支柱瓷绝缘子是用于带电部件刚性支持并使其对地或另一带电部件绝缘的部件，在变电站中起到支撑导线或设备，并实现对地绝缘的作用。为防止存在缺陷的支柱瓷绝缘子入网，在安装前，可采用超声波探伤方法对支柱瓷绝缘子进行检测。
支柱瓷绝缘子
检测方法
支柱瓷绝缘子超声波探伤执行标准DL/T 303-2014《电网在役支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测》，检测所用仪器设备为超声波探伤仪，调试超声波探伤仪所用的标准试块为JYZ-BX II试块，检测方法分为爬波法和小角度纵波法，检测部位为支柱瓷绝缘子与法兰连接处。
超声波探伤仪
JYZ-BX II试块
爬波探头和小角度纵波探头
爬波法、小角度纵波法的检测部位
一、爬波法
爬波法是使用双晶爬波探头检测支柱瓷绝缘子同侧表面和近表面缺陷的方法。
爬波法分为以下六个步骤：
1.使用纵波直探头测定支柱瓷绝缘子纵波声速C（m/s）
先用卡尺测出支柱瓷绝缘子直径，再使用超声波探伤仪自动调校功能，将反射波深度值设定为直径的实测值，自动调校完成后得到的声速即为支柱瓷绝缘子纵波声速。
2.选择爬波探头
爬波探头的弧面直径应等于或略大于支柱瓷绝缘子直径。
3.制作DAC曲线
使用JYZ-BX II试块中5 mm深模拟缺陷制作爬波探头的DAC曲线。
4.调节检测灵敏度
计算6700 m/s-C（第1步实测得到的支柱瓷绝缘子纵波声速），当差值为i×100 m/s，在超声波探伤仪上设置耦合补偿i×2 dB作为检测灵敏度，如差值为200 m/s时，耦合补充设置为4 dB。
5.实施检测
将爬波探头尽量靠近法兰，然后围绕支柱瓷绝缘子的圆周方向移动一圈，当发现缺陷反射波时，使用6 dB法测量缺陷在圆周方向的长度。
6.判断
当缺陷反射波高于DAC曲线，或缺陷长度不小于10 mm时，支柱瓷绝缘子判定为不合格。
二、小角度纵波法
小角度纵波法是使用小角度纵波斜探头检测支柱瓷绝缘子对侧表面、近表面缺陷以及内部缺陷的方法。
小角度纵波法分为以下六个步骤：
1.使用纵波直探头测定支柱瓷绝缘子纵波声速C（m/s）
先用卡尺测出支柱瓷绝缘子直径，再使用超声波探伤仪自动调校功能，将反射波深度值设定为直径的实测值，自动调校完成后得到的声速即为支柱瓷绝缘子纵波声速。
2.选择小角度纵波探头
探头的弧面直径应等于或略大于支柱瓷绝缘子直径。
3.调节检测范围
按照深度调节超声波探伤仪检测范围，支柱瓷绝缘子最大检测深度处的反射波应达到屏幕满刻度的60%左右。
4.调节检测灵敏度
使用小角度纵波探头找到JYZ-BX II试块40 mm深处φ1 mm横通孔最大反射波，并将该反射波增益至满屏幕80%，此时相当于外径40 mm支柱瓷绝缘子的检测灵敏度，支柱瓷绝缘子外径每增加10 mm，灵敏度需提高2 dB，当支柱瓷绝缘子纵波声速小于6100 mm，时，还需补偿2至4 dB。
5.实施检测
将探头尽量靠近法兰，然后围绕支柱瓷绝缘子的圆周方向移动一圈，当发现缺陷反射波时，找到缺陷反射波的最高波，与φ1 mm横通孔进行比较，并使用6 dB法测量缺陷在圆周方向的长度。
6.判断
单个缺陷波大于等于φ1 mm横通孔当量时、或缺陷指示长度大于等于10 mm，或出现3个及以上林状反射波时判定为不合格。
检测误区
