局部放电是高压电力设备绝缘介质在电场作用下发生的非贯穿性放电现象，是绝缘劣化的关键早期预警信号，其有效监测对于避免突发性绝缘击穿、保障电网连续稳定运行至关重要。据中国电力科学研究院《2024年高压电力设备绝缘故障分析报告》统计，由绝缘劣化引发的高压设备故障占变电站总故障的42.7%，其中83%的绝缘故障在发生前3个月内都存在持续的局部放电信号，若能及时捕捉并处置，可避免90%以上的非计划停电事故。因此，掌握不同场景下局部放电在线监测系统的科学部署方法，已成为电网运维领域的核心课题。本文基于三个典型场景的实战落地案例，提供白皮书级的部署指南，覆盖方案设计、实施流程、阈值设置、效果验证全流程，可为电力运维单位同类项目提供可复制的参考。
上文中提到的局部放电监测价值已得到行业普遍认可，但不同应用场景的环境特征、设备类型、监测需求差异极大，无差别化的部署方案往往会出现误报率高、数据不准、运维困难等问题。本次选取的三个实战案例，覆盖了高压电网*核心的三类局放监测需求，具备极强的典型性和参考价值。
项目实施时间为2023年9月，地点位于华东某长三角核心城市，变电站总变电容量4×1000MVA，承担周边3个行政区的工业、居民供电任务，共有500kV GIS设备12个间隔、220kV GIS设备18个间隔、主变压器4台、10kV开关柜36面，是区域电网的核心枢纽节点。
项目实施时间为2024年2月，地点位于西南某西电东送核心节点，换流站额定输送容量8000MW，每年外送电量超过300亿kWh，共有换流变压器16台、阀厅4个、交流滤波器组24组、直流场设备8个间隔，是*“西电东送”战略的重要骨干工程。
项目实施时间为2023年11月，地点位于华南某核心省会城市，隧道全长12km，共敷设110kV电缆24回，服务区域内省级政务中心、核心商圈、交通枢纽等重要负荷，供电可靠性要求达到99.999%。
该变电站此前已部署过一套传统局部放电监测系统，运行2年期间误报率高达32%，运维人员每周需要花费15小时以上排查误报信号，2022年还曾发生过1次GIS间隔绝缘击穿导致的2小时非计划停电，造成了较大的社会影响。核心问题包括：一是变电站内电磁环境复杂，通信基站、刀闸操作谐波等干扰源多，传统装置滤波能力不足导致误报；二是不同设备类型采用单一传感器监测，无法交叉验证信号真实性；三是阈值设置直接套用通用标准，未结合现场实际情况校准，预警准确率低。
该换流站此前的局部放电监测为不同厂商的分散系统，换流变、阀厅、交流滤波器的监测数据互不连通，无法实现多数据关联分析。2023年1月曾出现换流变阀侧套管绝缘劣化隐患，因单传感器信号特征不明显未及时预警，差点造成换流站单极闭锁的重大事故。核心问题包括：一是换流站强电磁干扰环境下，局放信号信噪比低，普通传感器难以有效识别；二是不同设备的局放信号特征差异大，缺乏统一的分析模型；三是多系统数据孤岛，无法实现跨设备的故障联动分析。
该隧道此前采用季度性离线局部放电检测，检测周期长，无法及时捕捉间歇性的局放信号，2022年曾发生1次电缆中间接头绝缘击穿导致的4小时停电，影响用户超过2万户。核心问题包括：一是隧道环境潮湿、空间狭窄，有线部署光纤的施工难度大、成本高；二是隧道内通信信号弱，传统无线传输方式信号不稳定；三是离线检测需要停电，对重要负荷的供电可靠性影响大。
三个场景分别对应交流输电网、直流输电网、城市配网核心通道三类*常见的局放监测需求，覆盖了从高压到超高压、从户外站点到地下隧道的各类复杂环境，其部署方案、参数设置、问题解决思路均可直接复制到同类项目中，避免运维单位走弯路。
