电网在役支柱瓷绝缘子的超声波检测(标准讲解)教学文案
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■ 目的、意义 试验研究可靠的检测方法，开展并加强对电网在役支柱
及瓷套的检测，保障电网安全、可靠、经济运行。 ■ 依据
▲ 借鉴国外经验 ▲ 国内研究成果及其应用经验 ▲ 编制小组的试验研究结果及其应用实践
■ 过程
▲ 立项申报（2005年） ▲ 立项批准（2008年） ▲ 编制： 2009年6月完成征求意见稿；
声速高对应瓷强度高（一般称高强瓷） 声速低对应瓷强度低（一般称普通瓷）
■ 声速的测定方法
使用卡尺测出直径，将数据输入仪器； 采用5MHz、直径10mm探头，将底波调到80%波高，并使其进入闸门， 仪器将自动显示声速值。
■ 声速差异的灵敏度补偿
以6700m/s为基准，增益（dB值相对为零），↑2dB/每↓100m/s。
■ 校准及复核时仪器的控制 ■ 校准及复核的要求和规定
4 检测方法
本标准推荐下述三种方法，可相互验证，也可 用参考试块进行比对。
■ 爬波法及其作用
用于绝缘子及瓷套法兰胶装区表面和近表面缺陷的检测
■ 小角度纵波斜入射法及其作用
用于绝缘子内部和检测面对称侧表面和近表面缺陷的检测
■ 双晶斜探头横波法及其作用
2 规范性引用文件
■ 本标准中涉及到文件和标准（共7个） ■ 其他相关技术标准和规程
3 一般要求
3.1 无损检测人员
■ 培训考核 ■ 资质要求
3.2 安全及工作环境
■ 遵守电力安全工作规定 ■ 现场安全作业条件和本标准的检测工艺符合性
3.3 检测设备 3.3.1 超声波探伤仪
保证满足现场使用要求： ■ 选用数字式探伤仪（专用的数字式探伤仪） ■ 仪器性能基本要求 ■ 应具有产品合格证明文件
3.3.2 超声波探头 ■ 探头的型式选择 ■ 探头性能要求
3.3.3 探伤仪和探头组合的系统性能 组合频率和公称频率误差小于±10%。
3.4 试块
3.4.1 校准试块（共3款) ■ 校准试块的作用 用于探伤仪系统性能校准和检测校准。 ■ 校准试块的制作（材料、特性） 采用与瓷绝缘子及瓷套声速相近的铝-铜-镁硬铝
■ 检查核对、做好记录 ■ 如无，则应做好标识，以便记录和核查 3.5.1.2 耦合剂的选择 ■ 耦合剂的的作用-保证探头与瓷件的良好耦合。 ■ 良好的透声性能和润湿能力，无害易清除
（甘油、机油或水质浆糊等）
专用校准试块、模拟裂纹试块
3.5.1.3 检测区域
■ 检测的重点区域
△ 瓷柱上下端头与铸铁法兰整个胶装区域表面和瓷柱内部 △ 铸铁法兰口内外与瓷体相交区域表面是检测重点
现场超声波检测
图四、退役的支柱瓷绝缘子
图五、断裂的隔离开关支柱瓷绝缘子
图六、断裂的隔离开关支柱瓷绝缘子
断裂的支柱瓷绝缘子
加工成型的毛坯
制造过程
力学性能试验
主要制造过程
上釉
干燥
主要制造过程
高温烧结
超声波检测
瓷绝缘子制造不良缺陷
支柱瓷绝缘子制造不良缺陷
二、标准编制背景
合金制作，特点轻便、易加工并耐磨。 ■ 校准试块的声速（6350m/s,差异补偿）
3.4.12参考试块 ■ 参考试块的作用-检测到缺陷是进行比对试验 ■ 参考试块的制作-按高强瓷的配方烧结成瓷柱，
再在外壁加工深度为1、2、3mm模拟裂纹。
3.5 检测一般方法 3.5.1 检测准备
3.5.1.1 关于产品的标识
■ 保持稳定（前后不作移动）
■ 周向360度(跳跃式)扫查 3.5.3.3 纵波斜探头和双晶横波检测扫查
■ 探头作前后移动，以减小检测盲区。
■ 周向360度(连续)扫查
3.6 探伤仪、探头和系统校准及复核 本条包括：一般要求；探伤仪校准和复核； 探头测定和复核；探伤仪和探头系统的校准和 复核，目的是防止参数变化影响检测结果。
用于绝缘子及瓷套内部和内壁缺陷的检测
4.1 爬波法
爬波检测绝缘子裂纹示意图
主要特点： 1）检测铸铁法兰胶装区瓷体
表面或近表面缺陷 2）对表面裂纹敏感 3）爬波距离衰减快 4）表面状况不敏感 5) 无法检测内部缺陷
4.1.1 爬波探头的选择
4.1.1.1 探头的型式
■ 选用并联式双晶片结构爬波探头（允许其他探头） 串联型探头，纵向尺寸大，受移动范围限制； 并联式探头横向尺寸大，瓷件曲面影响耦合效果。
