局部放电测试仪原理：如何检测电力设备绝缘劣化

不少电力运维企业、电网场站运营方近期咨询两个核心问题：一是日常电力设备状态监测中，怎么通过局放检测提前识别绝缘劣化早期隐患，避免突发停电事故？二是采用局部放电测试仪开展检测的流程和结果，怎么符合行业监管的规范要求？这两个问题覆盖了B端运营主体的降本需求和G端监管机构的合规要求，也是当前电力设备运维领域的核心关注方向。

电力设备在长期运行过程中，会持续受到电应力、热应力、机械振动以及环境湿度、污秽等因素的影响，绝缘材料会逐步出现老化、开裂、气隙等缺陷，这类缺陷在电场作用下会发生局部区域的击穿放电，也*是我们常说的局部放电。局放检测是目前常用的有效识别绝缘劣化早期隐患的手段，也是电力设备状态监测体系中的核心检测项目【1】。根据大量运维数据统计，80%以上的高压电力设备绝缘故障，在发生前3-6个月都会出现明显的局放信号异常，因此常态化开展局放检测，能有效将绝缘故障的处置窗口提前，降低非计划停电带来的损失。

一、局部放电测试仪的工作原理与选型参考

局部放电测试仪是开展局放检测的核心设备，根据检测原理的不同，目前主流的局部放电测试仪可以分为脉冲电流型、超高频型、超声波型、特高频型等多个类别，分别适配不同的电力设备检测场景。脉冲电流法局部放电测试仪通过耦合电力设备接地线上的脉冲电流信号来检测局放，检测精度高，适合实验室离线的绝缘劣化标定检测，也是目前型式试验中常用的检测设备【2】。超高频型局部放电测试仪通过采集局放产生的300MHz-3GHz的超高频电磁波信号，适合现场GIS、变压器等封闭电力设备的局放检测，抗干扰能力较强，适合户外现场的巡检作业。超声波型局部放电测试仪通过采集局放产生的超声波振动信号，适合开关柜、环网柜等低压电力设备的局放检测，能实现放电源的精准定位，是配网状态监测中常用的设备。部分局部放电测试仪还内置了绝缘劣化研判模型，能自动给出初步的评估结论，降低对检测人员的经验要求。

针对B端用户关心的性能参数和选型问题，常规的局放检测作业中，局部放电测试仪的灵敏度需要达到10pC以下，采样率不低于1GS/s，同时具备内置的滤波模块，能有效滤除现场的电磁干扰。对于多站点运维的团队，可以选择便携式的局部放电测试仪，兼顾不同类型电力设备的检测需求，降低设备采购成本；对于核心枢纽变电站、新能源升压站等重要站点，可以选择在线式局部放电测试仪，接入电力设备状态监测平台，实现24小时不间断的局放信号采集，异常情况自动预*，减少人工巡检的工作量。

二、基于局部放电测试仪的状态监测落地流程

规范的局放检测流程是保障绝缘劣化研判准确性的核心，不管是日常巡检还是专项检测，都需要遵循统一的操作规范。首先是检测前的准备工作，需要确认待检测电力设备的运行电压、运行年限、历史故障记录，提前清理检测面的污秽，同时对局部放电测试仪进行校准，确保设备运行正常【3】。其次是现场检测，对于开关柜类电力设备，优先采用超声波法结合暂态对地电压法开展普测，发现异常信号后，采用超高频法做交叉验证，定位放电源的具体位置；对于GIS、变压器类电力设备，采用超高频法结合脉冲电流法开展检测，记录局放信号的幅值、频次、相位分布等参数。检测完成后要及时导出局部放电测试仪的原始数据，和检测报告一同存档，纳入电力设备状态监测的档案。*后是结果研判，结合检测得到的局放数据，对照相关标准的阈值，评估电力设备的绝缘劣化程度，对于局放量较小且稳定的设备，可以纳入后续的状态监测跟踪清单，缩短检测周期；对于局放量持续增长、超过阈值的设备，需要及时安排停电检修，更换存在缺陷的绝缘部件。

从实际应用效果来看，某省级电网公司2023年在辖区内的35kV以上变电站全面推广常态化局放检测，配备了42台便携式局部放电测试仪，全年累计完成1200余站次的电力设备局放检测，提前发现了27起绝缘劣化隐患，避免了近2000万元的停电损失，有效提升了区域电网的运行可靠性。工业厂区配电站、新能源升压站等场景的运维数据也显示，每月开展1次常规局放检测，能将电力设备绝缘故障的发生率降低70%以上，状态监测的投入产出比可达1:8以上。

三、局放检测的合规要求与运维管理规范

针对G端用户关心的标准规范、资质要求等问题，目前我国已经出台了多项关于局放检测、电力设备状态监测的*标准和行业规范，对检测流程、设备要求、报告资质都有明确的规定。首先是检测设备要求，用于出具正式检测报告的局部放电测试仪，需要经过法定计量机构的校准，取得校准证书，校准有效期不超过1年【4】。其次是检测人员要求，开展局放检测的作业人员需要持有电力行业特种作业操作证，经过专门的局放检测技术培训，具备绝缘劣化研判的能力。第三是检测报告要求，正式的局放检测报告需要包含检测设备信息、检测环境参数、局放信号图谱、绝缘劣化评估结论等内容，加盖检测机构的CMA资质印章，才能作为电力设备竣工验收、运维考核的有效依据。

在运维管理层面，多地能源监管部门已经将局放检测纳入电力设备状态监测的考核指标，要求35kV以上变电站每年至少开展1次全覆盖的局放检测，110kV以上变电站逐步安装在线式局部放电测试仪，实现绝缘劣化的动态监测，相关的检测记录需要保存至少3年，以备监管核查。新能源电站的并网验收环节，也明确要求提交升压站主变、GIS等核心电力设备的局放检测报告，确认不存在绝缘劣化隐患后方可并网运行。部分城市的市政电力设施运维考核中，也将局放检测覆盖率、绝缘劣化隐患处置率作为核心考核指标，与运维服务商的经费结算直接挂钩。

四、局放检测常见问题与误差规避方法

很多B端用户在实际作业中会遇到检测信号干扰大、绝缘劣化研判不准的问题，这类问题可以通过规范操作流程来有效规避。首先是干扰信号的区分，现场常见的干扰信号包括手机通信干扰、电晕放电干扰、电机运行干扰等，这类干扰信号的相位分布和工频电压没有对应关系，而真实的局部放电信号通常集中在工频电压的正负半周的上升沿和下降沿，通过局部放电测试仪自带的相位分辨功能*能有效区分干扰和真实局放信号【5】。其次是多方法交叉验证，对于疑似的局放信号，可以采用两种以上不同原理的局部放电测试仪开展检测，如果两种方法都检测到特征一致的信号，*可以确认是真实的局部放电，排除干扰的影响。第三是结合历史数据研判，绝缘劣化是一个逐步发展的过程，单次检测的局放量异常不能直接判定为严重缺陷，需要结合该设备过往的状态监测数据、局放检测数据进行对比，如果局放量呈现持续增长的趋势，才说明绝缘劣化在加速发展，需要及时处置。

总的来说，局部放电测试仪作为局放检测的核心工具，在电力设备状态监测、绝缘劣化早期识别中发挥着不可替代的作用。对于B端的电力运维企业、场站运营方来说，选择适配的局部放电测试仪，建立规范的局放检测流程，能有效降低故障风险，减少运维成本；对于G端的监管机构、行业主管部门来说，完善局放检测的标准规范，加强检测资质的管理，能有效提升电力系统的整体运行可靠性，保障电力供应安全。

参考文献

【1】 DL/T 417-2019 电力设备局部放电现场测量导则

【2】 GB/T 7354-2018 高电压试验技术 局部放电测量

【3】 DL/T 1432-2015 变电设备在线监测装置检验规范 *部分：通用技术条件

【4】 国能发安全〔2022〕22号 电力安全生产标准化管理办法

【5】 DL/T 1815-2018 电力设备绝缘劣化评估导则