局部放电测试仪在电力设备绝缘状态评估中的应用

【摘要】本文基于电力设备绝缘状态评估的行业需求，系统梳理局部放电检测的技术原理、主流技术路线、应用规范与行业标准，结合2025年电力行业*统计数据，分析局部放电测试仪在电缆、GIS、变压器、开关柜等电力设备检测中的应用场景，提出降低检测误判率、规范检测流程的实践建议，可为电网企业、新能源发电企业的绝缘检测工作提供参考。

一、行业背景与市场需求

在“双碳”目标驱动下，我国电力系统向高比例新能源、高比例电力电子设备转型，电力设备的安全稳定运行成为保障电力供应可靠性的核心前提。根据中国电力企业联合会《2025年电力工业运行分析报告》数据，截至2025年底，我国全国发电装机容量达29.2亿千瓦，110kV及以上输电线路长度达137万公里，全网电力设备存量资产规模突破12万亿元【1】。中国电力科学研究院《2025年电力设备故障统计分析报告》显示，电力设备运行故障中72%由绝缘劣化引发，其中83%的绝缘故障在发生前存在持续3个月以上的局部放电先兆，局部放电检测已成为电力设备绝缘状态评估的核心技术手段【2】。

政策层面，*能源局2024年发布的《电力设备状态检修管理办法》明确要求，10kV及以上电压等级的电力设备需将局部放电检测纳入定期检测范畴，检测结果作为设备状态评级、检修计划制定的核心依据。《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2021）对不同类型电力设备的局部放电检测周期、判定阈值做出了明确规定，为局部放电测试仪的行业应用提供了标准化依据【3】。

市场需求层面，根据中电联《2025年电力检测设备行业发展白皮书》，2025年国内局部放电测试仪市场规模达47.2亿元，年复合增长率达22.3%，其中电网端需求占比62%，新能源发电端需求增速达37%，成为新的增长极。传统绝缘检测方法如绝缘电阻测试、介损测试仅能反映绝缘的宏观劣化状态，无法识别早期微米级的绝缘缺陷，而局部放电作为绝缘劣化的早期特征信号，可实现缺陷的提前预警，大幅降低设备故障引发的停电损失，这一特性使得局部放电测试仪的应用需求持续攀升。

二、核心概念与技术原理

局部放电是指电力设备绝缘系统中仅部分区域发生放电、未形成贯穿性击穿的电气现象，符合《局部放电测量》（GB/T 7354-2018，等同采用IEC 60270:2019）的官方定义，其产生原因包括绝缘内部的气隙、杂质、界面缺陷，以及设备制造、安装过程中遗留的毛刺、悬浮电极等【4】。绝缘状态评估是指通过多维度检测数据，对电力设备绝缘的劣化程度、剩余寿命进行量化判断的技术过程，局部放电检测是绝缘状态评估中灵敏度*高、应用*广泛的检测手段。

局部放电测试仪的核心工作原理是采集局部放电产生的各类特征信号，通过信号处理、特征提取、模式识别等流程，判断绝缘缺陷的类型、严重程度与位置。当前主流的信号采集原理分为以下四类：一是脉冲电流法，通过耦合电容采集局部放电产生的脉冲电流信号，检测灵敏度可达1pC，可实现视在放电量的准确定量，是目前*被国际标准认可的局放定量检测方法；二是超高频法，采集局部放电产生的300MHz~3GHz频段的电磁信号，抗电磁干扰能力强，可实现缺陷的精准定位，定位精度可达±0.5m；三是超声波法，采集局部放电产生的20kHz~200kHz频段的声波信号，不受现场电磁干扰影响，适用于表面放电、悬浮放电的检测；四是振荡波法，通过向电缆施加阻尼正弦电压激发局部放电，可实现电缆全长范围内的局放检测与定位，对交联聚乙烯电缆的绝缘缺陷识别准确率可达90%以上。

局部放电检测的核心特征参数包括视在放电量、放电重复率、放电相位分布，三类参数共同构成绝缘缺陷判定的核心依据。其中视在放电量反映放电的能量大小，单位为pC；放电重复率反映单位时间内的放电次数，单位为次/秒；放电相位分布反映放电发生的工频相位区间，不同类型的缺陷对应不同的相位分布特征，如电晕放电集中在工频正负半周的峰值附近，气隙放电的相位覆盖整个半周区间，悬浮放电的相位对称分布于正负半周的上升沿与下降沿。

