气体绝缘金属封闭开关设备（gas insulated metal-enclosed switchgear,GIS）具有可靠性高、受外界环境因素影响小、检修维护方便、结构紧凑、安装周期短、配置灵活、可扩展性强等优点,特别适合大城市场地拥挤地区的变电站、地下变电站,以及山区地势险峻的水电站。盆式绝缘子是GIS的关键部件,而盆式绝缘子中心导体与环氧绝缘交界面是盆式绝缘子最为复杂的部分,应力集中现象明显,尤其是运行时的热应力,易使盆式绝缘子出现机械损伤,导致界面缺陷,引发绝缘故障,威胁GIS设备安全可靠运行。因此,研究有效的盆式绝缘子界面缺陷以及热应力检测手段,探究盆式绝缘子热应力分布特性,了解热应力集中演变成界面缺陷的机理,对评估盆式绝缘子应力状态、预防界面缺陷产生、避免绝缘故障发生、保障GIS设备安全稳定运行具有重要意义。首先,介绍了盆式绝缘子界面缺陷以及热应力的超声检测原理,建立了相应的超声检测试验系统。通过对各种检测方法进行理论分析,确定适用于盆式绝缘子界面缺陷和热应力的超声检测方法;结合盆式绝缘子的几何结构,建立了界面缺陷的超声传播模型,得到了缺陷深度以及检测范围计算公式;通过固定声程,推导了热应力应变与声时的关系式;最后,建立了超声检测试验系统,介绍了超声检测系统不确定度的计算方法,用于评估热应力超声检测试验系统的灵敏度。其次,进行了盆式绝缘子界面缺陷的超声检测试验,采用双探头超声纵波反射法和超声相控水囊柔性耦合法检测了126 k V三相共箱盆式绝缘子界面缺陷。先利用双探头超声纵波反射法检测了盆式绝缘子界面缺陷,研制了适用于界面缺陷检测的小直径低频超声直探头,根据接收的反射波判定界面缺陷;而后采用超声相控柔性耦合法检测盆式绝缘子界面缺陷,该方法把水囊作为楔块与超声相控线阵探头结合,解决了界面缺陷检测中探头与盆式绝缘子耦合困难的问题,超声波透过水囊入射到盆式绝缘子,根据接收到的反射波判定界面缺陷的存在。基于上述两种检测方法,建立了界面超声传播模型,搭建了相应的界面缺陷超声检测系统,选取了幅值作为缺陷的表征参量,检测了界面缺陷的大小、位置,对比分析了双探头超声纵波反射法与超声相控阵法的检测结果,为盆式绝缘子界面缺陷检测提供了有效手段。最后,研究了盆式绝缘子热应力应变的分布规律,采用超声纵波反射法和临界折射纵波法分别检测了252 k V单相盆式绝缘子环氧绝缘材料法向内部热应力应变以及环向次表面热应力。先采用单探头纵波反射法检测了盆式绝缘子垂直于环氧绝缘的法向内部热应力应变,该方法所检测的盆式绝缘子区域上下表面平行,室温下盆式绝缘子盆壁厚度为19 mm,声程（超声传播距离）固定;而后采用临界折射纵波法检测了盆式绝缘子环向次表面热应力,选取了合适频率的可变角纵波探头,固定声程,以声时（超声传播时间）为测量对象,通过声弹性公式计算次表面环向热应力。基于上述两种热应力检测方法,搭建了热应力超声检测系统,对中心导体施加温度载荷,模拟盆式绝缘子实际工况下的温度场,采用声时为热应力表征参量,测量了盆式绝缘子不同位置的声时,根据声时与应力应变的声弹性式,分析了盆式绝缘子热应力应变的分布规律,为盆式绝缘子应力状态评估奠定了基础。