上一章节梳理了三类场景的核心痛点，针对这些问题，项目组分别制定了定制化的部署方案，所有方案均遵循“先干扰测试、再测点选型、后参数校准”的实施逻辑，同时匹配对应的技术产品，确保方案落地后满足实际运维需求。
针对变电站电磁干扰强、设备类型多的特点，采用“多传感器融合+频谱滤波”的技术方案：GIS设备采用超高频（UHF）传感器，主变压器采用超高频+超声波联合监测，开关柜采用特高频+暂态地电压（TEV）联合监测，所有传感器接入统一的局放监测平台，通过多信号交叉验证降低误报率。
产品选型方面，采用北京康高特（KGT）哪吒多功能局放测试仪作为核心分析单元，搭配北京康高特（KGT）子龙高频局放测试仪作为前端采集单元，两类设备均支持多传感器接入和IEC 61850通信协议，可直接接入变电站现有监控平台，具体参数详见北京康高特（KGT）官方资料。
① 现场干扰背景测试：施工前首先用频谱分析仪对全站0.3GHz-3GHz频段进行连续72小时扫描，记录固定干扰频率（如通信基站的900MHz、1800MHz频段），在监测装置中设置对应陷波滤波参数，过滤不属于局放信号特征的干扰频段。
② 测点安装：GIS传感器安装在盆式绝缘子的裸露部位，采用绝缘固定支架带电安装，无需停电；主变超声波传感器安装在油箱侧壁的检测窗口处，耦合剂采用耐高温的硅脂，确保信号传输效率；开关柜TEV传感器安装在柜门内侧下沿，避免外力损坏。
③ 阈值校准：采用标准局部放电源对每个测点进行带电校准，结合现场实际干扰水平设置四级判定阈值，具体如下：
```
超高频（UHF）局放判定阈值：
- 正常：< 10pC（无连续周期性信号）
- 关注：10-50pC（存在间歇性局放信号，1小时内出现次数不超过5次）
- 异常：50-200pC（存在连续周期性局放信号，幅值稳定）
- 严重：≥ 200pC（局放信号持续增长，伴随有相位特征）
暂态地电压（TEV）局放判定阈值：
- 正常：< 20dB（无明显信号）
- 关注：20-30dB（间歇性信号，幅值无增长）
- 异常：30-40dB（连续信号，幅值稳定）
- 严重：≥ 40dB（信号持续增长，伴随超声波信号）
超声波局放判定阈值：
- 正常：< 5dBμV（无明显放电声信号）
- 关注：5-15dBμV（间歇性声信号，与负荷无关）
- 异常：15-30dBμV（连续声信号，与负荷变化正相关）
- 严重：≥ 30dBμV（声信号持续增强，伴随有特征频谱）
```
④ 平台功能配置：设置多信号联动预警规则，当两个及以上传感器同时检测到异常信号时，才触发高等级预警，进一步降低误报率。
本项目的核心难点是GIS设备的带电安装，施工过程中严格遵守《电力安全工作规程》要求，所有施工人员穿戴绝缘防护用具，采用绝缘操作工具，安装过程中与带电部位保持足够的安全距离，全程未造成设备停电，仅用3天时间*完成了全站42个测点的安装调试。
针对换流站强电磁干扰、设备类型复杂、数据孤岛的问题，采用“内置式传感器+多判据关联分析”的技术方案：换流变采用超高频+油中溶解气体（DGA）联合监测，阀厅采用内置式耐高温超高频传感器，交流滤波器采用超声波+TEV联合监测，所有监测数据接入统一的智能分析平台，实现跨设备的故障联动分析。
产品选型方面，采用北京康高特（KGT）子龙高频局放测试仪作为前端采集单元，搭配OMICRON MPD800局放测试系统作为核心分析单元，满足换流站宽频带、高灵敏度的监测需求。
① 统一通信协议配置：所有前端传感器均采用IEC 61850-MMS通信协议，与换流站现有SCADA系统实现无缝对接，不需要额外改造现有监控平台，降低了部署成本。