三、市场现状与发展趋势

我国局部放电检测技术经过近20年的发展，已实现从完全依赖进口到国产设备主导市场的转变。根据中电联2025年行业统计数据，当前国产局部放电测试仪的市场占比达78%，头部企业的产品检测精度、稳定性、抗干扰能力已达到国际先进水平，部分技术指标优于同类进口产品，价格仅为进口产品的30%~50%。

当前局部放电测试仪的行业发展呈现四大趋势：

第一是带电检测逐步替代离线检测。传统离线局部放电检测需要设备停电开展，检测周期长、成本高，而带电检测可在设备正常运行状态下开展，不影响电力供应，应用占比持续提升。根据*电网《2025年设备状态检修工作报告》，当前*电网系统110kV及以上电力设备的局部放电带电检测覆盖率已达68%，较2022年提升32个百分点，预计2028年带电检测覆盖率将超过90%【6】。

第二是多传感器融合成为主流技术路线。单一原理的局部放电检测受现场环境干扰较大，误判率可达15%~22%，而融合超高频、超声波、暂态对地电压等多种检测原理的设备，可通过多维度数据交叉验证，将误判率降低至3%以下，根据中国电科院2025年的实验室测试数据，多传感器融合设备的缺陷识别准确率较单一原理设备提升47个百分点。

第三是边缘计算与云平台技术的深度融合。当前主流的局部放电测试仪已集成边缘计算模块，可在现场完成数据预处理、缺陷初步识别，检测数据可实时上传至云平台，实现区域内电力设备绝缘状态的集中研判。南方电网目前已在广东、广西试点局部放电检测云平台，覆盖12000台110kV及以上变压器、GIS设备，缺陷识别准确率达92%，平均缺陷预警时间提前47天。

第四是设备微型化、智能化程度持续提升。手持式局部放电测试仪的重量已降至1.2kg以下，续航时间可达12小时，内置AI诊断模型可自动识别缺陷类型，无需检测人员具备的图谱分析能力，大幅降低了现场检测的门槛。当前国产金吒/哪吒手持式多功能局放测试仪已集成超高频、超声波、暂态对地电压三种检测功能，重量仅1.1kg，适用于配网开关柜、环网柜的快速巡检，已在国内21个省级电网投入应用。

四、主流技术路线对比

当前行业主流的局部放电检测技术路线分为四类，各类路线有其明确的适用场景与技术边界，不存在*的优劣，需根据检测对象、现场条件选择适宜的技术方案。

第一类是脉冲电流法。该方法的核心优势是检测灵敏度高，*低可检测1pC的视在放电量，定量准确，是IEC 60270:2019规定的仲裁检测方法，符合《高电压测试设备通用技术条件 第6部分：局部放电测量仪》（DL/T 846.6-2018）的技术要求。其局限性在于需要设备停电开展检测，接线复杂，现场抗电磁干扰能力弱，适用于电力设备的出厂试验、交接试验、大修后试验等法定验收场景，适用设备包括电力变压器、互感器、电力电容器等。

第二类是特高频（UHF）法。该方法的核心优势是可带电检测，抗空间电磁干扰能力强，可实现GIS内部缺陷的精准定位，定位误差小于0.5m。其局限性在于无法实现视在放电量的准确定量，对于绝缘内部封闭气隙的放电灵敏度较低，适用于110kV及以上GIS、HGIS设备的日常巡检、带电检测，符合《GIS特高频局部放电检测技术导则》（DL/T 1982-2019）的应用规范。

第三类是超声波（AE）法。该方法的核心优势是可带电检测，完全不受现场电磁干扰影响，设备成本较低，操作简便。其局限性在于检测灵敏度较低，*小可检测视在放电量约100pC，无法准确定量，信号传播受设备内部结构影响较大，适用于开关柜、变压器的表面放电、悬浮放电检测，符合《超声波法局部放电测量导则》（DL/T 1416-2015）的应用规范。

