用于SF6气体绝缘设备的全光学绝缘故障在线监测系统，其包括数据采集卡和监控设备。该故障在线监测系统还包括至少三个光纤干涉腔探头，每个光纤干涉腔探头构造用于采集SF6气体绝缘设备中相应位置处的局放超声波信号和局放超声波信号的时延信息，基于局放超声波信号和局放超声波信号的时延信息来监测SF6气体绝缘设备中的绝缘故障。该故障在线监测系统可对SF6气体绝缘设备故障分解气体原位实时在线监测，实现对绝缘故障的定性、定量判断，并同时可通过监测绝缘故障产生的超声波信号，实现对绝缘故障的定位判断，系统采用全光信号传导，不会对SF6气体绝缘设备产生绝缘隐患，且具有抗电磁干扰能力强、精度高，无需消耗载气和后期免维护等特点。