绝缘子表面裂纹激光超声检测第一期
合成绝缘子内部缺陷的超声检测

合成绝缘子内部缺陷的超声检测
陈大兵;李晓红;朱宇龙;陆亚中
【期刊名称】《无损检测》
【年(卷),期】2003(025)006
【摘要】针对合成绝缘子挂网运行后出现的界面击穿、芯棒脆断问题,研究了组
成合成绝缘子各材料的声学特点及用超声波进行检测的可行性,采用的方法可实现对界面φ0.5mm圆孔气隙的检测;还研究芯棒机械强度下降与其声速变化的关系,得出了超声可以应用到实际的绝缘子检测工作中的结论。
【总页数】3页(P308-310)
【作者】陈大兵;李晓红;朱宇龙;陆亚中
【作者单位】武汉大学动力与机械学院,武汉,430072;武汉大学动力与机械学院,武汉,430072;武汉大学动力与机械学院,武汉,430072;徐州发电厂,徐州,221166
【正文语种】中文
【中图分类】TG115.28
【相关文献】
1.锻造齿轮传动轴内部缺陷的超声检测 [J], 杜建彤;程书海
2.激光超声检测材料内部缺陷的数值模拟 [J], 陈超;张兴媛;宋大成;王啸伟
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4.电缆接头硅橡胶材料内部缺陷的超声检测研究 [J], 王若丞;康洪玮;贺云逸;王韦玉;孔波;金海云
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利用超声波探伤技术对瓷绝缘子进行检测

247科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 学 术 论 坛瓷制绝缘子是电网设备的重要组成部件,由于其长期运行在强电场、强机械应力、风雷雨雪天气、环境污染严重等恶劣条件下,以及瓷绝缘子本身在生产制造过程中产生的内部缺陷,都使瓷质部件存在着很大的断裂风险。
近年来,国内已多次发生变电运行或检修工作人员由于绝缘子断裂导致伤亡的事故,严重影响了电网设备的安全运行,也给电力职工的人身安全造成了严重威胁。
为了防患未然,尽力避免发生此类事故,国家电网公司已专门成立了高压支柱绝缘子事故调查小组,对近年的多起事故进行调查分析并提出整改方案。
华北电网有限公司制定了《高压支柱绝缘子超声波检测导则》及超声波探伤检测人员培训方案,逐步将超声波探伤技术应用于实际的生产工作中。
超声波探伤是目前应用最广泛的无损探伤方法之一。
超声波是一种机械波,机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
而超声波探伤中,主要涉及到几何声学和物理声学中关于声波的反射、折射、波形转换、波的叠加、干涉、绕射、惠更斯原理等知识。
如果能熟练的掌握相关知识,对于在实际工作中分析和解决各种问题将是十分有益的。
1 基本概念解释及检测设备选择要求1.1基本概念解释超声波是一种机械波,机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
超声波探伤就是利用超声波的指向性和传播规律来检查工件中存在的缺陷情况。
此类探伤工作需要使用专用的检测工具即探伤仪才能进行,而探伤仪在一定条件下探测缺陷大小的能力被称为探伤仪的工作灵敏度,它是决定探伤仪能否准确的发现被检测设备缺陷的重要因素。
利用超声波对瓷制绝缘子探伤最常用到的两种方法就是小角度纵波检测和爬波检测。
所谓纵波,是指介质质点振动方向与波的传播方向一致的波。
爬波是指表面下纵波,是当第一介质之中的纵波入射角位于第一临界角附近时在第二介质中产生的表面下纵波。
常用的小角度纵波检测和爬波检测都是利用了纵波的传播特性来进行工作。
电网在役支柱瓷绝缘子的超声波检测 标准讲解

■ 定位—可根据缺陷反射波的位置直接读出。 ■ 指示长度—半波高度(6dB)法。
4.2 小角度纵波斜入法
■ 小角度纵波是检测支柱瓷绝缘子内部和表面缺陷的一 种重要方法。
■ 小角度纵波检测盲区受探头移动范围大小和探头折射 角大小影响。