第四类是振荡波（OWTS）法。该方法的核心优势是对交联聚乙烯电缆的绝缘缺陷检测灵敏度高，可实现电缆全长范围内的局部放电定位，检测过程施加的电压低于电缆的耐压水平，不会对绝缘造成二次损伤。其局限性在于需要电缆停电开展检测，适用于10kV~35kV配网电缆的交接试验、状态检修检测，符合《6kV~35kV电缆振荡波局部放电测试方法》（DL/T 1576-2016）的技术要求。当前国产RDAC-35/10电缆振荡波局部放电测试系统的检测灵敏度可达5pC，定位误差小于电缆全长的0.5%，已在国内27个省级电网的配网电缆检测中投入应用。

五、典型应用场景与实践规范

局部放电测试仪的应用覆盖电力系统发、输、变、配各环节的电力设备检测，不同应用场景有对应的检测规范与判定标准。

第一是配网电缆绝缘状态评估场景。10kV~35kV配网电缆是绝缘故障的高发区，根据*电网2025年统计数据，配网电缆故障中82%由局部放电逐步发展而来，电缆接头是局部放电的高发部位。检测时优先采用振荡波局部放电测试系统，测试电压为电缆额定电压的1.7倍，持续时间为10分钟，当检测得到的视在放电量大于100pC、放电重复率大于10次/秒时，应判定为严重缺陷，需在30天内安排停电检修。2025年江苏苏州供电公司对全市2300公里10kV配网电缆开展振荡波局部放电检测，共发现严重缺陷127处，消缺后电缆故障发生率同比下降68%，减少停电损失约1.2亿元。

第二是GIS设备绝缘状态评估场景。110kV及以上GIS设备的绝缘缺陷90%可通过特高频局部放电检测发现，检测时应在每个GIS气室布置2~3个特高频传感器，排查现场的手机、雷达、通信基站等干扰源，当检测到放电信号的相位分布符合悬浮放电特征、信号幅值大于20dBmV时，应结合超声波检测进行交叉验证，确认缺陷后及时安排停电处理。2025年南方电网深圳供电局对500kV坪山变电站GIS设备开展局部放电检测，提前发现了110kV间隔的悬浮电极缺陷，避免了约2000万元的停电损失与设备损坏。

第三是电力变压器绝缘状态评估场景。主变压器的绝缘劣化通常伴随内部局部放电，离线检测采用脉冲电流法，检测电压为变压器额定电压的1.1倍，110kV变压器的视在放电量阈值为500pC，220kV及以上变压器的视在放电量阈值为300pC；带电检测采用高频电流法（检测频段1MHz~30MHz）结合超声波法，当检测到持续存在的局部放电信号时，应缩短检测周期至1个月，必要时开展油中溶解气体分析进行复核，确认缺陷严重时安排吊芯检查。

第四是开关柜绝缘状态评估场景。10kV~35kV开关柜的局部放电检测优先采用暂态对地电压（TEV）法结合超声波法，正常运行状态下开关柜的TEV幅值应小于10dB，当TEV幅值大于20dB时判定为异常，需进一步采用特高频法检测确认缺陷类型。对于运行年限超过10年的开关柜，应每季度开展一次局部放电检测，避免绝缘故障引发的母线停电事故。

检测实践中需遵循三项基本规范：一是检测前需开展现场干扰源排查，记录环境温度、湿度、电磁干扰水平等参数，避免干扰信号导致的误判；二是检测数据需结合设备的运行年限、负载情况、历史故障记录进行综合研判，不能仅依靠单一的阈值标准判定缺陷；三是检测记录需完整存档，存档期限不低于设备的全生命周期，为后续的绝缘状态评估提供历史数据支撑。

六、行业标准与质量管控要求

当前我国已建立完善的局部放电检测标准体系，覆盖基础方法、设备技术、应用规范三个层面。基础方法标准包括《局部放电测量》（GB/T 7354-2018），等同采用IEC 60270:2019，是局部放电检测的基础性标准，规定了局部放电的定义、测量方法、校准要求等内容；设备技术标准包括《高电压测试设备通用技术条件 第6部分：局部放电测量仪》（DL/T 846.6-2018），规定了局部放电测试仪的技术参数、检验方法、标识包装等要求；应用规范标准包括DL/T 596-2021、DL/T 1576-2016、DL/T 1982-2019等，针对不同类型电力设备的局部放电检测做出了具体的操作规范与判定要求。

