)和口本科學(xué)家曾在此方面進(jìn)行過(guò)研究，但并未得到理想的結(jié)果。近年來(lái)，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(cè)法面臨的主要問(wèn)題和不足

超聲波法測(cè)量局部放電目前主要存在以下三個(gè)方面的問(wèn)題:

①局部放電產(chǎn)生超聲波機(jī)理問(wèn)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(shuō)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(wú)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(wèn)題

由于無(wú)法預(yù)先確定放電源的位置，因此在實(shí)際檢測(cè)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(lái)很大的限制。

③對(duì)聲信號(hào)的處理方法問(wèn)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(lái)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(wèn)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(guò)程是一個(gè)非線性過(guò)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(cè)法主要是作為一種輔助測(cè)量方法，與其它檢測(cè)方法如電流脈沖法、超高頻法聯(lián)合使用。