■ 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;
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
4.2.3 扫查灵敏度调整
采用校准试块调整灵敏度。
■ 基准灵敏度的调整(深40mm 、Ø1mm,80%波高) ■ 扫查灵敏度的确定
▲ 外径差异的补偿(2dB/10↑mm) ▲ 声速差异的补偿(2-4dB/<6100m/s)
4.2.4 缺陷的检测
■ 定量—记录为Ø1 ± dB ■ 定位—可根据缺陷反射波显示位置直接读出 ■ 测长—半波高度(6dB)法测定,指示长度修整
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
采用超声波探测高压瓷绝缘子内部缺陷

场检查发现,发生故障的高压瓷绝缘子一般都存在
胶装工艺质量不过关(如存在空隙、开裂或偏心
引起的,故障点一般在法兰口内3 mm到第一片瓷
裙之间。 支柱瓷绝缘子结构如图1所示。
等)的问题。高压瓷绝缘子的故障已严重影响电
网的安全运行。因此,我们根据中华人民共和国机 械行业标准JB/T 9674--1999《超声波探测瓷件内 部缺陷》对停电检修的高压瓷绝缘子进行超声波 探测,现介绍如下。 1仪器的选用 超声波探伤仪是利用声速脉冲反射原理来判断
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图2正常波形 5
故障波形如图3所示。该图是在某变电站ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ个
220
结语 利用超声波探测瓷绝缘子内部缺陷是近几年电
kV隔离开关法兰和瓷绝缘子接合处(图1中
检测点4)i贝0得的。由图中波形可见,测量时的缺 陷回波幅值急剧增大到了80 dB。换下该瓷绝缘 子,人工切开后发现瓷绝缘子内部存在裂纹。 我们在检测瓷绝缘子内部缺陷的过程中,还碰 到过如图4所示的波形。该波形的回波幅值一度达 到25 dB。发现这种波形时,不能马上判定瓷绝缘 需要注意的是,在设计中不可一味追求供电可 靠性。如提高线路绝缘子绝缘水平可减少雷击时的 闪络,提高供电可靠性,但该做法会导致雷电流无处 泄放,只能沿线路向下游用电设备传递,会损害下游 用电设备的绝缘,造成供电中断及经济损失。因此, 在实际工程中,需要综合考虑供电稳定性及设备安 全性,从而达到最佳的防雷效果。
引用本文格式:陈文穗.苏东青.王祥林 采用超声波探测高压瓷绝缘子内部缺陷[期刊论文]-电世界 2014(9)
检测点1
瓷绝缘子是否存在内部缺陷的仪器。根据声速的快
基于超声相控阵技术的瓷绝缘子纵波检测

焦 ,都可以使检测系统的分辨力 、信噪 比和灵敏度 得 以提 高 。
此外 ,由于采集 的信 息更 为 丰富 ,采用 超声相
2 相控 阵原理概述
相控 阵探 头 晶片 由多个 阵元组 成 ,各 阵元按 一
电网技术 ,2 0 0 7 ( 2 ) .
控阵技术还可以实现被检工件的 3 D仿真成像 ,更
相控 阵理论 深入研 究, 提 出 了采用超 声相控 阵纵 波检测表 面 ( 近 表 面) 缺 陷的新理 念 , 并通过试验研 究,
确 定 了检 测探 头的参 数 ,总结 出一 套 系统的 瓷绝缘子检 测 方法。最后通过检 测 实例 ,证明 了该方法
的可行性和优越性 。
[ 关键词]超声波相控 阵;瓷绝缘子;纵波检测 ; 一次扫 查
在 探头 频率和 阵元 间距 一定 的情 况下 ,增 加 阵
一
.
9一
第1 7 卷( 2 0 1 5 年第 1 期)
电 力 安 全 技 术
A
但在声程 5 0 m m 且水平扫查表 面 5 mm深 线切割 槽 时,5 MH z 探头 的反射 当量与 2 MHz 探头的偏 差 达到 6 d B。
表 1 不同频率探头反射 当量 d B
3 王晶晶 ,刘 巍 ,张勇平 ,等 .华北 电网无人值班站和 集控 中心管理模 式的探讨 [ J 】 .华东 电力 ,2 0 0 9 ( 1 0 ) .
4 李 群 .调 控一体化在 电力系统 自动化 中的应 用 [ J 】 _科 技创新与应用 ,2 0 1 3 ( 1 6 ) . 5王 雷 .电网调度 自动化系统 CC - 2 0 0 0 A. 经济研究参考
第1 7 卷( 2 0 1 5 年 第1 期)
超声波带电检测发现绝缘子下表面裂纹造成局部放电缺陷案例分析

超声波带电检测发现绝缘子下表面裂纹造成局部放电缺陷案例分析摘要:超声波带电检测技术凭借其优秀的抗干扰能力及定位能力的优势,在众多检测方法中占有非常重要的地位。
本文就一起典型的绝缘子下表面裂纹造成局部放电缺陷进行了分析,通过超声波带电检测仪与其配套的高倍相机对绝缘子进行观察,确定了缺陷部位,并对缺陷原因进行了分析,制定了处理、防范措施,为现场检修运维人员提供了一定的指导作用。
关键词:绝缘子;超声波检测仪;裂纹前言绝缘子是一种特殊的绝缘控件,能够在架空输电线路中起到重要作用。
早年间绝缘子多用于电线杆,通常由玻璃或陶瓷制成,就叫做绝缘子。
绝缘子不应该由于环境和电负荷条件发生变化导致的各种机电应力而失效,否则绝缘子就不会产生重大的作用,就会损害整条线路的使用和运行寿命。
1 案例经过国网新疆电力公司阿勒泰供电公司红墩镇10千伏红乡线057号杆,2012年11月25日投运使用。
2017年05月31日国网阿勒泰供电公司运维人员例行巡线时,利用配网超声波带电检测仪对该杆塔进行检测,发现红墩镇10千伏红乡线057号杆塔上有设备存在局部放电现象,通过超声波接收器的传感器将采集到的超声波信号转化为超声波波形辨别差异,最终确定放电声音最大点是在C相绝缘子,利用该仪器配套的高倍相机,对C相绝缘子进行观察,并对比同杆塔上A相、B相的绝缘子情况,发现C相绝缘子下表面存在细小的裂纹,A相及B相的并没有此现象,随后检修人员申请进行停电处理,检修人员利用停电检修时间对C相绝缘子进行更换,恢复供电负荷后再次进行超声波检测发现放电现象消失。
2 检(监)测技术和分析评价方法2017年05月31日运维人员利用配网超声波带电检测仪对该线路进行巡检时听到红墩镇10千伏红乡线057号杆存在明显的超声信号,立即对杆塔上各设备逐一探测,通过超声波检测仪连接的耳机听声音,通过超声波接收器的传感器将采集到的超声波信号转化为超声波波形辨别差异,利用仪器配套的高倍相机对C 相绝缘子进行观察,发现C相绝缘子下表面存在细小的裂纹,初步判断产生放电的原因是绝缘子裂纹导致。
支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测技术

支柱瓷绝缘子及瓷套超声波检测技术【摘要】针对近年来电网高压支柱绝缘子断裂事故频发,本文主要介绍了超声波探测技术与绝缘子各种类型缺陷所对应的检测方法,为今后提高支柱绝缘子及瓷套超声波检测水平提供了很好的技术支持。
【关键词】超声波检测;脉冲反射法;纵波法;横波法1 前言长期以来,电网高压支柱绝缘子的断裂,一直困扰着电网的安全运行,特别是近几年来此类事故在电网运行中频频发生,严重影响到电网的安全、稳定运行,引起了国家电网公司的高度重视。
为了加强对高压支柱绝缘子的技术监督,以及尽量防范此类事件的发生,采用超声波检测方法对高压支柱绝缘子及瓷套进行定期检测这一方法来预防断裂,以保证电网的安全运行。
2 支柱绝缘子及瓷套制造工艺目前,绝缘子的材料主要有电瓷材料、复合材料和玻璃三种,其中电瓷材料约占35.32%。
按照我国机械行业标准JB/T 5896-91《常用绝缘子术语》中将电瓷材料定义为电工用的陶瓷绝缘材料。
而国家标准GB/8411.1-87《电瓷材料第一部分》则明确指出电瓷材料主要有黏土、长石、石英等铝硅酸盐原料混合配制,经过加工成一定形状,在较高温度下烧成而得到的无机绝缘材料。
电瓷按其耐电压等级的高低可分为低电压电瓷(1KV以下)和高压电瓷(1KV 以上)。
目前,我国可生产的电瓷可达1000kv电压等级。
按用途可分为电瓷绝缘子和电瓷瓷套两大类产品;按其生产的方式不同可分为湿法成型和干法成型电瓷。
绝缘子可分为线路绝缘子如针式、蝶形、盘形悬式、横担、棒型悬式等,电力用绝缘子可分为空心支柱及实心棒形支柱等,电瓷瓷套有穿墙式套管、电容器套管、避雷器套管。
