套管内引线形变是变压器套管正常运行中的安全隐患。针对目前套管引线检测方法的不足和国内外对套管内引线形变故障研究的欠缺,本文提出将超声波技术运用到套管引线的形变故障检测中去,研发了基于超声去噪的套管引线三维成像检测系统。该系统能够实现对套管引线形变故障的带电检测。首先,针对套管引线形变故障的定检试验存在需要离线检测且灵敏性差的问题,提出了一种利用超声波对套管内引线进行在线故障定位的方法。针对不同变压器套管,提出了套管引线主体形变和末端形变的定位方法。在此基础上,使用自相关算法对回波到达时间进行提取,提高了测距的稳定性。根据检测套管的引线距离制造公差表,对引线形变进行诊断,形成了套管引线形变故障超声检测方法。该方法可以对引线形变故障实现带电检测,适用范围广。其次,针对超声检测易受环境噪声干扰的问题,进行了超声去噪算法的研究。在CEEMDAN的基础上,为保留引线回波信号中高频分量的有效成分,提出了一种基于AIWWOA的改进小波阈值去噪算法。结合了CEEMDAN和小波阈值去噪的优点,设计并提出了基于CEEMDAN-AIWWOA的改进小波阈值去噪算法。该算法可以对超声波信号进行自适应去噪,具备较强的噪声抑制能力,能够有效提升超声检测方法的精度。然后,在超声检测方法的基础上,设计并研制了套管引线超声检测硬件系统。根据检测频率和安放位置的要求,对超声换能器进行了选型,设计了相匹配的硬件电路,并对数据采集卡进行了选取,最终形成了套管引线超声检测硬件系统。该检测系统可以实现超声波信号对套管外瓷套的穿透,从而对套管引线形变进行带电检测。最后,设计并开发出套管引线三维成像检测软件系统。该软件系统能够对套管引线检测数据进行处理,生成套管引线的三维图像。在硬件系统的基础上,形成了基于超声去噪的套管引线三维成像检测系统。该系统实现了对套管引线形变的直观展示,能够对实际运维工作提供有效的帮助与指导。