超声波检测是在电力设备的运行状态下，进行远距离、非接触的快速方便检测，保证了检测人员的安全的同时也降低了检修人员的工作强度和提高了检测效率。所以，超声波检测技术已经逐渐成为电力部门检测的重要检测手段。

1.超声波检测仪的测量原理

在进行电力设备的绝缘故障检测时，超声波检测是通过对设备绝缘局部放电的辐射信号来检测的。在电力线路上，不管是较大的火花、电弧，还是不易发现的微小火花放电，超声波检测仪都能很容易地检测出来。超声波检测的基本原理是基于超外差接收机的工作原理，通过利用高灵敏度的窄带超声波换能器，从而将超声波的高频信号转换为音频段处理过后的信号，再利用音频进行放大并将其播放和显示出来。

在非接触测量中，传感器需具备的功能是对信号的收集和定向的功能。一般的超声波检测器的方向性都比较差，不能保障故障位置的精确定位，但如果加上特殊的超声波收集器，就可以提高它的方向性能，从而保障故障点的准确定位（通常都能够将定位精度控制在2°以内），克服了非接触检测中定位不准的困难。超声波检测基于超外差接收机的工作原理，通过利用高灵敏度的窄带超声波换能器，有效地提高了检测器的信号噪声比。如在设备绝缘子的在线检测中，在10 m以内可以对绝缘子进行准确定位并找出故障区域。

2.超声波检测技术在高压设备绝缘状态检测的应用

超声波检测具有成本低、检测效率高、使用方法简便、绝缘故障定位准确等优点，被广泛运用到电力高压绝缘设备的检测当中。超声波检测既能在户内的设备中使用，又能在户外的变电站中使用，尤其是在加强了超声波增强收集器后，甚至能进行空中高压传输设备的绝缘检测。

在电力设备中，如果高压绝缘体出现劣化就会产生局部放电现象，进而就会发生超声波。当电站蒸汽管道发生泄漏、发电设备材料出现局部放电时，机器会出现异常的振动，这些都将会发生超声波。超声波对这些情况进行检测就可以发现设备中存在的故障问题。如果采用被动的检测方法，可以检测出绝缘体和导体老化程度、表面放电、导线节点、开关装置的轻微振动等在线故障；如果采用的是主动地检测方式，通过向机器和设备发射相应频率的超声波，分析被检测物体的反射波强度、频谱和相位，就能检测出导体和绝缘体的内部损伤和绝缘内部的孔隙。

对于非接触高压绝缘状态检测方法，传统的检测方法一般是使用红外测温仪表现出绝缘的发热点位置。然而在高压绝缘设备中，电晕、火花放电有时产生的热量比较小，这些发热点可能被绝缘体周围的高温所掩盖，检测就会存在一定的难度。但是，绝缘体如果发生故障就一定会产生超声波，通过采用超声波的检测技术就可以将这些产生超声波的故障绝缘位置检测出来。(www.daowen.com)

当前，超声波检测技术被广泛地应用，如在高压测量、绝缘材料的放电研究，气隙的放电研究，电力设备局部放电的测量和定位的研究，电缆树枝主通道上的放电研究等方面。

在一些西方发达国家，超声波检测技术在电力设备的在线检测中应用比较多。例如，在美国和加拿大，应用超声波检测技术来诊断GIS、互感器、电力电容器、变压器的绝缘缺陷，对电力传输线路的绝缘子、节点松懈振动的在线定位和检测，对切线开关放电触电的定位与检测，对变电站绝缘立柱表面放电的定位和检测等。同时，IEEE（电气和电子工程师协会）的技术专家进行了相关标准的起草工作，在电力设备的在线检测中，超声波检测技术越来越受到人们的重视。

3.超声波检测现场案例

某供电公司要求对其下辖的某室内变电站的电气设备进行局放检测，包括GIS及电缆接头、开关柜、电源柜、通信柜、母线等，如图3-9所示。而开关柜、电源柜、通信柜等不能打开，所以不能使用红外热像仪等检测仪进行检测，但是柜体基本都是有缝隙的，所以可以使用超声波进行电气问题检测。

图3-9　某变电站正在进行超声检测

先对10 kV变电站母线、开关柜、变压器等进行精确仔细检测，未发现异常，环境值和测量值都在－5 dBμV左右，后对35 kV变电站母线、开关柜、变压器等进行检测，发现母线压变超声波读值最大为15 dBμV，35 kV主变开关处超声波读值最大为18 dBμV，相对于环境值－5 dBμV来说较大，建议实时对其进行观察。