应用超声波探伤仪检测复合绝缘子的内部缺陷
超声波无损探伤在托电支柱绝缘子中应用
超声波无损探伤在托电支柱绝缘子中的应用摘要：分析了支柱绝缘子缺陷产生的主要原因，介绍了超声波无损探伤的基本原理，利用超声波检测支柱绝缘子内部缺陷的方法。
列举了利用爬波方法对支柱绝缘子内部的缺陷进行检测的实例。
关键词：支柱绝缘子；末裙；超声波无损探伤；纵波；爬波；dac 曲线0、引言托克托电厂有一个500kv变电站和两个220kv变电站，支柱绝缘子是变电站重要的组成设备，如果在制作过程中配方不当，工艺流程中原料混合不均匀，容易形成瓷件内部缺陷，由于没有固有的形变能力且韧性极低，运行中长期承受机械负荷、强电场、强机械应力，从而使附加应力增大。
若支柱绝缘子存在微小缺陷，可能造成严重的设备损坏和设备停电事故，影响安全供电，同时对工作人员的人身安全构成极大的威胁，成为升压站安全运行的一大隐患。
因此必须在事故前检测出缺陷并进行处理。
1、支柱瓷绝缘子的组织结构支柱瓷绝缘子是采用陶瓷、金具和水泥等多种材料组合而成的，瓷体主要有粘土、长石石英等铝硅酸盐原料混合配制，加工成一定形状后，在高温下烧结成的无机绝缘材料，瓷表面覆盖了一层玻璃质平滑薄层釉。
陶瓷一般是通过将粉末原料成型，烧结而成的。
经过这些工艺所制得的陶瓷，是由许多微晶聚集的多晶体构成，这就不可避免的存在着晶界。
晶界不仅在陶瓷烧结过程中起着重要作用，而且还对烧结体物理、化学性能有很大影响。
陶瓷晶界有错位、空孔等晶格缺陷和晶格畸变存在，杂质就容易集中，形成晶界偏析层、层状析出物、粒状析出物。
由此可知陶瓷材料的特点是显微组织且不均匀。
2、支柱瓷绝缘子断裂的原因支柱瓷绝缘子劣化因素既与制造厂的材料、配方、工艺流程有关，也与环境及运行中承受的负荷有关。
2.1、运行中的支柱瓷绝缘子大都在法兰处断裂，支柱瓷绝缘子如果在制作过程中配方不当，工艺流程中原料混合不均，焙烧火力不足等，易形成瓷件内部缺陷，在长期承受运行中的机械负荷，以及风、雨等因素影响，从而使末裙与法兰交界处附加应力增大，导致支柱瓷绝缘子产生裂纹、气隙，以至断裂。
如何利用无损检测技术识别复合材料的缺陷
如何利用无损检测技术识别复合材料的缺陷无损检测技术是一种非破坏性的测试方法，通过不侵入性的检测手段，可以识别和评估复合材料中的缺陷。
复合材料的应用范围越来越广泛，而检测和评估复合材料缺陷的重要性也随之增加。
本文将介绍如何利用无损检测技术来识别复合材料的缺陷。
首先，为了识别复合材料的缺陷，我们需要了解常见的复合材料缺陷类型。
复合材料的常见缺陷包括气泡、夹杂物、裂纹和界面剥离等。
气泡是由于制造过程中的挤出气体或气泡聚集而形成，通常呈现为圆形或椭圆形的孔洞。
夹杂物是材料中不均匀分布的杂质或其他材料。
裂纹是复合材料中的断裂缺陷，可能由于加工或应力引起。
界面剥离是由于粘接不良或外力引起的层间分离。
接下来，我们可以使用一些常见的无损检测技术来识别复合材料的缺陷。
其中，常用的技术包括超声波检测、红外热成像和X射线检测。
超声波检测是一种利用高频声波传播特性来检测材料内部缺陷的方法。
通过发射超声波脉冲并接收回波信号，可以识别复合材料中的裂纹、气泡和界面剥离等缺陷。
超声波检测具有分辨率高、检测速度快的优点，广泛应用于复合材料的缺陷检测。
红外热成像是一种利用热辐射特性来检测材料内部缺陷和异常热分布的方法。
通过记录材料表面的热辐射图像，可以识别复合材料中的缺陷和热梯度。
红外热成像具有非接触测量、高效率和实时性的特点，适用于大面积的复合材料缺陷检测。
X射线检测是一种利用X射线穿透材料并通过接收器接收射线的方法。
通过分析射线的吸收和散射情况，可以识别复合材料中的缺陷和界面剥离。
X射线检测具有穿透深度大、检测精度高的特点，被广泛应用于复合材料的缺陷检测。
除了以上的常见无损检测技术，还有其他技术可以用于复合材料缺陷的识别，如磁粉检测、涡流检测和激光散斑检测等。
不同的技术适用于不同类型的复合材料和缺陷。
在进行无损检测时，我们还需要考虑一些因素，如材料的特性、缺陷的类型和尺寸、检测设备的适应性等。
此外，对于复合材料的缺陷识别，准确的数据采集和分析也至关重要。
超声无损检测及其在电力绝缘子探伤中的运用初探
电气技术2018年第21期379在电力绝缘子探伤检测当中，超声无损检测能够对支柱绝缘子的内外缺陷、对复合绝缘子的粘结质量进行有效检测，介于该检测方法的优异性能与有效性，其已经在某些规程当中被列为支柱绝缘子安装前必须要执行的一项步骤。
通过超声无损检测，可以有效避免支柱绝缘子中的安全隐患，同时有助于损伤探查，因此对于我国电网运行有良好的帮助。
1 超声无损检测方法分类1.1 连续性超声无损检测分类（1）脉冲波。
脉冲波检测法主要以频率不变且不连续的超声波为主要检测能量，运作时，通过发射装置不断将脉冲波发射到检测目标上，当两者相互接触之后，即可得到相应数量的回波，此时依照回波时间轴上的位置、幅值，可以判断出检测目标是否存在缺陷、缺陷的深度与规模，由此可以看出脉冲波所检测的范围较为全面，同时在准确性上、实用性上都有良好的表现，因此是最为常用的超声无损检测法之一。
（2）连续波。
连续波检测法与脉冲波基本相似，其主要以频率不变但连续的超声波为检测能量，并同样通过超声波发射装置、回波接收装置来实现检测，这种方法的检测面积相对较窄，其回波只能展示检测目标是否存在缺陷，而不能判定缺陷的具体属性，所以介于此检测方法的局限性，其应用范围很小，基本只能在一些要求较为单一的条件下被应用，例如电力绝缘子厚度检测。
