带电作业绝缘工具一般由玻璃纤维增强的环氧树脂复合材料加工而成的空心管和实心棒制成， 具有良好的机械和绝缘性能。由于绝缘工具在长期使用中会受到高压电和机械应力的联合作用，因此在其内部容易形成分层、气隙、杂质等微观缺陷， 导致其机械和绝缘性能下降，最终危及作业人员和检修设备的安全。目前常用的预防性措施主要是通过开展耐压检测、泄漏电流检测、动负荷检测等试验，对绝缘管材的整体性能进行判断，但这些试验对材料内部缺陷的情况不能给出定量分析，且定期试验只能表征工具的当前状态，并不能保证使用时的性能。超声检测技术作为一种无损检测方法，具有操作便捷、设备简单、无损伤等显著优点，因此在复合材料的内部缺陷检测方面应用较为广泛。

超声检测系统

在电力设备的超声检测技术方面，国内外学者已经进行了大量研究。日本学者 Y.Murakami 使用中心频率为 80 MHz 的超声波检测环氧树脂中的电树枝的形态。西班牙学者 Vicente Pastoriza 研发了一套用于测量油纸绝缘局部放电的超声检测装置。加拿大学者 Gabriel Thomas 利用合成孔径超声成像技术检测了交联聚乙烯(XPLE)地下电力电缆的绝缘缺陷。国内学者申巍利用超声波分析了环氧复合材料内部缺陷，并研制了超声自动检测系统。曹雯利用超声波在材料中的波速变化检测了环氧浸纸绝缘材料中的水含量。虽然该领域的研究与应用已经取得一定的进展，但是对于空心和实心环氧复合管材的超声检测方法还未开展相关研究。本研究根据带电作业绝缘管材的检测要求，采用多物理场仿真软件COMSOL 的声–压电耦合接口对环氧复合管材内部缺陷的超声回波进行了仿真计算，同时通过人工制作的模拟缺陷，分析了绝缘管材中声波的传播情况，研究了绝缘管材超声检测中楔块、探头的参数对缺陷检测的影响，并进行了超声检测的试验，从而明确了带电作业绝缘工具的超声检测方法。