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电子光学探测器应用电子和离子在电磁场中的运动，与光在光学介质中传播的相似性的概念和原理[即带电粒子（电子、离子）在电磁场中（电磁透镜）可聚焦、成像与偏转]制造的。
架空输电线路绝缘子串中每片绝缘子的电压分布是不均匀的，离导线近的几片绝缘子上电压降Zui大。当出现零值绝缘子时，沿绝缘子串的电压将重新分布，离导线近的几片绝缘子上的电压将急剧升高，会引起表面局部放电或者增加表面局部放电的强度。而根据表面局部放电时产生光辐射的强度，就可知道绝缘子串的绝缘性能。
被监测的绝缘子表面局部放电、电晕放电和绝缘子的光影像，通过物镜输入亮度增强器的光阴极；电子由光阴极逸出形成电子电流，依据电子电流密度的平面分布可显示出原有光影像的亮度分布。焦距调节系统使电子加速，从而使亮度增强器荧光屏发光。这样，原来形成的光影像中途经过电子影像，又重新变为光影像。在影像传递过程中，磁场系统将电子加速，使原有光影像的亮度增加（可达近百倍）。亮度增强器可以实现由地面远距离(5 -50m)测量输电线路的悬式绝缘子串上的表面局部放电时的微弱光亮。
当在夜间进行探测时，为了区别绝缘瓷件表面局部放电和其他外界光源的干扰（月光和照明），提高信噪比，可采用脉冲电源对亮度增强器供电。因为表面局部放电是发生在绝缘子所施加交流电压的Zui大值附近，其频率为100Hz，而外界光辉强度与电网频率无关。当绝缘瓷件在仪出现表面局部放电时(1-6ms)，按接近于100Hz的频率将亮度增强器投入，将会使背景微弱爆光和外界干扰光辉减弱。在电子光学探测器的荧光屏上，将观察到与电网频率和亮度增强器合拍的表面局部放电的亮区脉动。此脉动可将表面局部放电的光强与减弱的不脉动外界干扰光辉区别出来。实际检测中，有缺陷的绝缘子串中表面局部放电的光辐射超过平均光辐射强度。
利用电子光学探测器来评价离导线近的第一片绝缘子上的表面局部放电的光辐射强度与平均光辐射强度的差的方法是，利用电子光学探测器的灵敏度阀值Ø0与光学输入系统诸参数的关系进行分析，其关系式为
Ø0＝τ（D/F）2A／L2
式中τ——输入系统的透射系数；
D/F——输入目镜的计量光强（相对孔、光圈）；
A——常数；
L——与辐射源的距离。
减小Ø0（关小输入光圈），当D减小到某一值时，平均光强不再出现在电子光学探测器的荧光屏上，屏上将仅显示出有缺陷绝缘子的表面局部放电。然后，再进一步对靠近导线的第一片绝缘子表面放电的光辐射强度与平均光辐射进行比较，若光辐射强度超过无不良绝缘子存在时的光辐射强度，就可以根据表面局部放电的光辐射强度与绝缘子上的电压关系曲线，找到靠近导线的第一片绝缘子上分布的电压。根据得到的分布电压值与良好绝缘子串第一片绝缘子的正常分布电压值的差别，便可判断出是否存在不良绝缘子。这种探测方法效率很高。
但是，电子光学探测器仅能判断出绝缘子串中是否存在零值绝缘子，不能确定到底有几片零值绝缘子以及它们的位置。