（3）调频波。
调频波与上述两种方法具有较大的区别，其主要以频率周期存在变化的连续波作为检测能量，这种超声波在于检测目标相互接触之后，同样会产生回波，但是因为存在变化，所以回波也会存在差频变化，那么根据差频变化即可了解到检测目标是否存在缺陷，同时也能够对缺陷进行定位，但是在以往的应用当中发现，这种方法只适用于平行缺陷，即说明调频波的检测深度不足，因此此方法应用范围同样较小。
1.2 缺陷显示方式超声无损检测分类在不同的超声无损检测当中，其对于缺陷的展示形式也不相同，如果要切实了解缺陷的具体属性，就必须采用相应的识别方法，因此依照缺陷显示方式的不同，超声无损检测可以分为3类，因为这3类超声无损检测没有署名，因此文章以A、B、C 代替。
利用超声波探伤技术对瓷绝缘子进行检测
247科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 学 术 论 坛瓷制绝缘子是电网设备的重要组成部件,由于其长期运行在强电场、强机械应力、风雷雨雪天气、环境污染严重等恶劣条件下,以及瓷绝缘子本身在生产制造过程中产生的内部缺陷,都使瓷质部件存在着很大的断裂风险。
近年来,国内已多次发生变电运行或检修工作人员由于绝缘子断裂导致伤亡的事故,严重影响了电网设备的安全运行,也给电力职工的人身安全造成了严重威胁。
为了防患未然,尽力避免发生此类事故,国家电网公司已专门成立了高压支柱绝缘子事故调查小组,对近年的多起事故进行调查分析并提出整改方案。
华北电网有限公司制定了《高压支柱绝缘子超声波检测导则》及超声波探伤检测人员培训方案,逐步将超声波探伤技术应用于实际的生产工作中。
超声波探伤是目前应用最广泛的无损探伤方法之一。
超声波是一种机械波,机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
而超声波探伤中,主要涉及到几何声学和物理声学中关于声波的反射、折射、波形转换、波的叠加、干涉、绕射、惠更斯原理等知识。
如果能熟练的掌握相关知识,对于在实际工作中分析和解决各种问题将是十分有益的。
1 基本概念解释及检测设备选择要求1.1基本概念解释超声波是一种机械波,机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
超声波探伤就是利用超声波的指向性和传播规律来检查工件中存在的缺陷情况。
此类探伤工作需要使用专用的检测工具即探伤仪才能进行,而探伤仪在一定条件下探测缺陷大小的能力被称为探伤仪的工作灵敏度,它是决定探伤仪能否准确的发现被检测设备缺陷的重要因素。
利用超声波对瓷制绝缘子探伤最常用到的两种方法就是小角度纵波检测和爬波检测。
所谓纵波,是指介质质点振动方向与波的传播方向一致的波。
爬波是指表面下纵波,是当第一介质之中的纵波入射角位于第一临界角附近时在第二介质中产生的表面下纵波。
常用的小角度纵波检测和爬波检测都是利用了纵波的传播特性来进行工作。
采用超声波探测高压瓷绝缘子内部缺陷
场检查发现，发生故障的高压瓷绝缘子一般都存在
胶装工艺质量不过关（如存在空隙、开裂或偏心
引起的，故障点一般在法兰口内３ ｍｍ到第一片瓷
裙之间。 支柱瓷绝缘子结构如图１所示。
等）的问题。高压瓷绝缘子的故障已严重影响电
网的安全运行。因此，我们根据中华人民共和国机 械行业标准ＪＢ／Ｔ ９６７４－－１９９９《超声波探测瓷件内 部缺陷》对停电检修的高压瓷绝缘子进行超声波 探测，现介绍如下。 １仪器的选用 超声波探伤仪是利用声速脉冲反射原理来判断
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故障波形如图３所示。该图是在某变电站ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ个
２２０
结语 利用超声波探测瓷绝缘子内部缺陷是近几年电
ｋＶ隔离开关法兰和瓷绝缘子接合处（图１中
检测点４）ｉ贝０得的。由图中波形可见，测量时的缺 陷回波幅值急剧增大到了８０ ｄＢ。换下该瓷绝缘 子，人工切开后发现瓷绝缘子内部存在裂纹。 我们在检测瓷绝缘子内部缺陷的过程中，还碰 到过如图４所示的波形。该波形的回波幅值一度达 到２５ ｄＢ。发现这种波形时，不能马上判定瓷绝缘 需要注意的是，在设计中不可一味追求供电可 靠性。如提高线路绝缘子绝缘水平可减少雷击时的 闪络，提高供电可靠性，但该做法会导致雷电流无处 泄放，只能沿线路向下游用电设备传递，会损害下游 用电设备的绝缘，造成供电中断及经济损失。因此， 在实际工程中，需要综合考虑供电稳定性及设备安 全性，从而达到最佳的防雷效果。
引用本文格式：陈文穗.苏东青.王祥林 采用超声波探测高压瓷绝缘子内部缺陷[期刊论文]-电世界 2014(9)
检测点１
瓷绝缘子是否存在内部缺陷的仪器。根据声速的快
超声波探伤缺陷类型及识别
超声波探伤常见缺陷及识别
（技术培训教材）
一.底波严重降低或消失
1.空洞类缺陷
如缩孔、疏松、内部裂纹、白点、内部撕裂等，该类缺陷大量吸收声波。
2.粗晶
呈密集草状波形态，比较容易识别。
因为晶界较宽，原子排列紊乱，空隙也多，所以吸收声波情况严重。
二.底波降低量不大
1.固体类缺陷
如密集或单个夹杂物、钢锭冒口或底部夹渣、折叠裹入、异金属、偏析、析出物、局部混晶等，这些缺陷经锻造压实后，致密度还是比较高，吸收底波较少。