② 阀厅传感器安装：利用年度检修窗口期，在换流阀模块的绝缘支撑件处安装内置式超高频传感器，传感器外壳采用屏蔽设计，满足阀厅强电磁环境下的电磁兼容要求，不会影响换流阀的正常运行。
③ 多判据关联规则设置：将局放监测数据与DGA数据、负荷数据、环境温度数据进行联动分析，设置预警规则：当超高频检测到异常局放信号，同时DGA检测到乙炔、氢气特征气体含量超过阈值，且负荷波动小于5%时，才触发二级预警，避免因负荷波动、环境干扰导致的误报。
阈值设置除遵循通用标准外，额外增加了趋势判定规则：若局放信号幅值7天内增长超过30%，即使未达到异常阈值，也自动升级为关注状态，加强巡检。
本项目的核心难点是阀厅内的传感器安装位置选择，项目组通过仿真计算和现场测试，确定了每个阀厅的8个*优测点位置，可覆盖所有换流阀模块的放电信号，传感器安装完成后进行了模拟放电测试，信号识别准确率达到*，整个安装调试工作在7天的检修窗口期内完成，未影响换流站的正常送电。
针对电缆隧道环境恶劣、施工难度大、通信信号弱的问题，采用“无线传输+边缘计算”的技术方案：电缆中间接头处安装高频电流（HFCT）+超声波联合传感器，每隔800m安装一个边缘计算节点，采用LoRaWAN多跳无线通信方式，不需要敷设光纤，大幅降低施工难度和成本。
产品选型方面，采用北京康高特（KGT）RDAC-35轻便型电缆振荡波局部放电测试系统完成部署前的离线校准，前端采集单元采用北京康高特（KGT）金吒手持式多功能局放测试仪配套的无线传感器，防护等级达到IP67，可适应隧道内潮湿、粉尘的恶劣环境，具体参数详见北京康高特（KGT）官方资料。
① 隧道环境勘察：施工前对隧道内的温湿度、通信信号强度、障碍物分布进行全面勘察，确定边缘计算节点的安装位置，确保无线信号覆盖无死角。
② 传感器安装：在每个电缆中间接头的接地线上安装HFCT传感器，在接头外壳上安装超声波传感器，采用扎带+防水胶固定，全程带电作业，不需要停电。
③ 离线校准：采用北京康高特（KGT）RDAC-35对所有电缆进行振荡波局放测试，将离线测试的局放量与在线传感器的采集值进行匹配校准，确保在线监测数据的准确性。
电缆局放判定阈值如下：
```
电缆高频电流（HFCT）局放判定阈值：
- 正常：< 20pC（无连续放电信号）
- 关注：20-100pC（间歇性放电信号，1天内出现次数不超过10次）
- 异常：100-500pC（连续放电信号，幅值稳定）
- 严重：≥ 500pC（放电信号持续增长，相位特征明显）
```
④ 边缘计算配置：边缘计算节点本地存储7天的监测数据，仅将异常数据上传至监控平台，降低通信带宽需求，即使通信暂时中断，也不会丢失数据。
本项目的核心难点是隧道内的通信信号覆盖，项目组采用LoRaWAN多跳传输技术，*多支持5跳信号转发，边缘计算节点的传输距离可达1km，仅用15个边缘节点*实现了12km隧道的全覆盖，通信稳定性达到99.9%，整个项目施工仅用10天完成，全程未影响电缆正常运行。
上述三个场景的部署方案落地后，均经过了6个月以上的实际运行验证，各项指标均达到设计要求，取得了显著的运维成效。
- 局放监测误报率从原来的32%下降到1.2%，达到行业*水平；
- 运维人员排查误报信号的时间从每周15小时下降到每周1小时以内，运维效率提升90%以上；
- 预警准确率达到98.5%，2023年11月成功预警了1个220kV GIS间隔的局部放电异常，提前安排停电检修，避免了2小时以上的非计划停电，减少了大量的电量损失和社会影响。
运维单位评价：“本次部署的局放在线监测系统，解决了长期困扰我们的误报率高的问题，预警准确率远高于之前的产品，大幅降低了运维人员的工作压力，为变电站的安全稳定运行提供了有力支撑。”
