1. 超声波基本概念

波动是物质的一种运动形式，振动是波动产生的根源。波动分为电磁波和机械波。机械波描述一种波动过程，这种波动过程使机械振动在弹性介质中引起的，例如水波、声波、超声波等;电磁振荡会引起交变的电场和磁场在空间传播，这就是电磁波的产生原理，电磁波的表现形式有无线电波、红外线等。

超声波属于机械波，是机械振动在弹性介质中的传播。从频率角度并以人的可感觉频率为分界线，可将声波划分为次声波、可闻声波、超声波、特超声波及晶格振动。下图为机械波与电磁波波谱的频段划分及名称，其中，超声波是指频率高于20khz的声波。

2. 局部放电超声波产生原理

电气设备中发生局部放电时，在放电区域内分子之间会产生剧烈的碰撞，介质由于放电发热体积会瞬间发生改变，这些因素都会在宏观上产生机械波一脉冲压力波，超声波就是其中频率大于20KHz的声波分量。局部放电点可以看作是脉冲声源，声波以球面波的形式在空间中传播，遵循机械波的传播规律，声波在不同的介质中传播速度是不同的，且在介质交界的地方发生反射及折射现象。在电气设备内部产生局部放电时，伴随着电荷的中和过程，产生较陡的电流脉冲，局部放电发生的区域由于电流脉冲的作用瞬间因受热而体积膨胀，形成一种类似“爆炸”的效果，放电区域在放电过程结束之后恢复到原来的体积。这种因局部放电产生的一胀一缩的体积变化引起了介质的疏密瞬间变化，形成超声波。

基于此，可在电气设备的外部安装超声波传感器，将超声波信号转换为电信号，将信号进行后续的处理就可以得到表征局部放电的特征量。