2.应力集中缺陷
该类缺陷的波形很像密集夹杂物，通常发生在轴类锻件因弯曲稍大，没有加热而冷较直，由内部应力集中所致。
一经回火便可消除。
三. 探伤假象
最常见于筒类锻件、矩形锻件、黑皮探伤薄管板、轴类锻件靠近台阶附近等。
因表面粗糙或存在台阶、棱角、锤印、斜面等因素，使声波大量反射、折射，造成类似“海市蜃楼”现象。
最典型的探伤现象是：只在一个方向上发现缺陷，其它方向没有。
但对于黑皮探伤的薄管板和轴类锻件靠近台阶附近等，就需要经验和了解过程等知识来判断了。
能够准确识别和判断缺陷，说出其产生的原因及环节，是一个探伤师（包括技术人员）的最高境界！这需要广博的理论知识和丰富的实践经验。
利用超声波探伤技术对瓷绝缘子进行检测
利用超声波探伤技术对瓷绝缘子进行检测摘要：本文对超声波探伤技术的基础理论作了简要说明，并结合几个典型案例，对变电站内瓷制绝缘子发生断裂事故的原因作了初步分析，就超声波探伤技术在变电站瓷制绝缘子检测工作中的实际发现的问题作了介绍，对从事检测工作的人员要求上也提出了几点建议。
关键词：超声波超声波探伤探伤仪的工作灵敏度纵波爬波声耦合剂底波缺陷波 rtv中图分类号：tm216 文献标识码：a 文章编号：1672-3791（2012）08（c）-0247-02瓷制绝缘子是电网设备的重要组成部件，由于其长期运行在强电场、强机械应力、风雷雨雪天气、环境污染严重等恶劣条件下，以及瓷绝缘子本身在生产制造过程中产生的内部缺陷，都使瓷质部件存在着很大的断裂风险。
近年来，国内已多次发生变电运行或检修工作人员由于绝缘子断裂导致伤亡的事故，严重影响了电网设备的安全运行，也给电力职工的人身安全造成了严重威胁。
为了防患未然，尽力避免发生此类事故，国家电网公司已专门成立了高压支柱绝缘子事故调查小组，对近年的多起事故进行调查分析并提出整改方案。
华北电网有限公司制定了《高压支柱绝缘子超声波检测导则》及超声波探伤检测人员培训方案，逐步将超声波探伤技术应用于实际的生产工作中。
超声波探伤是目前应用最广泛的无损探伤方法之一。
超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
而超声波探伤中，主要涉及到几何声学和物理声学中关于声波的反射、折射、波形转换、波的叠加、干涉、绕射、惠更斯原理等知识。
如果能熟练的掌握相关知识，对于在实际工作中分析和解决各种问题将是十分有益的。
1 基本概念解释及检测设备选择要求1.1 基本概念解释超声波是一种机械波，机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
超声波探伤就是利用超声波的指向性和传播规律来检查工件中存在的缺陷情况。
此类探伤工作需要使用专用的检测工具即探伤仪才能进行，而探伤仪在一定条件下探测缺陷大小的能力被称为探伤仪的工作灵敏度，它是决定探伤仪能否准确的发现被检测设备缺陷的重要因素。
超声无损检测及其在电力绝缘子探伤中的应用
超声无损检测及其在电力绝缘子探伤中的应用摘要：在工业无损检测中，超声波是应用较为广泛的一种方式。
近年来，电力系统支柱绝缘子在具体应用中经常会发生断裂的问题，并对电网运行的稳定性以及安全性产生影响。
而通过超声波对绝缘子进行检测，则是一种十分有效且可靠的方式。
本文将就超声无损检测及其在电力绝缘子探伤中的应用进行深入的研究。
关键词：超声无损检测；电力绝缘子探伤；应用在工业探伤中，超声波具有较广的应用范围，如焊缝、机械零件以及不同尺寸锻件的检测等。
物理性能方面，通过超声波的应用则能够对材料强度、晶粒度以及厚度等做好检测，且都能获得较为精确的检测结果。
1、超声检测方法的分类1．1按超声探伤的连续性分类超声波检测以其连续性可分为3类。
即脉冲波、连续波和调频波㈣。
其中以脉冲波应用最为广泛，原理是向工件中发射频率不变且不连续的超声波．根据回波在时间轴上的位置和幅值判断工件中缺陷的深度和大小。
连续波则为发射频率不变连续的超声波。
根据工件的回波强度变化判断工件中有无缺陷。
该法不能确定缺陷位置，基本被淘汰，但在超声测厚中仍有应用。
调频波是发射频率周期变化的连续波．根据发射波与反射波的差频变化判断工件中是否存在缺陷。
该法只适用于检测与探测面平行的缺陷，基本被取代。
1．2按波型分类超声检测中主要应用到的波型。
其中以纵波应用最为广泛，且在检测中的其余波型多为纵波以不同人射角度入射到界面处产生波型转换得到。
在支柱绝缘子超声检测中，综合检测部位的探头可移动范围、表面粗糙度及波型的有效探测范围等因素。
应用最多的是纵波和爬波两种波型。
1.3按缺陷显示方式分类探伤按照显示方式可为3种类型：A型为一种波型显示，横坐标表示声波传播时间，纵坐标表示反射波幅度，由反射波在时间轴上的位置和幅值估算缺陷的深度和大小；B型为一种图像显示，探头发射超声声束在水平方向上快速电子扫描．逐次获得其不同位置的深度方向上的反射回波，当一帧扫描完成，便可得到一幅垂直平面二维超声断层图像，该法又称之为线扫描断层图像法；C型为一种图像显示．横纵坐标靠机械扫描来代表探头在被测工件表面的位置，换能器接收的信号幅值以光点辉度表示。
超声波无损检测在钢结构探伤试验中的缺陷及反思
超声波无损检测在钢结构探伤试验中的缺陷及反思摘要:超声波检测是一种无损检测技术,检测结果准确,对钢结构影响小,在其焊缝质量检测内普遍应用这一技术。
