瓷绝缘子是发电厂和变电站运行的重要组成设备，起着支撑导线和绝缘的作用。其工作环境恶劣且长期承受动态负载，若绝缘子局部存在微小缺陷，就容易在该处产生应力集中，并造成缺陷尺寸不断增大。瓷绝缘子是经高温烧结而成的电瓷产品，无固有的形变且韧性极低，当内部缺陷尺寸超过临界点后极易引发脆性断裂。通常，瓷绝缘子的内部裂纹存在一个缓慢扩展期，当裂纹发展到亚临界尺寸后进入快速扩展期。为了确保电网安全运行，及时检测出还处在缓慢扩展期的瓷绝缘子内部裂纹，并预估绝缘子使用寿命，已成为电力系统急待解决的问题之一。 本论文主要包含六个方面内容： (1).课题研究的目的、意义，国内外瓷绝缘子无损检测现状； (2).瓷绝缘子的结构形式、力学特性以及断裂机理，包含受力分析与工程实例的临界裂纹尺寸计算； (3).超声波检测的原理、分类及应用于瓷绝缘子无损检测的工艺方法； (4).检测机械手的设计分析、计算及三维设计图，检测机械手主要包含机架、探头旋转机构、探头轴向移动机构、探头伸缩机构； (5-6).检测实验与总结。 课题研究有三个方面成果： (1).根据瓷绝缘子的断裂受力分析，计算出最大受力状态时，横担放置下瓷绝缘子的临界断裂尺寸为2.41mm，因此确定无损探伤灵敏度为1~2mm； (2).确定采用超声波小角度纵波入射的方法，对瓷柱重点区域进行扫查。根据探伤灵敏度及探测范围的需求，选定频率为2.5MHz、晶片大小为12×12mm、入射角为5.5°的小角度纵波探头； (3).结合实际检测条件，设计出适合现场检测的便携式超声检测机械手，该机械手具有较高柔性，能实现探头扫查运动的全部需求，且探头伸出长度可根据瓷绝缘子检测面直径不同做一定范围内调整。