支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测技术 (2)
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支柱瓷绝缘子及瓷套的常见缺陷大致分为制造缺陷、工艺性缺 陷和运行缺陷三类，主要表现为： （1）制造缺陷是指瓷件在制造过程中形成的缺陷，主要有气 孔、裂纹、烧块和夹杂等，它主要分布在瓷件内部； （2）工艺性缺陷是指支柱瓷绝缘子及瓷套在安装、维护检修 中不当产生的缺陷，主要有表面碰损、胶装缺陷、局部附加应 力增大造成的裂纹等； （3）运行缺陷是指支柱瓷绝缘子及瓷套在服役中产生的缺陷 ，主要有内部微裂纹以及垂直于轴向和瓷件表面的裂纹等。 支柱瓷绝缘子安装放置主要有两种形式，即竖直放置和横担放 置。放置方式不同，它们的受力状况也不同，据统计，横担放 置的支柱瓷绝缘子发生断裂的比例较大，约占断裂事故的 80%.
跨距 裂纹检 测部位 柱体内 部缺陷 末裙
裂纹检 测部位 裂纹检 测部位
，
裂纹检测部位
下 4 A
当纵波以第一临界角（在有机玻璃/钢界面， 约为27°）入射时，纵波以平行于界面沿表面下 传播，将横波和纵波叠加后能量集中的前沿称为 纵爬波，简称爬波。有的叫次表面弹性波、头波、 侧向波、蠕动纵波或快速表面波。
爬波声场的结构
爬波探头所激发的声场具有多波 型的特征，在产生爬波的同时还 产生比较强的横波来自百度文库头波。
（1）当在试件中产生爬波时，试件表面下质点作相切运动， 爬波在试件的表面下传播，对表面的状况不敏感，可以检测工 件近表面的缺陷，支柱绝缘子表面粘沙和胶合剂对回波没有影 响。 （2）爬波的大部分能量主要集中于界面下某一范围内，所以， 其对近表面（约9mm内）的缺陷有较高的检测灵敏度。 （3） 改变爬波探头的频率和晶片大小乘积(f D)值，可以改变 探头对表面下缺陷的敏感程度。爬波速度与纵波速度相近，约 为纵波的0.9倍。 （4）因为头波的原因，爬波再向前传播的过程中，衰减速度 很快，爬波的回波声压与距离的四次方成反比。 通常检测距离在几十毫米左右。通过双晶片一发一收的探头模 式可以提高探头的灵敏度。
3 如何用超声波检测支柱瓷绝缘子？
• 支柱瓷绝缘子及瓷套断裂特点:从对不同地区高
压支柱瓷绝缘子断裂和裂纹事故统计分析发现，国内支柱 瓷绝缘子断裂的基本特点是约95%以上发生在铸铁法兰口与 瓷体相交内外5mm处附近的区域，这是因为法兰口与瓷体的 结合部位受力最大，这个区域是支柱瓷绝缘子及瓷套检测 的重点，如图所示。 上 4
支柱瓷绝缘子及瓷套超 声波检测技术
设备管理部 电气一次专业 2015.10
主要内容
一、热继电器概述 二、热继电器原理及内部构造 三、热继电器的选取及安装 四、热继电器的常见故障 五、热继电器的发展
1 为什么进行支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测？
500kV——瓷套 2008年2月29日14：32，某500kV断路器A 相靠Ⅰ母侧灭弧室发生自爆。Ⅰ母侧灭弧室的靠Ⅰ 母侧端盖带静触头飞出，折断的静触头直飞距断路 器36.8米处落地（见图1），Ⅰ母侧端盖左偏距断路 器17处落地（见图2），断路器其他部分向Ⅱ母侧倾 倒，从支柱绝缘子的根部折断，砸在流变钢支架后 倒地（见图3）。现场检查发现飞出的端盖部分瓷套 破损处有些异常，内壁有二条裂纹（见图4）.