超声波探伤主要包括浸入探伤和脉冲反射探伤两种方法,可以检测钢浇口焊缝内部和外部质量缺陷,有助于探伤人员准确定位缺陷和了解缺陷类型。
在此基础上,本文研讨钢结构工程在超声波探伤无损检测的应用价值，供相关从业人员参考。
关键词：超声波探伤；无损检测；钢结构；工程应用引言超声波检测技术指的是在混凝土内注入超声脉冲发射器调频弹性脉冲，在高精度接收系统内，可实现脉冲波波动特性记录。
超声波检测技术主要根据超声波的传播特性,将钢结构作为弹性介质,利用超声波穿过桩体的各个截面,获得一定的参数。
利用测试仪器产生的脉冲信号,对获得的测试数据进行处理,以判断钢结构的完整性和连续性。
1超声波探伤技术1.1超声波探伤技术的概述目前,工业生产内超声波探伤技术实现了大范围应用，主要包括以下几种方法:一是利用压电晶体的共振进行振动检测,这是以压电晶体的共振为基础的。
当共振消失时,可以通过测量共振来确定材料的缺陷位置。
其次,借助超声波传播原理,判断被测区域的状况和缺陷程度,并与实际测试结果进行比较,从而得到被测缺陷类型。
第三,以测量领域的样品为标准,根据其理化性质,选择合适的调查,并采用适当的仪器和操作程序,使其形成一个特定的探测线,然后使用锤子,激光和其他设备,使它成为一个新的声场,然后利用压电晶体共振产生的特殊声音,得到被测区域的缺陷信息。
1.2超声波检测技术原理这一技术进入金属材料的超声波可以从一个金属截面传递到另一个金属截面,在不同截面的边缘会发生反射。
通过获取超声波在不同截面的反射波,可以检测金属材料中的缺陷和损伤。
超声波光束将从管道表面从探头传送到管道内部。
如果遇到内部缺陷或到达管道底部,超声波就会被反射,在超声波检测仪上形成脉冲波形。
利用反射的超声形状,可以识别管道内部的损伤、缺陷、位置和尺寸。
超声波探伤常见缺陷的识别及缺陷回波类型显示
清代“红顶商人”胡雪岩说：“做生意顶要紧的是眼光，看得到一省，就能做一省的生意；看得到天下，就能做天下的生意；看得到外国，就能做外国的生意。
”可见，一个人的心胸和眼光，决定了他志向的短浅或高远；一个人的希望和梦想，决定了他的人生暗淡或辉煌。
人生能有几回搏，有生不搏待何时！所有的机遇和成功，都在充满阳光，充满希望的大道之上！我们走过了黑夜，就迎来了黎明；走过了荆棘，就迎来了花丛；走过了坎坷，就走出了泥泞；走过了失败，就走向了成功！
一个人只要心存希望，坚强坚韧，坚持不懈，勇往直前地去追寻，去探索，去拼搏，他总有一天会成功。
正如郑板桥所具有的人格和精神：“咬定青山不放松，立根原在破岩中。
千磨万击还坚劲，任尔东南西北风。
”
梦想在，希望在，人就有奔头；愿奋斗，勇拼搏，事就能成功。
前行途中，无论我们面对怎样的生活，无论我们遭遇怎样的挫折，只要坚定执着地走在充满希望的路上，就能将逆境变为顺境，将梦想变为现实。
实现人生的梦想，我们必须希望和拼搏同在，机遇和奋斗并存，要一如既往，永远走在充满希望的路上！。
空心复合绝缘子内部人工缺陷的相控阵超声波检测方法研究
电子测量0 前言复合绝缘子相对传统的绝缘子有许多优势[1,2]。
然而，因为受到运行环境等众多因素的影响，其同样存在界面击穿以及芯棒脆断等一系列亟待解决的根本问题。
究其根本，在于复合绝缘子当处于实际运行时，往往会受到来源于制造工艺等一系列因素的局限，从而产生一系列内部缺陷。
通常情况下，这些缺陷将会直接影响到复合绝缘子所表现出的内绝缘强度，进而严重影响电网安全稳定运行。
需要注意的是，此类缺陷往往极富隐蔽性，故而难以依赖人眼进行判断，而且此类绝缘子通常无法表现出均匀的电场分布，故而一旦出现缺陷，则将会于缺陷处出现电场畸变。
长此以往，必将不利于绝缘子保持良好的性能，甚至造成其出现断裂现象，不利于线路在实际运行过程中的稳定性。
基于此，怎样科学合理的针对这些缺陷，进行相对深入的精准检验？这已经成为当前时期各个学者亟待解决的根本问题[3]。
现如今，针对复合绝缘子当中各种问题进行合理分析的方法日趋多样化，例如电场分布检测法以及相应的陡波试验法等。
然而，对于这些方法而言，其不仅检出率不高，而且所表现出的灵敏度也不显著，且操作时间过长、操作过程相对复杂。
中国学者谢从珍，曾经借助于普通超声波检测法，针对复合绝缘子当中所含的各种问题，进行相对深入的检测，从而得出其具有良好的直观性等重要结论[4]。
本文基于前人的研究成果，利用超声波相控阵检测技术对空心复合绝缘子内部人工缺陷进行检测。
1 相控阵超声波检测试验■1.1 实验设备本次实验选择武汉中科创新技术股份有限公司提供的汉威超声波相控阵检测仪，以及AT22789型号探头，对大直径复合绝缘套管进行内部缺陷检测研究，见图1[5]。
■1.2 声阻抗匹配通常来说，换能器压电晶片透声层其实际厚度如果能达到1/4 波长，那么透射系数则是极大值，并且促使声强出现全透射。
若基于超声探头和硅橡胶彼此之间的接触面，涂抹一定的耦合剂，则将能切实降低超声波声强所产生的反射损失。
在本次实验当中，目的是借助直接接触法的作用，将机油当成耦合剂[6]。
瓷质绝缘子超声波探伤检测技术的应用
技术应用/TechnologyApplication对于变电站的运行而言，瓷绝缘子及瓷套是其中关键的设备，可以起到绝缘以及支撑导线的作用。
瓷绝缘子是以石英等硅酸盐原料根据特定比例混合加工后形成相应形状，并于高温状态下进行烧结所制得的无机绝缘材料，其机械强度取决于各晶体成分高低，晶体成分越高，则其机械强度越强[1]。
