機械波在彈性介質(zhì)中傳播時，按波的頻率不同可以分為次聲波、聲波和超聲波三種。其中，頻率低于20Hz的稱為次聲波；頻率在0.02-20kHz之間的稱為聲波，這正是能被人們聽覺所識別的機械波的頻率范圍；超聲波的頻率范圍為20kHz以上。超聲波的特性與聲波差不多，但是因為超聲波的頻率要高于聲波，它具有一些與聲波不同的特性。聲波和超聲波都可以在氣體、液體和固體中傳播，但是聲波是一種縱波，而超聲波在不同的介質(zhì)中則有所不同。超聲波在氣體和液體中以縱波的形式傳播，在固體中則以橫波的形式傳播。超聲波的頻率高于聲波，頻率較高的結(jié)果會使超聲波在傳播過程中相比聲波的衰減更大，一般，20kHz-40kHz的超聲波在空氣中傳播5m就會衰減很多。

超聲波的特征值包括聲強、聲壓和聲阻抗：

聲強（I）：定義為單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的聲的能量。聲強的大小與機械波的頻率的平方成正比，由于超聲波頻率很高，所以它的聲強相對很大，這種特征正是超聲波能夠用于絕緣狀態(tài)診斷的重要依據(jù)。

聲壓（P）：介質(zhì)在沒有受到任何外力時候所具有的壓強稱為靜態(tài)壓強，用P0表示。當(dāng)超聲波在介質(zhì)中傳播時，傳播的過程中，介質(zhì)的質(zhì)點會振動，振動會使介質(zhì)中的壓強交替變化。令超聲場傳播路徑中的某一點在某一瞬間的壓強值為Pr，聲壓就是該點的Pr與該點的靜態(tài)壓強之差。

聲阻抗（Z）：定義為超聲波傳播路徑上的某一點的聲壓P與該點的質(zhì)點振動速度v之比，它的大小可以表示超聲場中的介質(zhì)對質(zhì)點振動的阻礙作用的強弱。

在GIS內(nèi)部發(fā)生局部放電時，就會產(chǎn)生沖擊波，檢測這種沖擊波可以發(fā)現(xiàn)早期內(nèi)部絕緣缺陷的異常。這種沖擊波具有廣泛的頻率范圍，為了減少現(xiàn)場噪聲的干擾而利用超聲波范圍的聲進(jìn)行局部放電檢測。局部放電的位置到超聲波傳感器之間有一定的距離，在超聲波傳播的過程中，可能會遇到GIS內(nèi)的夾層、裂縫等，這些情況會改變局部放電超聲波信號的幅值、相位、頻譜等特征。超聲波檢測局部放電的探頭為壓電傳感器，當(dāng)超聲波傳播至傳感器時，傳感器根據(jù)壓電原理將振動信號變成電信號。然后對電信號進(jìn)行放大、變換等運算處理，根據(jù)實際的需要可以得到信號的波形、到達(dá)時間等信息，根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息可以對GIS內(nèi)部局部放電的情況進(jìn)行定量分析和定位。