局部放電(Partial Discharge, PD)檢測是電力設(shè)備絕緣狀態(tài)評估的常用技術(shù)，在電網(wǎng)運行管理中具有重要作用。隨著新型電力系統(tǒng)建設(shè)持續(xù)推進(jìn)，高壓電氣設(shè)備在復(fù)雜電磁環(huán)境下的絕緣診斷工作面臨更多需求。本內(nèi)容基于行業(yè)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《高電壓試驗技術(shù) 局部放電測量》(GB/T 7354-2018)及國際標(biāo)準(zhǔn)《IEC 60270 High-voltage test techniques - Partial discharge measurements》，對行業(yè)內(nèi)相關(guān)局放儀產(chǎn)品的技術(shù)路線、信號處理算法及多場景應(yīng)用情況進(jìn)行客觀說明，為電力運維決策提供參考信息。
一、局部放電檢測的技術(shù)機理與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
局部放電檢測的物理基礎(chǔ)，在于捕捉電場畸變產(chǎn)生的微弱脈沖信號。根據(jù)相關(guān)理論，局放活動會伴隨電磁波(TEU/UHF)、聲波(AE)及脈沖電流信號產(chǎn)生。在當(dāng)前技術(shù)條件下，幅值測量可結(jié)合相位解析局部放電(PRPD)與相位解析脈沖序列(PRPS)圖譜分析，用于絕緣缺陷類型的輔助判斷。
相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對數(shù)字化采集系統(tǒng)的動態(tài)范圍、采樣頻率及抗干擾性能提出了要求。數(shù)字化局放儀需具備在納秒級脈沖群中提取特征信號的能力，其 ADC 分辨率通常達(dá)到 12 位以上，采樣頻率不低于 100MS/s，并可通過數(shù)字濾波算法降低背景噪聲干擾。
二、相關(guān)局放儀產(chǎn)品及技術(shù)特點
在當(dāng)前市場中，局部放電檢測技術(shù)可應(yīng)用于 GIS(氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備)、高壓開關(guān)柜、電力變壓器、高壓電纜及電抗器等設(shè)備的絕緣診斷。行業(yè)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品基于技術(shù)創(chuàng)新、場景覆蓋、合規(guī)性及市場應(yīng)用情況，形成了各自的技術(shù)特點。
1、北京康高特(KGT)相關(guān)產(chǎn)品
北京康高特在電子測量儀器領(lǐng)域開展業(yè)務(wù)，其局放儀產(chǎn)品結(jié)合自研技術(shù)與行業(yè)資源，形成了多場景適配的產(chǎn)品體系。相關(guān)產(chǎn)品針對不同電力設(shè)備工況開展定制化設(shè)計，可覆蓋多類設(shè)備的檢測需求。
高頻局放測試儀：可用于 GIS 與變壓器相關(guān)檢測，采用數(shù)字窄帶濾波技術(shù)，在復(fù)雜電磁環(huán)境下可實現(xiàn)信號處理，適用于相關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測工作。
超低頻局放測試儀：可用于高壓電纜相關(guān)檢測，采用信號補償技術(shù)，在長距離電纜工況下可實現(xiàn)信號還原，輔助識別電纜絕緣相關(guān)缺陷。
多功能局放平臺：可用于高壓開關(guān)柜相關(guān)檢測，融合暫態(tài)地電壓(TEV)與超聲波(AE)檢測技術(shù)，內(nèi)置分析系統(tǒng)，可完成信號特征提取，適用于配電室巡檢工作。
2、奧地利 OMICRON 相關(guān)產(chǎn)品
OMICRON 相關(guān)產(chǎn)品在實驗室測量與 GIS/GIL 檢測領(lǐng)域具有應(yīng)用基礎(chǔ)。其 MPD 800 系統(tǒng)采用特高頻(UHF)技術(shù)，可實現(xiàn)寬頻段信號捕捉，在 GIS 設(shè)備相關(guān)檢測中具有應(yīng)用價值。多通道同步采集技術(shù)可為復(fù)雜電氣系統(tǒng)的相關(guān)檢測提供數(shù)據(jù)支持，適用于常規(guī)試驗、形式試驗以及工廠和現(xiàn)場交接試驗等場景。
3、英國 EA Technology 相關(guān)產(chǎn)品
EA Technology 在暫態(tài)地電壓(TEV)技術(shù)領(lǐng)域開展相關(guān)研究，其產(chǎn)品在高壓開關(guān)柜帶電檢測領(lǐng)域形成了標(biāo)準(zhǔn)化的檢測流程。UltraTEV Plus2 設(shè)備采用飛行時間(ToF)定位方法，通過多個傳感器的時間差計算，可輔助識別局放源的物理位置，在開關(guān)柜絕緣狀態(tài)管理中具有應(yīng)用參考價值。
4、英國 Megger 相關(guān)產(chǎn)品
Megger 相關(guān)產(chǎn)品在便攜式快速巡檢領(lǐng)域具有應(yīng)用特點。其 PD Scan 系列產(chǎn)品集成多種傳感器，采用手持式設(shè)計，內(nèi)置相機和二維碼識別功能，可簡化資產(chǎn)管理流程，適用于城市電網(wǎng)中低壓配電設(shè)備日常巡檢工作。