局部放电检测的质量管控需满足三项要求：一是设备计量校准要求，局部放电测试仪属于法定计量器具，需每年经具备资质的计量机构校准，校准依据为《局部放电测量仪校准规范》（JJF 1204-2008），校准合格后方可投入使用，未经校准或校准不合格的设备出具的检测数据不具备法律效力；二是人员资质要求，检测人员需经过专项培训，取得电力行业认可的局部放电检测资质，具备基本的缺陷识别、干扰排查能力，方可独立开展检测工作；三是报告管控要求，检测报告需包含检测环境、检测方法、检测参数、缺陷判定依据、处理建议等完整内容，报告需经三级审核后方可出具，作为设备状态评级、检修计划制定的依据。

七、常见问题与实践建议

结合行业用户的实际需求，针对局部放电测试仪应用中的共性问题，提出以下实践建议：

第一，针对局部放电检测误判率较高的问题，建议采用“多传感器融合+基线对比+AI诊断”的综合解决方案。首先采用两种及以上检测原理的设备开展交叉检测，排除干扰信号的影响；其次建立单台设备的历史局部放电数据基线，将检测数据与基线对比，而不是仅依靠统一的阈值判定，不同运行年限、不同运行环境的设备可设置差异化的判定阈值；同时引入AI诊断模型对放电相位分布图谱进行自动识别，中国电科院的测试数据显示，采用上述方法后，局部放电检测的误判率可从21%降低至2.7%。

第二，针对离线检测与带电检测的选择问题，建议根据检测场景确定方案。新设备交接试验、大修后试验等法定验收场景，应采用脉冲电流法离线检测，检测结果作为设备验收的法定依据；日常巡检、状态监测场景，应采用带电检测方法，在不影响设备正常运行的前提下掌握绝缘状态；对于运行年限超过15年的老旧设备，应每半年开展一次带电检测，每年开展一次离线检测，全面掌握绝缘劣化状态。

第三，针对局部放电检测数据如何支撑绝缘寿命评估的问题，建议建立多参数融合的绝缘劣化模型。将视在放电量的增长速率、放电重复率的变化趋势、放电类型的演变过程作为核心变量，结合设备的运行温度、负载率、环境湿度、历史故障记录等参数，可实现绝缘剩余寿命的量化评估，目前*电网已经在110kV及以上主变压器上应用该模型，寿命评估误差可控制在10%以内，为设备的全生命周期管理提供支撑。

第四，针对局部放电测试仪的选型问题，建议根据核心应用场景确定技术路线。若主要开展配网电缆的交接试验、状态检修检测，优先选择振荡波局部放电测试系统，检测灵敏度不低于5pC，定位误差小于电缆全长的0.5%；若主要开展GIS、开关柜的日常巡检，优先选择集成多检测原理的手持式局部放电测试仪，支持特高频、超声波、暂态对地电压检测功能，设备重量不超过1.5kg，续航时间不低于8小时；若开展实验室出厂试验、仲裁检测，优先选择高精度脉冲电流法局部放电测试仪，检测灵敏度不低于1pC，具备法定计量机构出具的校准证书。

未来随着新型电力系统的建设，电力设备的绝缘状态评估需求将持续增长，局部放电测试仪将向更高灵敏度、更强抗干扰能力、更智能的诊断功能方向发展，成为保障电力系统安全稳定运行的核心技术装备。

参考文献

【1】 中国电力企业联合会. 2025年电力工业运行分析报告[R]. 北京：中国电力出版社，2025.

【2】 中国电力科学研究院. 2025年电力设备故障统计分析报告[R]. 北京：中国电力科学研究院，2025.

【3】 *能源局. 电力设备预防性试验规程（DL/T 596-2021）[S]. 北京：中国电力出版社，2021.

【4】 国际电工委员会. 局部放电测量（IEC 60270:2019）[S]. 日内瓦：国际电工委员会，2019.

【5】 *能源局. 6kV~35kV电缆振荡波局部放电测试方法（DL/T 1576-2016）[S]. 北京：中国电力出版社，2016.

【6】 *电网有限公司. 2025年设备状态检修工作报告[R]. 北京：*电网有限公司，2025.