1 超声波产生机理 电缆的绝缘材料为固态塑料结构。在制造过程中如果 因为制作工艺不精良混入固体杂质，或者出现气泡都会引 起高压场强分布不均，在长时间带电运行后会引起绝缘局 部放电。当发生局部放电时，在放电的区域内，分子间产生小的区域内散发出大量的热量，使该区域的气体被电离和 加热，较高的热能使放电区域向外扩张，扩张的速度高于 声速几个数量级，因此产生了超声波信号。超声波在介质中传播时主要发生吸收衰减和散射衰 减，衰减系数用 α 表示，其单位为 dB/mm，即经过 1mm 距 离超声波能量减小的分贝数。在固体介质中的衰减系数 α 等于散射衰减系数 αs 和吸收衰减系数 αa 之和。 α=αS+αa （2） αa=c1f （3）

（4）

式中： f-超声波的频率；d-介质的晶粒直径；F-材料各 向异性系数； λ-超声波的波长； c1， c2， c3， c4-系数。 由以上公式可知： （1）介质的吸收衰减与超声波的频率成正比。 （2）介质的散射衰减与 f、 d、 F 有关，受频率 f 的影响最 大。 2.2 超声波在异质界面的传播规律 超声波在异质界面传播时，会发生反射和透射现象， 反射率和透射率由介质的声阻抗决定。当超声波由声阻抗 低的介质传播到声阻抗高的介质，反射率低，基本会全部 透射；当超声波由声阻抗高的介质传播到声阻抗低的介 质，透射率低，基本会全部反射回去。电缆绝缘发生局部放 电产生的超声波时需要穿过屏蔽层，再经过空气到达超声 波传感器，空气声阻抗远远小于电缆绝缘，超声波会发生 大量的反射。 3 超声波检测 针对电缆绝缘局部放电特性及超声波的传播规律。本 文所设计的电缆绝缘状态在线检测装置主要包括四个部 分，其一为故障信号采集，其二为信号处理，其三为信号传 输，其四为信号显示。检测办法特征为：基于超声波传感器 检测电缆接头绝缘发生局部放电时发出的超声波信号强 弱，作为电缆接头绝缘状态是否良好的判据，实时检测电 缆状况