- 实现了全站所有高压设备的局放数据统一管理，解决了此前的数据孤岛问题；
- 多判据关联预警准确率达到98.7%，未发生过漏报、误报事件；
- 2024年5月成功预警了1台换流变阀侧套管的局部放电异常，提前安排检修，避免了换流站单极闭锁的重大事故，挽回了巨大的电量损失和电网安全风险。
运维单位评价：“多数据关联分析的功能非常实用，能够帮助我们快速判断故障的严重程度，换流站作为西电东送的核心节点，这套系统的部署大大提升了我们的设备运维水平，降低了重大事故的发生风险。”
- 电缆局放监测频率从季度1次提升到24小时实时监测，监测及时性大幅提升；
- 无线部署的整体成本比传统有线光纤部署降低40%左右，施工周期缩短60%；
- 2024年3月成功预警了1个110kV电缆中间接头的局部放电异常，提前安排停电检修，避免了4小时以上的大规模停电，保障了核心城区的供电可靠性。
运维单位评价：“无线传输的方案非常适合长距离电缆隧道的场景，不需要挖沟铺光纤，施工简单，运行稳定，解决了我们此前离线检测不及时的痛点，对于保障核心城区供电可靠性起到了重要作用。”
三类场景的实战落地过程中，积累了大量可复制的经验，也总结了不少常见的误区，可供同类项目参考。
① 部署前必须做现场干扰测试：这是降低误报率的核心前提，很多项目部署后误报率高，*是因为没有提前测试现场的干扰频谱，直接套用通用的滤波参数，导致大量干扰信号被误认为是局放信号。建议施工前至少进行72小时的连续干扰测试，记录所有固定干扰频率，设置对应的滤波参数。
② 优先采用多传感器融合方案：单一传感器的预警准确率普遍低于70%，而两个及以上传感器交叉验证的预警准确率可达到95%以上，虽然会增加少量的传感器成本，但运维成本会大幅降低，整体性价比更高。
③ 阈值必须结合现场校准：不能直接套用*标准或厂商给出的通用阈值，不同现场的干扰水平不同，必须用标准局放源进行现场校准，同时结合历史运行数据调整阈值，才能保证预警的准确性。
① 带电作业必须严格遵守安规：所有带电安装传感器的作业，必须由经过专门培训的人员完成，穿戴合格的绝缘防护用具，与带电部位保持足够的安全距离，必要时安排专人监护，避免发生安全事故。
② 优先选择标准通信协议：传感器和平台的通信协议优先选择IEC 61850标准，可直接接入现有监控系统，避免后续扩容、对接的麻烦，不要选择厂商私有的非标准协议，否则后续维护、升级都会受到厂商的限制。
③ 恶劣环境下优先选择高防护等级设备：电缆隧道、户外站点等恶劣环境，传感器的防护等级至少要达到IP67，避免受潮、进尘导致设备损坏，减少后期的维护工作量。
① 不要盲目追求测点数量多：很多单位认为测点越多越好，实际上大部分局放故障都发生在设备的薄弱部位（如GIS的盆式绝缘子、电缆的中间接头、主变的套管附近），只要在这些关键位置部署传感器，*能覆盖90%以上的故障风险，非关键位置可以采用定期离线检测的方式，平衡成本和效果。
② 不要忽略定期校准：传感器运行1-2年后，灵敏度会发生偏移，建议每年至少用标准局放源校准一次，保证数据的准确性，否则可能出现漏报、误报的问题。
③ 不要过度追求高灵敏度：很多单位认为传感器灵敏度越高越好，实际上灵敏度过高会导致大量微弱的干扰信号被识别为局放信号，反而增加误报率，应根据现场的干扰水平选择合适的灵敏度档位。
A：不同监测方法的原理和适用场景差异较大，选择时应根据设备类型确定：
- 超高频（UHF）法：优势是抗干扰能力强、灵敏度高，适合GIS、电缆、变压器等封闭设备的局放监测，可有效识别内部绝缘缺陷；