在瓷绝缘子制造过程中，上述晶体粒子在瓷制品煅烧后冷却时受到强大的拉伸应力作用，该力可能造成各玻璃状机体以及晶体粒子与其边界形成微裂纹，这一过程，在某种程度上甚至也表现于优质的瓷绝缘子上，所以不少瓷绝缘子可能早已在出厂前就已经存在微裂纹等瑕疵[2]。
由于设备在运行阶段需要承受各种机械负荷，同时还要经受一定的冰冻风雪以及风吹日晒，所以导致瓷绝缘子与瓷套局部应力逐渐增加，这种细微的缺陷也许会导致瓷绝缘子及瓷套的损坏，最终导致重大事故的出现。
为此，国家电网多次就此进行申明，严格要求各单位做好相应的监督检查工作。
瓷绝缘子的破坏与缺陷危害程度、材料性能以及应力水平有关。
超声波探伤技术的瓷绝缘子无损检测指的是，在开展应力以及材料性能分析的基础上，对材料的缺陷进行判断，并对可以引起的危害进行辨别，最终确保供电设备的稳定运行。
1发展概况超声波检测法指的是通过超声波来对绝缘介质的裂纹缺陷进行检测。
早在上世纪三十年代，超声波的无损检测就已然出现。
1929年，前苏联的Sokolov第一次提出通过超声波来对金属物体内部的缺陷进行探测。
但这只停留在想法阶段，没有付诸实践。
六年后，在其发表的穿透法进行超声波检测试验的结果中最终将这一想法付诸实践，这也成为了其个人的专利。
按照Sokolov的试验装置的基本原理，最终生产出了穿透法检测仪器，第二次世界大战之后，这一仪器得到了广泛的运用[3]。
超声检测技术具体的发展包括以下三个时期：分别是模拟式超声波探伤仪时期、数字式超声波探伤仪时期以及计算机支持下的超声检测系统时期。
传统意义上的模拟式超声波探伤仪指的是A型扫描仪，这种扫描仪在扫描完成之后，需要专业的人员对扫描结果进行分析，这就需要检测以及分析人员自身具备足够的水平。
复合材料探伤方法
复合材料探伤方法
复合材料探伤方法是指用于检测复合材料中可能存在的缺陷或损伤的方法。
常用的复合材料探伤方法有以下几种：
1. 超声波探伤：通过超声波的传播和反射来检测材料内部的缺陷。
适用于检测复合材料的层间和层内缺陷。
2. 热红外成像：利用材料中缺陷的热传导性质来检测缺陷。
适用于检测复合材料中的局部缺陷。
3. X射线检测：利用X射线的透射和散射特性来检测材料的
缺陷和内部结构。
适用于检测复合材料中的金属缺陷和层间胶接质量。
4. 磁粉检测：通过在材料表面涂布磁粉，利用磁场的作用，观察磁粉在缺陷处积聚的情况，来检测材料的缺陷。
5. 声发射检测：利用材料在受到外力作用时会发生微小的声发射来检测材料的缺陷。
适用于检测复合材料的疲劳损伤和局部破裂。
6. 电磁波探测：利用电磁波的透射和反射特性来检测材料的缺陷。
可以应用于复合材料的层间和层内缺陷及电磁性能的检测。
以上是常用的复合材料探伤方法，其选择取决于复合材料的结构和要检测的缺陷类型。
不同的方法和设备可以相互补充和验证，提高探测的准确性和可靠性。
超声波检测仪焊接工件探伤中的缺陷特征
超声波检测仪焊接工件探伤中的缺陷特征超声波探伤仪是一种便携式工业无损检测仪器，超声波检测仪能够快速便捷、无损伤、地进行工件内部多种缺陷，如金属材料内部气孔、砂眼、夹杂、折叠、裂纹、焊缝的未熔合和未焊透等的检测、定位、评估及诊断，查找工件内部有没有暗伤，焊缝是否合格等，同时具有轴类、筒类、无缝钢管、直缝焊管等工件外圆周向探伤功能。
因此超声波探伤仪就是判定工件是否合格的一种检测设备。
那么超声波探伤仪的具体探伤流程是怎样的呢？接下来我们就来看看超声波检测仪在对焊接工件具体的探伤过程中，各种缺陷的特征。
1、未熔合（线性、面积状缺陷）：实际检测过程中超声波探头平移，波形较稳定，两侧探测时，反射波幅不同，有时只能从一侧探到。
其产生的原因：坡口不干净，焊速太快，电流过小或过大，焊条角度不对，电弧偏吹等。
2、夹渣（点状、面积状缺陷）：超声波探伤仪检测焊缝夹渣时，焊缝的点状夹渣回波信号与点状气孔相似，焊缝的条状夹渣回波信号多呈锯齿状波幅不高，波形多呈树枝状，主峰边上有小峰，探头平移波幅有变动，从各个方向探测时反射波幅不相同。
这类缺陷产生与焊接电流，速度，被焊边缘和各层焊缝清理不干净，其本金属和焊接材料化学成分不当，含硫、磷较多等等原因有很大关系。
3、气孔（点状缺陷）：使用超声波探伤仪检测焊缝气孔时，焊接工件单个气孔的回波高度低，波形为单缝，较稳定。
从各个方向探测，反射波大体相同，但稍一动探头就消失，密集气孔会出现一簇反射波，波高随气孔大小而不同，当探头作定点转动时，会出现此起彼落的现象。
产生这类缺陷的原因有焊材本身、焊接手法、环境温湿度、焊接工艺的合理性等等。
4、未焊透（线性缺陷）：超声波探伤仪检测未焊透（线性缺陷）时，回波反射率高，波幅也较高，探头平移时，波形较稳定，在焊缝两侧探伤时均能得到大致相同的反射波幅。
这类缺陷不仅降低了焊接接头的机械性能，而且在未焊透处的缺口和端部形成应力集中点，承载后往往会引起裂纹，是一种危险性缺陷。
合成绝缘子内部缺陷的超声检测
合成绝缘子内部缺陷的超声检测
陈大兵;李晓红;朱宇龙;陆亚中
【期刊名称】《无损检测》
【年(卷),期】2003(025)006
【摘要】针对合成绝缘子挂网运行后出现的界面击穿、芯棒脆断问题，研究了组
成合成绝缘子各材料的声学特点及用超声波进行检测的可行性，采用的方法可实现对界面φ0.5mm圆孔气隙的检测；还研究芯棒机械强度下降与其声速变化的关系，得出了超声可以应用到实际的绝缘子检测工作中的结论。
【总页数】3页(P308-310)