小角度纵波检测法是利用折射角度较小的纵波 对铸铁法兰附近的区域进行检测，对发现缺陷的 波幅和同声程已知大小的缺陷进行比较，从而判 定缺陷危险性的一种方法。
由于小角度纵波在支柱瓷绝缘子中的折射角很 小，探头置于法兰外与第一伞裙之间的探测面上， 超声波束可以扫查到深埋在法兰内瓷体内部的缺 陷，以及探头对侧的瓷体表面缺陷，对危险区域 的扫查覆盖面积远大于横波斜探头和直探头，所 示。因此，从理论上讲，用小角度纵波探头检测 在役支柱瓷绝缘子法兰内瓷体内部的缺陷是可行 的。
小角度纵波检测特点：可以检测工件中心部位 的缺陷，同时还可以对铸铁法兰附近外露的区域、 瓷绝缘子内部孔隙、微裂纹和表面缺陷进行探测。
EPOCH XT探伤仪
CTS-9008 探伤仪
4 检测时机？
5 检测环境？
检测时瓷绝缘子堆放方式
检测时瓷绝缘子堆放方式
谢谢大家！
因技术水平有限，欢迎大家批评指正！ 崔生辉 2015.10.19
图1 折断的静触头
图2 Ⅰ母侧端盖断路器17米处落地
图3 断路器其余部分向Ⅱ母侧倾倒
图4 端盖部分瓷套内壁存在裂纹
2 支柱瓷绝缘子容易发生哪些缺陷？
电气性能 机械性能 耐污性能 冷热性能
绝缘子或瓷套的外形结构图
胚体缺陷
伞体开裂
芯部缺陷
支柱瓷绝缘子及瓷套的常见缺陷:
跨距 裂纹检 测部位 柱体内 部缺陷 末裙
裂纹检 测部位 裂纹检 测部位
，
裂纹检测部位
下 4 A
当纵波以第一临界角（在有机玻璃/钢界面， 约为27°）入射时，纵波以平行于界面沿表面下 传播，将横波和纵波叠加后能量集中的前沿称为 纵爬波，简称爬波。有的叫次表面弹性波、头波、 侧向波、蠕动纵波或快速表面波。
爬波声场的结构
爬波探头所激发的声场具有多波 型的特征，在产生爬波的同时还 产生比较强的横波来自百度文库头波。
（1）当在试件中产生爬波时，试件表面下质点作相切运动， 爬波在试件的表面下传播，对表面的状况不敏感，可以检测工 件近表面的缺陷，支柱绝缘子表面粘沙和胶合剂对回波没有影 响。 （2）爬波的大部分能量主要集中于界面下某一范围内，所以， 其对近表面（约9mm内）的缺陷有较高的检测灵敏度。 （3） 改变爬波探头的频率和晶片大小乘积(f D)值，可以改变 探头对表面下缺陷的敏感程度。爬波速度与纵波速度相近，约 为纵波的0.9倍。 （4）因为头波的原因，爬波再向前传播的过程中，衰减速度 很快，爬波的回波声压与距离的四次方成反比。 通常检测距离在几十毫米左右。通过双晶片一发一收的探头模 式可以提高探头的灵敏度。
3 如何用超声波检测支柱瓷绝缘子？
• 支柱瓷绝缘子及瓷套断裂特点:从对不同地区高
压支柱瓷绝缘子断裂和裂纹事故统计分析发现，国内支柱 瓷绝缘子断裂的基本特点是约95%以上发生在铸铁法兰口与 瓷体相交内外5mm处附近的区域，这是因为法兰口与瓷体的 结合部位受力最大，这个区域是支柱瓷绝缘子及瓷套检测 的重点，如图所示。 上 4
支柱瓷绝缘子及瓷套超 声波检测技术
设备管理部 电气一次专业 2015.10
主要内容
一、热继电器概述 二、热继电器原理及内部构造 三、热继电器的选取及安装 四、热继电器的常见故障 五、热继电器的发展
1 为什么进行支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测？
500kV——瓷套 2008年2月29日14：32，某500kV断路器A 相靠Ⅰ母侧灭弧室发生自爆。Ⅰ母侧灭弧室的靠Ⅰ 母侧端盖带静触头飞出，折断的静触头直飞距断路 器36.8米处落地（见图1），Ⅰ母侧端盖左偏距断路 器17处落地（见图2），断路器其他部分向Ⅱ母侧倾 倒，从支柱绝缘子的根部折断，砸在流变钢支架后 倒地（见图3）。现场检查发现飞出的端盖部分瓷套 破损处有些异常，内壁有二条裂纹（见图4）.
小角度纵波检测法是利用折射角度较小的纵波 对铸铁法兰附近的区域进行检测，对发现缺陷的 波幅和同声程已知大小的缺陷进行比较，从而判 定缺陷危险性的一种方法。
由于小角度纵波在支柱瓷绝缘子中的折射角很 小，探头置于法兰外与第一伞裙之间的探测面上， 超声波束可以扫查到深埋在法兰内瓷体内部的缺 陷，以及探头对侧的瓷体表面缺陷，对危险区域 的扫查覆盖面积远大于横波斜探头和直探头，所 示。因此，从理论上讲，用小角度纵波探头检测 在役支柱瓷绝缘子法兰内瓷体内部的缺陷是可行 的。
小角度纵波检测特点：可以检测工件中心部位 的缺陷，同时还可以对铸铁法兰附近外露的区域、 瓷绝缘子内部孔隙、微裂纹和表面缺陷进行探测。
EPOCH XT探伤仪
CTS-9008 探伤仪
4 检测时机？
5 检测环境？
检测时瓷绝缘子堆放方式
检测时瓷绝缘子堆放方式
谢谢大家！
因技术水平有限，欢迎大家批评指正！ 崔生辉 2015.10.19
图1 折断的静触头
图2 Ⅰ母侧端盖断路器17米处落地
图3 断路器其余部分向Ⅱ母侧倾倒
图4 端盖部分瓷套内壁存在裂纹
2 支柱瓷绝缘子容易发生哪些缺陷？
电气性能 机械性能 耐污性能 冷热性能
绝缘子或瓷套的外形结构图
胚体缺陷
伞体开裂
芯部缺陷
支柱瓷绝缘子及瓷套的常见缺陷: