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在線局部放電測量試驗(yàn)檢測

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發(fā)布時間：2025-08-21 08:33:45 更新時間：2025-08-20 08:33:46

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作者：中科光析科學(xué)技術(shù)研究所檢測中心

在線局部放電測量試驗(yàn)檢測：原理、方法與標(biāo)準(zhǔn)詳解

在線局部放電測量試驗(yàn)檢測是電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與故障預(yù)警體系中的核心技術(shù)手段之一，尤其在高壓電氣設(shè)備（如變壓器、GIS、電纜終端、開關(guān)柜等）的運(yùn)行維護(hù)中具有不可替代的作用。局部放電（Partial Discharge, PD）是指在絕緣系統(tǒng)中局部區(qū)域因電場強(qiáng)度超過介質(zhì)擊穿場強(qiáng)而發(fā)生的微小放電現(xiàn)象，盡管每次放電能量極小，但長期累積會加速絕緣老化，最終導(dǎo)致設(shè)備絕緣擊穿甚至引發(fā)嚴(yán)重事故。傳統(tǒng)的離線檢測方式受限于停電周期和檢測時間窗，已難以滿足現(xiàn)代電網(wǎng)對設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行的實(shí)時監(jiān)控需求。因此，發(fā)展并應(yīng)用在線局部放電測量技術(shù)，成為實(shí)現(xiàn)設(shè)備“狀態(tài)檢修”和“智能運(yùn)維”的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。在線檢測系統(tǒng)可在設(shè)備帶電運(yùn)行狀態(tài)下持續(xù)采集局部放電信號，具備非侵入性、實(shí)時性強(qiáng)、數(shù)據(jù)連續(xù)性高等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效捕捉放電的起始、發(fā)展及異常趨勢，為電力系統(tǒng)提供寶貴的故障預(yù)判依據(jù)。此外，隨著傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)處理算法和通信技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)代在線局部放電檢測系統(tǒng)已具備高靈敏度、抗干擾能力強(qiáng)、多通道同步采集和遠(yuǎn)程診斷等先進(jìn)功能，廣泛應(yīng)用于變電站、發(fā)電廠、軌道交通等關(guān)鍵電力場景。

在線局部放電檢測項目

在線局部放電檢測主要涵蓋以下幾個核心檢測項目：

放電幅值測量：量化局部放電的電荷量或視在放電量（pC），用于評估放電嚴(yán)重程度。
放電相位分析：分析放電發(fā)生的時間點(diǎn)（相對于工頻周期的相位角），判斷放電類型（如電暈、懸浮放電、沿面放電等）。
放電重復(fù)頻率：統(tǒng)計單位時間內(nèi)放電發(fā)生的次數(shù)，反映放電活躍程度。
放電模式識別：通過時域、頻域或相位圖譜分析，區(qū)分不同類型的局部放電源。
趨勢監(jiān)測與預(yù)警：對放電特征參數(shù)進(jìn)行長期跟蹤，實(shí)現(xiàn)早期故障識別和趨勢預(yù)測。

常用檢測儀器

實(shí)現(xiàn)在線局部放電檢測依賴于一系列高精度、高穩(wěn)定性的專用檢測儀器，主要包括：

超高頻（UHF）傳感器：安裝于GIS或變壓器套管等部位，用于捕捉局部放電產(chǎn)生的高頻電磁波信號，具有良好的抗干擾能力和空間分辨率。
暫態(tài)地電壓（TEV）傳感器：貼附于開關(guān)柜金屬外殼上，檢測因局部放電引起的地電壓脈沖，適用于中低壓開關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測。
超聲波傳感器（AE）：通過檢測放電產(chǎn)生的機(jī)械振動波，適用于變壓器、電纜終端等設(shè)備的局部放電定位與檢測。
高頻電流互感器（HFCT）：套在接地線或電纜屏蔽層上，測量由局部放電引起的高頻電流信號，常用于電纜線路的在線監(jiān)測。
綜合監(jiān)測系統(tǒng)（PD在線監(jiān)測平臺）：集數(shù)據(jù)采集、信號處理、故障診斷、遠(yuǎn)程通信和可視化管理于一體的智能平臺，支持多通道同步監(jiān)測與大數(shù)據(jù)分析。

主要檢測方法

在線局部放電檢測采用多種技術(shù)方法協(xié)同工作，以提高檢測的準(zhǔn)確性與可靠性：

時域波形分析法：通過對采集到的放電脈沖波形進(jìn)行時域分析，識別放電起始點(diǎn)、幅值和持續(xù)時間。
相位分析法（PRPD圖譜）：將放電事件按工頻相位進(jìn)行分布統(tǒng)計，生成放電脈沖相位分布圖（PRPD圖），用于識別放電類型。
頻域分析法：通過傅里葉變換（FFT）等手段分析放電信號的頻譜特性，輔助識別放電源及干擾源。
多傳感器融合檢測法：結(jié)合UHF、TEV、AE和HFCT等多種傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)放電源的精確定位與綜合判斷。
人工智能識別算法：利用機(jī)器學(xué)習(xí)（如SVM、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）對歷史放電數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)自動分類與故障預(yù)警。

相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)

國內(nèi)外有多項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范指導(dǎo)在線局部放電檢測的實(shí)施與評價，確保檢測結(jié)果的科學(xué)性和可比性。主要標(biāo)準(zhǔn)包括：

IEC 60270:2000《High-voltage test techniques — Partial discharge measurements》：國際電工委員會（IEC）發(fā)布的局部放電測量通用標(biāo)準(zhǔn)，定義了測量方法、校準(zhǔn)方法及視在放電量單位。
GB/T 7354-2021《局部放電測量》：中國國家標(biāo)準(zhǔn)，等效采用IEC 60270，適用于各類電氣設(shè)備的局部放電測量。
DL/T 1213-2013《電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范》：中國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，對在線監(jiān)測系統(tǒng)的功能、性能、數(shù)據(jù)管理及接口提出明確要求。
IEEE C57.113-2011《Guide for the Measurement of Partial Discharge in High-Voltage Equipment》：美國IEEE發(fā)布的局部放電測量指南，重點(diǎn)指導(dǎo)高壓設(shè)備的放電測量實(shí)施。
GB/T 38115-2019《電力系統(tǒng)用氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備局部放電在線監(jiān)測技術(shù)要求》：專門針對GIS設(shè)備在線局部放電監(jiān)測的技術(shù)規(guī)范，涵蓋傳感器布置、數(shù)據(jù)采集與處理要求。

綜上所述，在線局部放電測量試驗(yàn)檢測是一項集傳感器技術(shù)、信號處理、智能分析與標(biāo)準(zhǔn)化管理于一體的綜合性技術(shù)。通過科學(xué)的檢測項目設(shè)置、先進(jìn)的檢測儀器配置、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)臋z測方法應(yīng)用以及嚴(yán)格遵循相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可顯著提升電力設(shè)備運(yùn)行安全水平，推動電力系統(tǒng)向智能化、數(shù)字化運(yùn)維轉(zhuǎn)型。