【作者】陈大兵;李晓红;朱宇龙;陆亚中
【作者单位】武汉大学动力与机械学院,武汉,430072;武汉大学动力与机械学院,武汉,430072;武汉大学动力与机械学院,武汉,430072;徐州发电厂,徐州,221166
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.28
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2.激光超声检测材料内部缺陷的数值模拟 [J], 陈超;张兴媛;宋大成;王啸伟
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超声波带电检测发现绝缘子下表面裂纹造成局部放电缺陷案例分析
超声波带电检测发现绝缘子下表面裂纹造成局部放电缺陷案例分析摘要：超声波带电检测技术凭借其优秀的抗干扰能力及定位能力的优势，在众多检测方法中占有非常重要的地位。
本文就一起典型的绝缘子下表面裂纹造成局部放电缺陷进行了分析，通过超声波带电检测仪与其配套的高倍相机对绝缘子进行观察，确定了缺陷部位，并对缺陷原因进行了分析，制定了处理、防范措施，为现场检修运维人员提供了一定的指导作用。
关键词：绝缘子；超声波检测仪；裂纹前言绝缘子是一种特殊的绝缘控件，能够在架空输电线路中起到重要作用。
早年间绝缘子多用于电线杆，通常由玻璃或陶瓷制成，就叫做绝缘子。
绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效，否则绝缘子就不会产生重大的作用，就会损害整条线路的使用和运行寿命。
1 案例经过国网新疆电力公司阿勒泰供电公司红墩镇10千伏红乡线057号杆，2012年11月25日投运使用。
2017年05月31日国网阿勒泰供电公司运维人员例行巡线时，利用配网超声波带电检测仪对该杆塔进行检测，发现红墩镇10千伏红乡线057号杆塔上有设备存在局部放电现象，通过超声波接收器的传感器将采集到的超声波信号转化为超声波波形辨别差异，最终确定放电声音最大点是在C相绝缘子，利用该仪器配套的高倍相机，对C相绝缘子进行观察，并对比同杆塔上A相、B相的绝缘子情况，发现C相绝缘子下表面存在细小的裂纹，A相及B相的并没有此现象，随后检修人员申请进行停电处理，检修人员利用停电检修时间对C相绝缘子进行更换，恢复供电负荷后再次进行超声波检测发现放电现象消失。
2 检（监）测技术和分析评价方法2017年05月31日运维人员利用配网超声波带电检测仪对该线路进行巡检时听到红墩镇10千伏红乡线057号杆存在明显的超声信号，立即对杆塔上各设备逐一探测，通过超声波检测仪连接的耳机听声音，通过超声波接收器的传感器将采集到的超声波信号转化为超声波波形辨别差异，利用仪器配套的高倍相机对C 相绝缘子进行观察，发现C相绝缘子下表面存在细小的裂纹，初步判断产生放电的原因是绝缘子裂纹导致。
复合绝缘子内部缺陷超声全聚焦检测仿真及实验研究
复合绝缘子内部缺陷超声全聚焦检测仿真及实验研究
赵洲峰;黄锦瀚;罗宏建;胡宏伟
【期刊名称】《压电与声光》
【年(卷),期】2024(46)1
【摘要】针对复合绝缘子高声衰减性导致的内部缺陷超声检测定位定量差的问题,采用全聚焦方法(TTFM)改善检测质量。
基于k-Wave工具箱开展复合绝缘子内部缺陷超声全聚焦检测仿真研究,讨论频率、相控阵阵元数、缺陷尺寸等因素对检测结果的影响并开展检测实验。
结果表明,采用全聚焦方法检测复合绝缘子内部缺陷的效果良好。
频率对检测结果的影响较大,选择较大频率时超声波的穿透力减弱,超声波在复合绝缘子中的衰减系数增加;选择较小频率时探头检测分辨力降低,影响缺陷的定量,所以在检测复合绝缘子时应选用合适的频率,选用的4种不同频率中2.5 MHz频率的成像效果综合最佳。
阵元数和缺陷尺寸对检测结果影响较小,在实际检测中应根据实际工程需要选择合适的阵元数。
研究结果为超声全聚焦方法检测复合绝缘子内部缺陷提供了理论依据。
【总页数】7页(P136-142)
【作者】赵洲峰;黄锦瀚;罗宏建;胡宏伟
【作者单位】国网浙江省电力公司电力科学研究院;浙江省电力锅炉压力容器检验所有限公司;长沙理工大学汽车与机械工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TB553;TN27
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高压输电线路复合绝缘子硅橡胶内部缺陷超声检测
高压输电线路复合绝缘子硅橡胶内部缺陷超声检测
梁进祥;徐偲达;张虎
【期刊名称】《绝缘材料》
【年(卷),期】2024(57)1
【摘要】本研究提出使用超声波技术检测高压输电线路复合绝缘子硅橡胶内部缺陷的方法,以不同内部缺陷的复合绝缘子硅橡胶试样为研究对象,选择透声层厚度为1/4波长的相控阵超声探头,通过直接接触法对试样进行多角度扫描、无损检测,通过ANSYS软件构建试样的二维截面有限元模型,分析缺陷情况。
然后通过降低盲区和旁瓣影响、提升分辨率,提高复合绝缘子硅橡胶内部缺陷检测的准确性。
结果表明:存在缺陷硅橡胶试样的超声波形与正常硅橡胶试样的超声波形差异较大,通过超声波技术可以有效检测复合绝缘子硅橡胶内部破损或结构贯穿缺陷,并准确定位缺陷的具体位置;复合绝缘子上的金属配件会影响超声检测的准确性。
【总页数】6页(P68-73)