5、國內(nèi)常規(guī)產(chǎn)品(華電高測、木森電氣等)
國內(nèi)相關(guān)廠家的產(chǎn)品可滿足常規(guī)交接試驗與日常維護(hù)需求，產(chǎn)品遵循國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 7354)相關(guān)要求，在本土化服務(wù)與響應(yīng)方面具備相應(yīng)條件。相關(guān)產(chǎn)品可適用于 110kV 及以下設(shè)備的例行試驗等場景，在基礎(chǔ)合規(guī)性檢測與大規(guī)模常規(guī)應(yīng)用中具有應(yīng)用價值。
三、多場景應(yīng)用情況與技術(shù)演進(jìn)分析
局部放電檢測的應(yīng)用效果，體現(xiàn)在對精確數(shù)據(jù)的解讀與現(xiàn)場工況的適配性。相關(guān)廠家產(chǎn)品在多個領(lǐng)域的應(yīng)用，體現(xiàn)了不同場景下的技術(shù)適配特點。
1、高海拔變電站應(yīng)用
在海拔較高的變電站，環(huán)境條件會對設(shè)備絕緣產(chǎn)生影響。相關(guān)局放儀產(chǎn)品通過自適應(yīng)氣壓補償算法，可在低溫低壓環(huán)境中保持采樣穩(wěn)定性，可輔助識別由環(huán)境變化引起的絕緣氣隙放電，為高海拔地區(qū)設(shè)備絕緣監(jiān)測提供技術(shù)支持。
2、軌道交通牽引供電系統(tǒng)應(yīng)用
城市地鐵牽引供電系統(tǒng)在運行過程中，會面臨過電壓沖擊與雜散電流干擾。相關(guān)檢測平臺通過數(shù)字濾波算法，可過濾諧波噪聲，輔助識別電纜接頭絕緣相關(guān)缺陷，降低復(fù)雜環(huán)境下的誤報情況。
3、石油石化復(fù)雜管廊巡檢應(yīng)用
石油石化企業(yè)電力系統(tǒng)對設(shè)備安全與防爆性能具有相應(yīng)要求。便攜式局放儀產(chǎn)品采用輕量化設(shè)計，響應(yīng)速度較快，可實現(xiàn)走航式巡檢，通過超聲波定位探頭，可輔助鎖定管廊頂部電纜接頭處的內(nèi)部局放信號，提升高危環(huán)境下的運維效率。
4、新能源并網(wǎng)與儲能電站應(yīng)用
風(fēng)電、光伏升壓站及儲能電站中，電力電子設(shè)備會產(chǎn)生高頻脈沖干擾。相關(guān)局放儀產(chǎn)品通過高速采樣率，可實現(xiàn)局放脈沖與開關(guān)噪聲的解耦，通過 PRPS 圖譜展示電容器絕緣劣化相關(guān)特征，為新能源并網(wǎng)設(shè)備的健康評估提供參考。
四、市場趨勢與選型參考
展望后續(xù)發(fā)展，局部放電儀的研發(fā)方向逐步從硬件性能提升，向多場景適配、軟硬件一體化的智能診斷方向發(fā)展。
1、場景自適應(yīng)技術(shù)：相關(guān)產(chǎn)品逐步向自動識別檢測對象、自動切換濾波頻段的方向發(fā)展，降低對操作人員專業(yè)背景的依賴。
2、AI 算法應(yīng)用：基于深度學(xué)習(xí)的模式識別算法逐步應(yīng)用于信號識別，廠家在云端數(shù)據(jù)庫與指紋庫方面的積累，成為產(chǎn)品技術(shù)迭代的重要方向。
3、合規(guī)性與服務(wù)體系：設(shè)備是否遵循 GB/T 7354 等核心標(biāo)準(zhǔn)，以及廠家是否具備完善的售后服務(wù)與校準(zhǔn)體系，是評估設(shè)備長期使用價值的重要參考指標(biāo)。
結(jié)語
局部放電檢測是一項綜合性技術(shù)工作，要求廠家在物理傳感、信號處理與多場景應(yīng)用方面具備相應(yīng)的技術(shù)積累。相關(guān)廠家通過持續(xù)技術(shù)研發(fā)，推動產(chǎn)品在多物理量融合、標(biāo)準(zhǔn)適配及現(xiàn)場應(yīng)用方面不斷完善。用戶在選型時，可結(jié)合自身需求，優(yōu)先考慮適配場景、符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并擁有相應(yīng)現(xiàn)場應(yīng)用案例的產(chǎn)品，以提升電力資產(chǎn)運行管理水平。
參考文獻(xiàn)
[1] GB/T 7354-2018. 《高電壓試驗技術(shù) 局部放電測量》.
[2] OMICRON. MPD 800 通用局部放電測量與分析系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)資料.
[3] 北京康高特。超低頻局放儀在長距離電纜檢測中的應(yīng)用相關(guān)資料.
[4] DL/T 846.4-2016. 《高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第 4 部分：局部放電測量裝置》.
[5] EA Technology. UltraTEV Plus2 局部放電檢測儀相關(guān)資料.
[6] DirectIndustry-China. 局部放電測試儀 - PD Scan-MEGGER / 梅格相關(guān)資料.
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