局部放電發生時，放電區域內分子間會劇烈撞擊，以及介質內放電發熱導致體積改變，都會產生脈沖壓力波。超聲波就是其中頻率大于20KHZ，人耳無法識別的聲波分量。可將局部放電源看作點脈沖聲源，遵循機械波的傳播規律，聲波以球面波的形式向四周傳播，在不同介質中傳播速度不同，不同介質交界處會產生反射和折射現象。在開關柜等設備外部安裝換能器，可將超聲波信號轉換為電壓信號，然后經過分析處理，得到表征設備局部放電信息的各種特征量。通過分析這些特征量，就可以有效地對介質的絕緣缺陷情況進行判斷。

聲波的傳輸特性分析

在絕緣結構內部，局部放電發出的聲波，經常要經過多種介質才能傳單接收聲波的換能器上來。例如變壓器內固體介質中的氣隙發生局部放電時所發出的聲波要通過固體介質、液體介質和金屬外殼才能到達置于外殼表面上的換能器。傳播過程中，聲波會發生折射、反射和衰減。

1.1 折射和反射

聲波在各種介質中傳播的速度是不同的，表中列出幾種常用電工材料的聲波傳播速度。因此聲波在傳播過程遇到不同的介質時，就會在介質的分界面上產生折射或反射。入射角θa與折射角θb之間的關系是決定于下式：

各種材料中的聲波傳播速度

式中Ca為入射的聲波速度，Cb為折射的聲波速度。當θa>90°時，入射的聲波全部都反射回來，這時聲波被阻塞而不能繼續傳播。這種情況在用超聲波檢測法來確定局部放電發生的部位和大小時應充分考慮到。

超聲波通過兩種介質的分界面造成的損失可以用反射系數RO來表示。在垂直入射時

式中ρ1, ρ2各為兩種介質材料的密度（kg/m³）；而C1,  C2為兩種介質中聲波的速度（m/s）。

介質材料的密度ρ與聲速度的乘積稱為特性阻抗，只有當兩種介質的特性阻抗相等時，聲波通過這兩種介質的分界面才不會損失。特性阻抗相差愈大，造成的損失也愈大。鋼、蓖麻油、空氣的特性阻抗分別為39.4X10^6，1.143X10^6，0.0004X10^6（kg/m2/s）。