【作者】梁进祥;徐偲达;张虎
【作者单位】中国电力科学研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TM216
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应用超声波探伤仪检测复合绝缘子的内部缺陷谢从珍1,张 尧1,郝艳捧1,原学军2,魏强华3(1.华南理工大学电力学院,广州510640;2.武汉中科创新技术有限公司,武汉430079;3.东莞市高能电气股份有限公司,东莞523012)摘 要:为消除硅橡胶复合绝缘子缺陷对电网安全运行造成的隐患,提出了一种利用超声波探伤仪检测硅橡胶绝缘子护套脱粘和气孔缺陷的方法,该方法根据0.5～10M Hz的超声波在不同介质中传播时的异质界面回波特性判定绝缘子缺陷。
研究表明,在全检波、正检波、负检波、射频波4种超声检波方式中射频波方式优于其它方式。
用压电晶片、透声层、硅橡胶护套3种介质实测表明:当透声层厚度等于1/4波长时形成声阻抗匹配而产生全透射并达到最优检测效果;对绝缘子大面积护套脱粘采用射频幅度法检测,对绝缘介质气孔、夹渣采用射频反射法检测方式。
该方法为复合绝缘子内部缺陷检测提供了一种有效手段。
关键词:复合绝缘子;脱粘;气孔;超声波;射频波;无损检测中图分类号:TM216+.3;T G115.28文献标志码:A文章编号:100326520(2009)1022464206Application of U ltrasonic Fla w Detector to Internal Defectsin Composite InsulatorsXIE Co ng2zhen1,ZHAN G Yao1,HAO Yan2peng1,YUAN Xue2jun2,WEI Qiang2hua3(1.Elect ric Power College,Sout h China U niversity of Technology,Guangzhou510640,China;2.Wuhan Zhongke Innovation Technology Co.,Lt d.,Wuhan430079,China;3.Dongguan Gaoneng Elect ric Co.,Lt d.,Dongguan523012,China)Abstract:In order to eliminate the danger for the safe operation of composite insulator,this paper presented one method to detect the flaw of the bonding between sheath and rod by using the ultrasonic flaw detector.This method determines the flaw on the base of the echo quality of the ultrasonic wave with0.5～10M Hz in different material. Much research indicated that the method of radio frequency detection was better than the methods of full detection, positive detection and negative detection.Test results for three materials of piezoelectric chip,Sound2Transparent2 layer and silicone rubber sheath demonstrate that f ull transmission was occur by the matching of the acoustic imped2 ance when the thickness of the Sound2Transparent2layer is one quarter of the wave.The method of the radio f re2 quency wave amplitude was used to detect the large area bonding between housing and core.The other method by the echo of the radio f requency was used to detect the bubble and the dregs in the insulation material.It is an effec2 tive non-destructive technology for detecting the inner defects of composite insulator.K ey w ords:composite insulator;bad2bonding;bubble;ultrasonic wave;RF(radio f requency)wave;non2destructive technology0 引言复合绝缘子的主要结构一般由伞裙护套、玻璃钢芯棒和端部金具三部分制成。