误区一：爬波法发现反射波高于DAC曲线便立即判断支柱瓷绝缘子不合格
标准告诉大家，使用爬波法检测时，当反射波高于DAC曲线时，支柱瓷绝缘子判定为不合格，但前提是反射波来源于爬波。
爬波探头的原理是纵波从探头内部倾斜入射至支柱瓷绝缘子内部，且入射角接近但仍小于第一临界角,因此在支柱瓷绝缘子内部会产生两个折射波，一个是贴近表面传播的纵波（即爬波），另一个是折射角约为40°的横波，且横波所携带的能量远大于爬波携带的能量。
波型转换和第一临界角
当支柱瓷绝缘子内部存在一个小缺陷（如小气孔、小杂质）时，横波在缺陷上产生的反射波即可能远高于爬波的DAC曲线。此时若不假思索的判断支柱瓷绝缘子不合格，会导致误判。
爬波探头中的横波遇到内部小缺陷时的情况
误区二：爬波法发现缺陷长度大于10 mm便立即判断支柱瓷绝缘子不合格
产生的原因与误区一类似，假如是横波发现的缺陷，则该结论无法成立。
由于横波发现的缺陷位于支柱瓷绝缘子的内部，不是位于表面，因此在测量长度时，缺陷的实际长度会小于探头移动的周向长度，极端情况下，当缺陷位于支柱瓷绝缘子横截面的圆心，即使缺陷为一个没有长度的点，探头在支柱瓷绝缘子圆周方向移动一整圈的过程中，其反射波将始终存在，此时，缺陷的长度可能被误判为与支柱瓷绝缘子的周长相同。
误区三：小角度纵波法发现底波附近存在当量大于φ1 mm横通孔反射波时便立即判断支柱瓷绝缘子不合格
为了便于解释超声波的传播方向，我们常常将超声波简化为一根线，实际上超声波是一个锥形的能量区域，简化图中的线代表锥形能量区域中心线，即能量最大的位置。
当支柱瓷绝缘子表面存在凹坑或胶装时多余的砂粒时，纵波可能同时接收到底波、凹坑反射波或砂粒反射波，当凹坑反射波或砂粒反射波当量大于φ1 mm横通孔反射波时，支柱瓷绝缘子可能会被误判为不合格。
小角度纵波探头检测时同时接收到砂粒反射波和底波
解决措施
误区一和误区二
当支柱瓷绝缘子法兰与相邻的伞裙之间的间隙较大时，可先将爬波探头对准反射波最大的位置，再将爬波探头沿着支柱瓷绝缘子长度方向从远离法兰的位置向法兰靠近，如果反射波有一个先上升后下降的过程，则说明反射波来源于横波，假如反射波高度单调上升，则说明反射波来源于爬波。
爬波探头沿支柱瓷绝缘子长度方向移动判断反射波来源于爬波还是横波
当支柱瓷绝缘子法兰与相邻的伞裙之间的间隙较小，爬波探头在支柱瓷绝缘子长度方向无法移动时，则可在支柱瓷绝缘子的对侧用小角度纵波探头验证，假如小角度纵波探头判断反射波的位置和爬波探头判断反射波的位置一致时，说明反射波来源于爬波。
误区三
在手指上涂抹耦合剂，然后按压在小角度纵波探头发现反射波的位置，并来回移动手指，假如底波和另一个反射波均随着手指的移动同步上下跳动（当手指经过表面反射波所在位置时，超声波能量折射传入手指内部，从而减小了反射波能量，反射波下降，手指移开时，反射波上升，即表现为上下跳动），说明另一个反射波也来源于支柱瓷绝缘子表面的凹坑或砂粒，而不是内部的裂纹等缺陷，从而判断该反射波不是缺陷。若只有底波上下跳动，另一个反射波不跳动，说明该反射波是缺陷。
总 结
要做好支柱瓷绝缘子超声波探伤，首先需掌握超声波的基本原理，另外还要记住以下要点：
● 爬波探头既发射爬波，还发射横波；
● 支柱瓷绝缘子表面的凹坑和砂粒可能会产生干扰回波；
● 判断支柱瓷绝缘子不合格的结论需谨慎。