绝缘子有绝缘体、金属附件及胶合剂三部分组成,绝缘体主要起绝缘、支撑、保护作用。
金属附件一般用铸铁低碳钢、铝及合金等制成,起机械固定、连接、导体作用,而胶合体的作用是将绝缘体和金属附件胶合起来。
目前广泛使用的胶合体为高标号(500号以上)水泥。
为了增强胶合剂强度,一般在绝缘体的两端也就是金属附件连接部分进行滚花或上砂处理。
利用超声波探伤技术对瓷绝缘子进行检测

利用超声波探伤技术对瓷绝缘子进行检测摘要:本文对超声波探伤技术的基础理论作了简要说明,并结合几个典型案例,对变电站内瓷制绝缘子发生断裂事故的原因作了初步分析,就超声波探伤技术在变电站瓷制绝缘子检测工作中的实际发现的问题作了介绍,对从事检测工作的人员要求上也提出了几点建议。
关键词:超声波超声波探伤探伤仪的工作灵敏度纵波爬波声耦合剂底波缺陷波 rtv中图分类号:tm216 文献标识码:a 文章编号:1672-3791(2012)08(c)-0247-02瓷制绝缘子是电网设备的重要组成部件,由于其长期运行在强电场、强机械应力、风雷雨雪天气、环境污染严重等恶劣条件下,以及瓷绝缘子本身在生产制造过程中产生的内部缺陷,都使瓷质部件存在着很大的断裂风险。
近年来,国内已多次发生变电运行或检修工作人员由于绝缘子断裂导致伤亡的事故,严重影响了电网设备的安全运行,也给电力职工的人身安全造成了严重威胁。
为了防患未然,尽力避免发生此类事故,国家电网公司已专门成立了高压支柱绝缘子事故调查小组,对近年的多起事故进行调查分析并提出整改方案。
华北电网有限公司制定了《高压支柱绝缘子超声波检测导则》及超声波探伤检测人员培训方案,逐步将超声波探伤技术应用于实际的生产工作中。
超声波探伤是目前应用最广泛的无损探伤方法之一。
超声波是一种机械波,机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
而超声波探伤中,主要涉及到几何声学和物理声学中关于声波的反射、折射、波形转换、波的叠加、干涉、绕射、惠更斯原理等知识。
如果能熟练的掌握相关知识,对于在实际工作中分析和解决各种问题将是十分有益的。
1 基本概念解释及检测设备选择要求1.1 基本概念解释超声波是一种机械波,机械振动与波动是超声波探伤的物理基础。
超声波探伤就是利用超声波的指向性和传播规律来检查工件中存在的缺陷情况。
此类探伤工作需要使用专用的检测工具即探伤仪才能进行,而探伤仪在一定条件下探测缺陷大小的能力被称为探伤仪的工作灵敏度,它是决定探伤仪能否准确的发现被检测设备缺陷的重要因素。
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激 光超 声 ( 简称光 声 ) 检 测 技术 因其 、 非 接 触 和 可 在不 利环 境 中工 作 、 对 平 面 和 异形 表 面可 高 速 扫
业、 电厂 和 变 电所 关 注 。瓷 瓶 裂 纹 常 规 超 声 波 检 测
中 图 分 类 号 :T N 2 4 7 文 献标 志 码 :A d o i : 1 0 . 7 5 1 0 / j  ̄ s . i s s n . 1 0 0 1 — 3 8 0 6 . 2 0 1 4 . 0 1 . 0 0 8
La s e r ul t r a s o un d d e t e c t i o n o f s ur f a c e c r a c k i n p o r c e l a i n i n s u l a t o r s
收稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 3 — 2 9 ; 收 到修 改稿 日期 : 2 0 1 3 — 0 6 — 1 9
3 8
激
光
技
术
2 0 1 4年 1月
p o r c e l a i n b u s h i n g u l t r a s o n i c t e s t i n g [ M] .B e i j i n g :C h i n a E l e c t r i c
71 0 0 6 2,C h i n a )