在过去的15年里,硅橡胶复合绝缘子的使用数量日益增加,全世界已有超过30个国家和地区使用复合绝缘子,中国已有超过400万支复合绝缘子应用于输电线路上,尤其是中等和重污秽地区[1]。
目前我国的特高压输电工程包括1000kV晋东南-南阳-荆门特高压试验示范工程和±800kV云南-广东特高压直流输电工程都大量采用了复合绝缘子。
在复合绝缘子制造工艺中,伞裙护套与芯棒之间界面的粘接质量是保证内绝缘强度的重要因素。
当复合绝缘子的伞裙护套与芯棒之间界面因工艺或材料原因造成粘接不良或存在气泡时,这些隐蔽性缺陷将造成了电网安全运行的隐患[2]。
绝缘子投入运行后用户可采用红外热像在线监测、电场分布测量等方法对绝缘子在带电状况下的缺陷进行在线检测,但检测的灵敏度较低。
绝缘子投运前伞裙护套与芯棒界面粘接强度目前尚无规范的检测方法。
目前主要是用剖查法通过目测进行,但这种方法需将产品伞裙护套剖开,且只能通过人工肉眼判断,随机性较大,存在较大的局限性。
华北电力科学研究院有限公司陈原在IEC61109的基础上提出了改进的水扩散试验方法,将30mm长的绝缘子短样放入氯化钠的质量分数为0.1%的盐水中煮沸100h后检测试样的泄漏电流,界面粘接良好的绝缘子,对于直径≤35mm的芯棒,带护套芯棒4642第35卷 第10期2009年10月31日高 电 压 技 术High Voltage EngineeringVol.35No.10Oct.31,2009图1 异质界面脱粘超声波检测原理Fig.1 Theory of detecting the b ad 2bonding of interface betw een different m aterials by ultra 2sonic绝缘子的泄漏电流≤75μA ,无护套芯棒时其泄漏电流≤50μA ,且带护套芯棒绝缘子泄漏电流的平均值与不带护套芯棒电流的平均值差值≤25μA [3]。
这种改进的水扩散试验方法提出了用量化的方法判断复合绝缘子伞裙护套粘接质量的方法,较剖查法更为科学,但这种方法需在绝缘子成品上截取试样,是一种破坏性的试验,样本数量受到限制,而且试验周期较长,难以满足现场快速检测的要求。
因此,随着复合绝缘子在特高压输电线路的大量使用,如何通过无损检测的手段进行伞裙护套与芯棒粘接强度的检测是目前电力用户、科研院所及制造厂家亟待解决的问题。
哈尔滨理工大学、北京航空航天大学、北京卫星制造厂等单位对复合材料无损检测的现状进行了研究,几种主要无损检测方法包括:涡流法、射线检测法、光学检测法、声发射检测法及超声波检测法[4214]。
其中超声波检测法是广泛应用于材料探伤的常用方法,也是最早用于复合材料无损评价的方法之一。
其原理是利用复合材料本身或其缺陷的声学性质对超声波传播的影响来检测材料内部和表面的缺陷,如气泡、分层、裂纹、脱粘、贫胶等。
超声波探伤具有灵敏度高、穿透性强、检验速度快、成本低和对人体无害等优点。
清华大学高英等将水作为耦合剂用超声脉冲回波法检测硅橡胶内部缺陷,通过对浸泡在水中的绝缘子进行超声检测,测出了伞裙中直径3mm 的人造缺陷[15]。
但因硅橡胶本身是一种绝缘材料,采用水浸的方式对绝缘性能有所影响,而且检测时需将产品浸入水中给现场检测带来困难。
针对上述问题,本文提出一种便于现场检测的超声波检测方法。
1 超声波检测原理超声波是频率>20k Hz 的弹性振动波,最常用的频率是0.5～10M Hz 。
超声波在异质材料之间传播时,由于异质材料的声学性质不同,超声波从一种物质透射进入另一种物质时,会在异质界面处返回一个界面回波,即异质界面特征回波。
超声波在界面被反射的程度决定于两种介质的声阻差(介质的声阻等于介质的密度和声速的乘积),声阻差越大则反射程度越大。
声波在空气中的传播速度为340m/s ,在玻璃纤维芯棒中为2570m/s ,在硅橡胶护套中(密度为1.56g/cm 3)为1060m/s 。
声波的传播速度随介质温度的上升而加快,气温增高1°C ,声速增加0.6m/s 。
超声波在异质材料中传播方式如图1所示。
图1(a )为异质材料界面好粘情况,图1(b )为异质材料界面脱粘情况,图1(c )为超声波脉冲回波示意。
超声波探头发出超声波,通过耦合介质传播到介质1,一部分声波在介质1界面发生反射沿原路经返回探头(声线如黑色),产生第1界面特征回波;另一部分声波透射进入介质1并向前传播,透射进入介质1的声波向前传播到达与介质2之间的界面处,一部分透射声波会在界面处发生反射并沿原路径返回探头(声线如红色),产生第2界面回波。
若介质1与介质2界面好粘如图1(a ),则透射进入介质1的一部分声波将会向前传播透射进入介质2并向前传播(声线如蓝色),此时,因部分声波透射进入介质2从而使得第2界面特征能量减小;若介质1与介质2界面脱粘,到达界面的声波将沿原路径全部返回探头,此时的第2界面特征回波能量相对于好粘情况时的第2界面特征回波能量较大。
声波在介质中传播的返回时间和能量的不同,特征回波位5642 2009年10月高 电 压 技 术第35卷第10期置和幅值不同(见图1(c ))。
复合绝缘子(结构图见图2)试件的伞裙护套和芯棒声学性质差异较大,伞裙护套与芯棒之间的界面特征回波明显,可以应用上述检测原理进行检测。
2 测量方法数字超声波探伤仪对于接收到的回波有4种检波方式:全检波、正检波、负检波和射频波。
常规探伤一般是使用全检波的方法,但因复合材料粘接层粘接结构复杂,采用全检波法根本无法分辨脱粘缺陷反射波形。