GIS內部擊穿時，將產生一個較陡的電流脈沖，電流脈沖作用使得放電產生部分膨脹速度較快，進而恢復至原來的體積。這種現象是由于設備局部放電產生的體積變化造成了瞬間介質的密度的突變，zui終造成了聲發(fā)射現象，在膨脹、收縮過程中，放電電流會使GIS外殼產生聲信號。超聲波傳感器就是檢測這種放電產生的聲信號，通過幅值大小的比較，對耐壓擊穿位置進行定位。

聲發(fā)射是一種常見的物理現象，各種材料聲發(fā)射信號的頻率范圍很寬，從幾Hz的次聲頻、20Hz-20KHz的聲頻到數MHz的超聲頻；聲發(fā)射信號幅度的變化范圍也很大，從10m的微觀位錯運動到lm量級的地震波。如果聲發(fā)射釋放的應變能足夠大，就可產生人耳聽得見的聲音。大多數材料變形和斷裂時有聲發(fā)射發(fā)生，但許多材料的聲發(fā)射信號強度很弱，人耳不能直接聽見，需要借助靈敏的電子儀器才能檢測出來。用儀器探測、記錄、分析聲發(fā)射信號和利用聲發(fā)射信號推斷聲發(fā)射源的技術稱為聲發(fā)射技術，人們將聲發(fā)射儀器形象地稱為材料的聽診器。

聲發(fā)射檢測的原理如圖所示：

從聲發(fā)射源發(fā)射的彈性波zui終傳播到達材料的表面，引起可以用聲發(fā)射傳感器探測的表面位移，這些探測器將材料的機械振動轉換為電信號，然后再被放大、處理和記錄。固體材料中內應力的變化產生聲發(fā)射信號，在材料加工、處理和使用過程中有很多因素能引起內應力的變化，如位錯運動、孿生、裂紋萌生與擴展、斷裂、無擴散型相變、磁疇壁運動、熱脹冷縮、外加負荷的變化等等。人們根據觀察到的聲發(fā)射信號進行分析與推斷以了解材料產生聲發(fā)射的機制。

本文所述基于多通道超聲的GIS無線擊穿定位系統(tǒng)為基于聲發(fā)射原理。通過捕捉GIS設備耐壓試驗擊穿故障產生的聲發(fā)射信號，對GIS設備的擊穿位置做出準確的判斷。