Ab s t r a c t :A v i s u a l l a s e r u l t r a s o n i c t e c h n i q u e w a s d e v e l o p e d f o r n o n — d e s t r u c t i v e t e s t o f p o r c e l a i n i n s u l a t o r s .A b r o w n g l a z e p o r c e l a i n i n s u l a t o r s p e c i me n wi t h a n a r t i i f c i a l s l i t wa s s c a n n e d b y a p u l s e d l a s e r or f g e n e r a t i o n o f u l t r a s o u n d,a n d t h e p r o p a g a t e d wa v e s we r e r e c e i v e d b y a i f x e d t r a n s d u c e r .T h e d y n a mi c w a v e or f m w a s o b s e r v e d a n d u l t r a s o n i c i ma g e s i n d i c a t i n g t h e ma x i mu m s l i t w e r e o b t a i n e d .E x p e r i me n t a l r e s u l t s s h o w t h a t t h i s me t h o d i s a p p l i c a b l e or f c r a c k d e t e c t i o n o f i n s u l a t o r s a t l o n g r a n g e a n d i t i s n o t a f f e c t e d b y t h e c o mp l i c a t e d c u r v e d s u r f a c e o f t h e i n s u l a t o r s . Ke y wo r d s :l a s e r p h y s i c s ; n o n — d e s t r u c t i v e t e s t i n g ; l a s e r u l t r a s o u n d; p o r c e l a i n i n s u l a t o r ; c r a c k
基金项 目: 国家 自然科学基 金资助项 目( 1 1 2 7 4 2 1 6 ) 作者简介 : 侯 汝锋 ( 1 9 7 9 一 ) , 男, 电气 工程 师 , 现 主要从
事 电 力 系 统 的 电压 稳 定 以及 控 制 、 运行 。
E— ma i l : h o u r f e n g @1 2 6 . c o n r
要设备部件 , 对 电气设备或 导体既要起 绝缘作用 , 又要起固定悬挂作用 , 其质量主要取决于 电气绝 缘
性能 和力 学性 能 。瓷 瓶 瓷 体 部 分用 材 为 电工 陶瓷 ,
陶瓷是脆性材料 , 当其表面或 内部存在微小缺陷时, 强度 即显 著 降低 。瓷 瓶 断裂所 引起 的事故 严重 影 响
绝 缘 子 表 面 裂 纹激 光 超 声 检 测
侯汝 锋 , 王 文 洪 , 莫 润 阳 , 郭 维
( 1 . 广东电网公 司 东莞供 电局变电管理二所 , 东莞 5 2 3 1 2 0 ; 2 . 陕西 师范大学 物理 学与信息 技术 学院 陕西 省超声
学重点 实验室 , 西安 7 1 0 0 6 2 )
[ 3 ] Z H AN G Y Q,L I Z h X.R e s e a r c h o f c r e e p i n g w a v e a p p l i c a t i o n i n s e r v i c e d s u p p o s i n g i n s u l a t o r [ J ] . Y u n n a n E l e c t r i c P o w e r , 2 0 0 9 ,
