超声波在两种不同声阻抗的媒质中传播，从一种媒质进入另一种媒质时，由于两种媒质的声阻抗相异，则在两种媒质的界面会发生反射，变压器绕组变形超声波检测正是基于这一原理实现的。
如图所示，将超声探头置于变压器油箱外表面，超声探头在高压电脉冲激励下，发射脉冲超声波，超声波穿透变压器箱体钢板进入变压器油中传播，在油与绕组界面，由于声阻抗相异而产生反射波，反射回的超声波为超声探头接收并被转换成电脉冲信号。显然，若能测出超声波在箱体表面与绕组之间的传播时间(反射波与反射波之间的时间)，根据超声波在油中的传播速度(超声波在媒质中的传播速度为己知量)，即可计算出箱体表面距绕组表面的距离。
基本原理示意图
L=1/2Ct
式中，L为超声波探头至绕组表面的距离。若能测出超声波在箱体表面与绕组表面往返的传播时间亡，根据上式，即可以计算出超声探头至绕组之间的距离。
如果考虑变压器箱体钢板的厚度，则上式可以改写为
L=1/2Ct+ΔL
式中，ΔL为变压器箱体的钢板厚度。
利用超声波技术检测电力变压器绕组变形是一种新的尝试，采用这种方法，克服电气实验法和频谱法存在的一些问题。检测过程不受电磁干扰，直接用图形描述绕组形状，直观反映绕组变形部位和程度，可在变压器运行状态下进行测量，为电力变压器绕组变形提供一种新的检测手段。但是存在一些技术问题待进一步解决，即如何克服油温的变化，高压绕组油道宽度不同及其它因素对测量精度的影响。
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