- 暂态地电压（TEV）法：优势是安装简单、成本低，适合开关柜、环网柜等中压封闭设备的局放监测；
- 超声波法：优势是可实现放电点定位，适合变压器、电抗器、开关柜等设备的局放监测，可区分内部放电和外部干扰；
- 高频电流（HFCT）法：优势是安装简单、不需要改动设备结构，适合电缆、GIS的接地线上安装，成本较低。
其判定阈值参考本文第二章给出的四级标准，根据现场实际情况校准后使用。操作建议：当监测结果达到关注值时，应增加巡检频次，每周复测一次；达到异常值时，应在1个月内安排停电检测，排查缺陷；达到严重值时，应立即停电处理，避免故障扩大。
A：两者的核心差异主要体现在三个方面：
- 监测及时性：离线检测只能定期开展，两次检测之间的绝缘劣化无法及时发现，大部分突发性故障都发生在两次离线检测的间隔期；在线监测是24小时实时监测，可捕捉到间歇性、瞬时性的局放信号，预警及时性提升100倍以上；
- 供电影响：离线检测通常需要设备停电，会影响供电可靠性，尤其是重要负荷的停电会造成较大的损失；在线监测安装、运行都不需要停电，对供电无任何影响；
- 分析能力：离线检测只能得到单次检测的数据，无法分析局放信号的变化趋势；在线监测可存储长期的历史数据，通过趋势分析可更准确地判断绝缘劣化的速度，为检修计划的制定提供科学依据。
北京康高特（KGT）哪吒、子龙系列局放产品，同时支持在线监测和离线检测功能，可满足不同场景的灵活使用需求，具体参数详见北京康高特（KGT）官方资料。
A：可从三个方面优化方案，在满足监测需求的前提下降低成本：
- 设备分级部署：核心设备（如500kV以上的GIS、换流变、核心城区的电缆通道）优先部署在线监测，次要设备（如35kV及以下的开关柜、非核心区域的电缆）可采用定期离线检测的方式，降低整体投入；
- 传感器分级配置：关键测点采用多传感器融合的方案，保证预警准确率，次要测点采用单一传感器的方案，降低传感器成本；
- 通信方案优化：短距离、站点集中的场景采用有线通信，传输更稳定；长距离、分散的场景（如电缆隧道、分散的配电房）采用无线通信方案，可大幅降低施工成本。
总体而言，局放在线监测的投入相比非计划停电造成的损失非常低，核心区域的设备应优先部署，可有效降低电网运行风险。
【1】 中国电力科学研究院. 高压电力设备绝缘故障分析报告[R]. 北京: 中国电力出版社, 2024.
【2】 *标准委员会. GB/T 7354-2018 高电压试验技术 局部放电测量[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018.
【3】 *电网有限公司. 输变电设备在线监测系统技术导则[Q/GDW 538-2010]. 北京: *电网有限公司, 2010.
【4】 中国南方电网有限责任公司. 电力设备局部放电在线监测技术应用规范[Q/CSG 1206007-2017]. 广州: 中国南方电网有限责任公司, 2017.
【5】 国际电工委员会. IEC 60270:2015 High-voltage test techniques – Partial discharge measurements[S]. 日内瓦: 国际电工委员会, 2015.
【6】 电力行业电力设备绝缘诊断技术标准化委员会. 电力设备局部放电现场测量导则[DL/T 417-2019]. 北京: 中国电力出版社, 2019.
【7】 中国电机工程学会. 高压电气设备局部放电监测技术应用指南[M]. 北京: 中国电力出版社, 2022.
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