支柱瓷绝缘子的超声波检测

　　1 支柱瓷绝缘子裂纹检测技术现状

　　据统计, 支柱瓷绝缘子 95%以上断裂都是发生在铸铁法兰口内 30 mm 与第一瓷沿之间的部位。易在此处断裂的主要原因是: 产品质量问题; 产品在包装、运输及安装过程中造成的损坏; 支柱瓷绝缘子在恶劣环境下运行, 电瓷、水泥和铸铁法兰三者之间的膨胀系数有差异致使开裂; 操作应力或安装应力过大, 操作次数频繁, 引起的断裂。

　　红外线、紫外线、激光等都可以对瓷绝缘子进行带电巡查。通常它们对碟型瓷绝缘子和支柱绝缘子的上部可见部位较有效, 原因是上部的感应电压高,而末裙下与法兰相交处感应电压非常低, 且裂纹又可能埋藏在法兰内 2~3 mm 处, 因此无法有效利用电压达到检验目的。采用超声波检测可以有效检测支柱瓷绝缘子埋藏在铸铁法兰口内侧 2~3 mm 或与瓷体相交处表层下的裂纹。

　　2 超声波检测支柱瓷绝缘子的工艺方法

　　2.1 爬波检测近表面裂纹

　　爬波检测是一种对支柱瓷绝缘子近表面裂纹快速而又简便的检验方法。爬波是一种表面下纵波,它是纵波从第一临界附近的角度入射到第二介质时在第二介质中产生的一种非均匀波, 它对表面的粗糙度不敏感。试验表明, 可将爬波探头置于试块的圆弧面, 对不同深度的模拟裂纹进行测试。当模拟裂纹深度小于 6 mm 时, 反射波高随模拟裂纹深度增加而增高, 当模拟裂纹深度大于 6 mm 时, 反射波高随模拟裂纹深度增加而平稳下降, 模拟裂纹深度在 1~6mm时反射波与裂纹深度基本呈线性关系。

　　支柱瓷绝缘子在法兰口内 30 mm 与第一瓷沿之间一般有部分砂层覆盖, 扣除探头无法放置的砂层过度区, 跨距不超过 20 mm。当采用串联式爬波探头进行支柱瓷绝缘子探伤时, 由于探头轴向长度大,只能针对瓷体无变形、无砂粒、表面平滑的面积较大区域, 故串联式爬波探头仅可供部分瓷件的个别部位检查, 无法做到全面有效检测。而采用并联式爬波探头能对支柱瓷绝缘子进行全面有效的检测。

　　支柱瓷绝缘子超声波检测用并联式爬波探头如图 1 所示。

　　支柱瓷绝缘子超声波检测用并联式爬波探头晶片规格见表 1

　　检测不同规格的支柱瓷绝缘子需选用不同规格的晶片与之匹配, 具体的匹配对应关系见表 2。

　　爬波检测实芯支柱瓷绝缘子与空芯支柱瓷绝缘子的方法如图2 所示。

　　2.2 纵波斜探头检测内部缺陷

　　纵波检测是一种较成熟和简单的超声波检测方法, 可用于对支柱瓷绝缘子的内部缺陷进行检测, 纵波斜探头检测方法类似爬波检测, 可参照图 2 进行。它采用的是按显示屏上底波出现次数的多少来判断支柱瓷绝缘子的内部质量情况。