电网在役支柱瓷绝缘子的超声波 检测(标准讲解)
一、绝缘子及瓷套图片
■ 用途 ■ 失效特征 ■ 制造过程
图一、变电站（220KV）隔离开关支柱瓷绝缘子
图二、变电站断路器支柱瓷绝缘子及瓷套
2010年广西某500KV变电站 主变爆炸起火
检测第三节支柱绝缘子上部
检测第一节支柱绝缘子末裙下 与法兰交界处
■ 探头频率、晶片尺寸的选择 为保证有足够的灵敏度，宜选择较大晶片探头。
2010年7月完成送审稿； 2010年11月完报批稿。
三、标准（条款）解读
关于标准名称的变更
原名：电网支柱绝缘子及瓷套超声波检验技术导则 现名：电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测技术
原因： ■ “电网支柱绝缘子” 用语表述不够明确 ■ “超声波检验技术导则”用词不够规范且略显繁琐 ■ 与有关规程和标准的符合性
3.5.3 扫查方式
3.5.3.1 检测扫查的基本要求 ■ 明确探头位置与方向（伞裙与法兰间，探头前沿
对准法兰侧）
■ 规定扫查速度（不大于150mm/s) ■ 规定扫查覆盖率（大于探头直径的10%） 3.5.3.2 爬波法检测扫查 ■ 探头尽可能前靠法兰侧-回波与爬波距离衰减特性 有关（一般能检测到距探头50mm远的表面和近表面 缺陷。
1 范围
■ 本标准规定的适用范围
■ 主要依据
▲ 《国家电网公司金属技术监督规定》 第二章 金属技术监督的范围 第八条 电网设备 （五）瓷质 绝缘子、套管
▲ 依据国网公司《72.5KV及以上电压等级支柱绝缘子技术监督规 定》第四条、第十四条、第二十三条的规定，标准满足使用单位 安全管理和安装现场检测验收即允许检修后检测的要求。
法兰 胶装线 探头 瓷瓶 伞裙
支柱瓷绝缘子超声波检测区域（实物）
断裂部位为铸铁法兰与瓷柱结合部位
3.5.2 声速测定 瓷绝缘子瓷体经高温烧结而成，其透声wk.baidu.com和声速等
物理量与钢近似，因此采用超声波可以灵敏地进行检 测瓷绝缘子内外部缺陷。
■ 声速差异（6000~6700m/s)影响灵敏度—与原料、烧结有关 ■ 声速与瓷强度的对应关系
及瓷套的检测，保障电网安全、可靠、经济运行。 ■ 依据
▲ 借鉴国外经验 ▲ 国内研究成果及其应用经验 ▲ 编制小组的试验研究结果及其应用实践
■ 过程
▲ 立项申报（2005年） ▲ 立项批准（2008年） ▲ 编制： 2009年6月完成征求意见稿；
声速高对应瓷强度高（一般称高强瓷） 声速低对应瓷强度低（一般称普通瓷）
■ 声速的测定方法
使用卡尺测出直径，将数据输入仪器； 采用5MHz、直径10mm探头，将底波调到80%波高，并使其进入闸门， 仪器将自动显示声速值。
■ 声速差异的灵敏度补偿
以6700m/s为基准，增益（dB值相对为零），↑2dB/每↓100m/s。
■ 校准及复核时仪器的控制 ■ 校准及复核的要求和规定
4 检测方法
本标准推荐下述三种方法，可相互验证，也可 用参考试块进行比对。
■ 爬波法及其作用
用于绝缘子及瓷套法兰胶装区表面和近表面缺陷的检测
■ 小角度纵波斜入射法及其作用
用于绝缘子内部和检测面对称侧表面和近表面缺陷的检测
■ 双晶斜探头横波法及其作用
2 规范性引用文件
■ 本标准中涉及到文件和标准（共7个） ■ 其他相关技术标准和规程
3 一般要求
3.1 无损检测人员
■ 培训考核 ■ 资质要求
3.2 安全及工作环境
■ 遵守电力安全工作规定 ■ 现场安全作业条件和本标准的检测工艺符合性
3.3 检测设备 3.3.1 超声波探伤仪
保证满足现场使用要求： ■ 选用数字式探伤仪（专用的数字式探伤仪） ■ 仪器性能基本要求 ■ 应具有产品合格证明文件
3.3.2 超声波探头 ■ 探头的型式选择 ■ 探头性能要求
3.3.3 探伤仪和探头组合的系统性能 组合频率和公称频率误差小于±10%。
3.4 试块
3.4.1 校准试块（共3款) ■ 校准试块的作用 用于探伤仪系统性能校准和检测校准。 ■ 校准试块的制作（材料、特性） 采用与瓷绝缘子及瓷套声速相近的铝-铜-镁硬铝
■ 检查核对、做好记录 ■ 如无，则应做好标识，以便记录和核查 3.5.1.2 耦合剂的选择 ■ 耦合剂的的作用-保证探头与瓷件的良好耦合。 ■ 良好的透声性能和润湿能力，无害易清除
（甘油、机油或水质浆糊等）
专用校准试块、模拟裂纹试块
3.5.1.3 检测区域
■ 检测的重点区域
△ 瓷柱上下端头与铸铁法兰整个胶装区域表面和瓷柱内部 △ 铸铁法兰口内外与瓷体相交区域表面是检测重点
现场超声波检测
图四、退役的支柱瓷绝缘子
图五、断裂的隔离开关支柱瓷绝缘子
图六、断裂的隔离开关支柱瓷绝缘子
断裂的支柱瓷绝缘子
加工成型的毛坯
制造过程
力学性能试验
主要制造过程
上釉
干燥
主要制造过程
高温烧结
超声波检测
瓷绝缘子制造不良缺陷
支柱瓷绝缘子制造不良缺陷
二、标准编制背景
合金制作，特点轻便、易加工并耐磨。 ■ 校准试块的声速（6350m/s,差异补偿）
3.4.12参考试块 ■ 参考试块的作用-检测到缺陷是进行比对试验 ■ 参考试块的制作-按高强瓷的配方烧结成瓷柱，
再在外壁加工深度为1、2、3mm模拟裂纹。
3.5 检测一般方法 3.5.1 检测准备
3.5.1.1 关于产品的标识
■ 保持稳定（前后不作移动）
■ 周向360度(跳跃式)扫查 3.5.3.3 纵波斜探头和双晶横波检测扫查
■ 探头作前后移动，以减小检测盲区。
■ 周向360度(连续)扫查
3.6 探伤仪、探头和系统校准及复核 本条包括：一般要求；探伤仪校准和复核； 探头测定和复核；探伤仪和探头系统的校准和 复核，目的是防止参数变化影响检测结果。
用于绝缘子及瓷套内部和内壁缺陷的检测
4.1 爬波法
爬波检测绝缘子裂纹示意图
主要特点： 1）检测铸铁法兰胶装区瓷体
表面或近表面缺陷 2）对表面裂纹敏感 3）爬波距离衰减快 4）表面状况不敏感 5) 无法检测内部缺陷
4.1.1 爬波探头的选择
4.1.1.1 探头的型式
■ 选用并联式双晶片结构爬波探头（允许其他探头） 串联型探头，纵向尺寸大，受移动范围限制； 并联式探头横向尺寸大，瓷件曲面影响耦合效果。
电网在役支柱瓷绝缘子的超声波 检测(标准讲解)
一、绝缘子及瓷套图片
■ 用途 ■ 失效特征 ■ 制造过程
图一、变电站（220KV）隔离开关支柱瓷绝缘子
图二、变电站断路器支柱瓷绝缘子及瓷套
2010年广西某500KV变电站 主变爆炸起火
检测第三节支柱绝缘子上部
检测第一节支柱绝缘子末裙下 与法兰交界处
■ 探头频率、晶片尺寸的选择 为保证有足够的灵敏度，宜选择较大晶片探头。
2010年7月完成送审稿； 2010年11月完报批稿。
三、标准（条款）解读
关于标准名称的变更
原名：电网支柱绝缘子及瓷套超声波检验技术导则 现名：电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测技术
原因： ■ “电网支柱绝缘子” 用语表述不够明确 ■ “超声波检验技术导则”用词不够规范且略显繁琐 ■ 与有关规程和标准的符合性
3.5.3 扫查方式
3.5.3.1 检测扫查的基本要求 ■ 明确探头位置与方向（伞裙与法兰间，探头前沿
对准法兰侧）
■ 规定扫查速度（不大于150mm/s) ■ 规定扫查覆盖率（大于探头直径的10%） 3.5.3.2 爬波法检测扫查 ■ 探头尽可能前靠法兰侧-回波与爬波距离衰减特性 有关（一般能检测到距探头50mm远的表面和近表面 缺陷。
1 范围
■ 本标准规定的适用范围
■ 主要依据
▲ 《国家电网公司金属技术监督规定》 第二章 金属技术监督的范围 第八条 电网设备 （五）瓷质 绝缘子、套管
▲ 依据国网公司《72.5KV及以上电压等级支柱绝缘子技术监督规 定》第四条、第十四条、第二十三条的规定，标准满足使用单位 安全管理和安装现场检测验收即允许检修后检测的要求。
法兰 胶装线 探头 瓷瓶 伞裙
支柱瓷绝缘子超声波检测区域（实物）
断裂部位为铸铁法兰与瓷柱结合部位
3.5.2 声速测定 瓷绝缘子瓷体经高温烧结而成，其透声wk.baidu.com和声速等
物理量与钢近似，因此采用超声波可以灵敏地进行检 测瓷绝缘子内外部缺陷。
■ 声速差异（6000~6700m/s)影响灵敏度—与原料、烧结有关 ■ 声速与瓷强度的对应关系