S h a a n x i Ke y L a b o r a t o y r o f Ul t r a s o n i c,C o l l e g e o f P h y s i c s a n d I n f o r ma t i o n T e c h n o l o g y ,S h a a n x i No r ma l Un i v e r s i t y,Xi ’ a n
电力 系 统 的安全 运行 , 据 国家 电力公 司统 计 , 因瓷 瓶
测需求 ; 另外 , 随着智能电网工作的开展和企业状态 监 测方 面工 作 的深 化 , 对 电力设 备 的带 电检 修技 术
要 求越 来越 高 , 迫切 需 要 发 展 非接 触 的远 程 检测 技
术。
断 裂引起 的事故 目前 已成为 电力 系统 故 障 率 的第 1
引 言
瓷 质 绝 缘 子俗 称 瓷 瓶 , 是 发 电厂 和变 电站 的 重
方 法包 括爬 波检 测法 , 小 角度纵 波 检测法 , 双 晶横 波 探 测法 等 J 。 这 些 方 法 和 技 术 虽 然 对 检 测 瓷 质 绝 缘 子裂 纹非 常有 效 , 但 检 测 必 须 在变 电站 停 电的 情 况 下进 行 。随着 电力事业 的快 速发 展 , 变 电站 不 断 增加 , 绝缘 子 的数 目也不 断增 加 , 超声 波检测 的工 作 量会 越来 越大 , 常 规 检 测 技术 以无 法 满 足 快速 检
摘 要 :为 了实现在役绝缘子 裂纹的带 电检测 , 采 用脉 冲激光 非接触方 式在 瓷瓶表 面激励超 声波 , 用宽 带超声 换能器接 收声 波 , 并用 这种 非接触发射一 接触接 收声 波的方法 , 对 含有人工刻 槽的棕釉 高压瓷质 绝缘子表 面裂纹进
行 了检测实验 , 通过可视化 成像 检测系统 , 对声 波在被检样 品中传播 的动态 波形 进行 了实时观察 , 获得缺 陷最大振 幅 图。结果表 明 , 该方法在 绝缘子裂纹远程检测方 面具有 适用性 , 且检测不受绝 缘子复杂曲面形状的影响 。 关键 词 :激光物理 ; 无 损检测 ; 激光超 声 ; 绝缘子 ; 裂纹
描等突出优越性使其在高压带 电、 有毒腐蚀等恶劣 环境下工作结构的检测中备受关注。本文中采用激
光 远程激 励 瓷质 绝缘 子 产 生 超 声 , 用 超 声 换 能器 接 收声 波 的方 法对 瓷瓶 缺 陷进 行 检 测 , 初 步 探讨 该 方 法在 瓷瓶 裂纹 检测 方 面 的适 用性 。 第3 卷第 1 期 激
光
技
术
Vo 1 . 3 8, No . 1
2 0 1 4年 1月
LASER TECHNOLOGY
J a n u a r y, 2 0 1 4
文章 编号 :1 0 0 1 — 3 8 0 6 ( 2 0 1 4 ) 0 1 — 0 0 3 5 — 0 4
P o w e r P r e s s , 2 0 1 0:1 5 3 . 1 6 0 ( i n C h i n e s e )
s t r u e t i v e t e s t i n g o n me t a l『 D] . Wu h a n :C e n t r a l C h i n a N o r m a l U — n i v e s r i t y . 2 0 0 4: 1 7 ( i n C h i n e s e ) .
HO U R u f e n g ,W A N G W e n h o n g , MO R u n y a n g , G U O W e i
( 1 . T h e S e c o n d S u b s t a t i o n o f D o n g g u a n P o w e r S u p p l y B u r e a u , G u a n g d o n g P o w e r G r i d C o r p , D o n g g u a n 5 2 3 1 2 0 ,C h i n a ; 2 .
3 7 ( 2 ) : 4 9 - 5 0( i n C h i n e s e ) .