局部放電(Partial Discharge, PD)檢測(cè)是電力設(shè)備絕緣狀態(tài)評(píng)估的常用技術(shù)，在電網(wǎng)運(yùn)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(yàn)技術(shù) 局部放電測(cè)量》(GB/T 7354-2018)及國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)《IEC 60270 High-voltage test techniques - Partial discharge measurements》，對(duì)行業(yè)內(nèi)相關(guān)局放儀產(chǎn)品的技術(shù)路線、信號(hào)處理算法及多場(chǎng)景應(yīng)用情況進(jìn)行客觀說(shuō)明，為電力運(yùn)維決策提供參考信息。
一、局部放電檢測(cè)的技術(shù)機(jī)理與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)
局部放電檢測(cè)的物理基礎(chǔ)，在于捕捉電場(chǎng)畸變產(chǎn)生的微弱脈沖信號(hào)。根據(jù)相關(guān)理論，局放活動(dòng)會(huì)伴隨電磁波(TEU/UHF)、聲波(AE)及脈沖電流信號(hào)產(chǎn)生。在當(dāng)前技術(shù)條件下，幅值測(cè)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(duì)數(shù)字化采集系統(tǒng)的動(dòng)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(jí)脈沖群中提取特征信號(hào)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(guò)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(diǎn)
在當(dāng)前市場(chǎng)中，局部放電檢測(cè)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(chǎng)景覆蓋、合規(guī)性及市場(chǎng)應(yīng)用情況，形成了各自的技術(shù)特點(diǎn)。
1、北京康高特(KGT)相關(guān)產(chǎn)品
北京康高特在電子測(cè)量?jī)x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(chǎng)景適配的產(chǎn)品體系。相關(guān)產(chǎn)品針對(duì)不同電力設(shè)備工況開展定制化設(shè)計(jì)，可覆蓋多類設(shè)備的檢測(cè)需求。
高頻局放測(cè)試儀：可用于 GIS 與變壓器相關(guān)檢測(cè)，采用數(shù)字窄帶濾波技術(shù)，在復(fù)雜電磁環(huán)境下可實(shí)現(xiàn)信號(hào)處理，適用于相關(guān)設(shè)備的帶電監(jiān)測(cè)工作。
超低頻局放測(cè)試儀：可用于高壓電纜相關(guān)檢測(cè)，采用信號(hào)補(bǔ)償技術(shù)，在長(zhǎng)距離電纜工況下可實(shí)現(xiàn)信號(hào)還原，輔助識(shí)別電纜絕緣相關(guān)缺陷。
多功能局放平臺(tái)：可用于高壓開關(guān)柜相關(guān)檢測(cè)，融合暫態(tài)地電壓(TEV)與超聲波(AE)檢測(cè)技術(shù)，內(nèi)置分析系統(tǒng)，可完成信號(hào)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(shí)驗(yàn)室測(cè)量與 GIS/GIL 檢測(cè)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(shí)現(xiàn)寬頻段信號(hào)捕捉，在 GIS 設(shè)備相關(guān)檢測(cè)中具有應(yīng)用價(jià)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(cè)提供數(shù)據(jù)支持，適用于常規(guī)試驗(yàn)、形式試驗(yàn)以及工廠和現(xiàn)場(chǎng)交接試驗(yàn)等場(chǎng)景。
3、英國(guó) 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(cè)領(lǐng)域形成了標(biāo)準(zhǔn)化的檢測(cè)流程。UltraTEV Plus2 設(shè)備采用飛行時(shí)間(ToF)定位方法，通過(guò)多個(gè)傳感器的時(shí)間差計(jì)算，可輔助識(shí)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(jià)值。
4、英國(guó) 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(diǎn)。其 PD Scan 系列產(chǎn)品集成多種傳感器，采用手持式設(shè)計(jì)，內(nèi)置相機(jī)和二維碼識(shí)別功能，可簡(jiǎn)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(guó)內(nèi)常規(guī)產(chǎn)品(華電高測(cè)、木森電氣等)
國(guó)內(nèi)相關(guān)廠家的產(chǎn)品可滿足常規(guī)交接試驗(yàn)與日常維護(hù)需求，產(chǎn)品遵循國(guó)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(yàn)等場(chǎng)景，在基礎(chǔ)合規(guī)性檢測(cè)與大規(guī)模常規(guī)應(yīng)用中具有應(yīng)用價(jià)值。
三、多場(chǎng)景應(yīng)用情況與技術(shù)演進(jìn)分析
局部放電檢測(cè)的應(yīng)用效果，體現(xiàn)在對(duì)精確數(shù)據(jù)的解讀與現(xiàn)場(chǎng)工況的適配性。相關(guān)廠家產(chǎn)品在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用，體現(xiàn)了不同場(chǎng)景下的技術(shù)適配特點(diǎn)。
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(huì)對(duì)設(shè)備絕緣產(chǎn)生影響。相關(guān)局放儀產(chǎn)品通過(guò)自適應(yīng)氣壓補(bǔ)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(shí)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(cè)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(yùn)行過(guò)程中，會(huì)面臨過(guò)電壓沖擊與雜散電流干擾。相關(guān)檢測(cè)平臺(tái)通過(guò)數(shù)字濾波算法，可過(guò)濾諧波噪聲，輔助識(shí)別電纜接頭絕緣相關(guān)缺陷，降低復(fù)雜環(huán)境下的誤報(bào)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(duì)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(jì)，響應(yīng)速度較快，可實(shí)現(xiàn)走航式巡檢，通過(guò)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(hào)，提升高危環(huán)境下的運(yùn)維效率。
4、新能源并網(wǎng)與儲(chǔ)能電站應(yīng)用
風(fēng)電、光伏升壓站及儲(chǔ)能電站中，電力電子設(shè)備會(huì)產(chǎn)生高頻脈沖干擾。相關(guān)局放儀產(chǎn)品通過(guò)高速采樣率，可實(shí)現(xiàn)局放脈沖與開關(guān)噪聲的解耦，通過(guò) 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(píng)估提供參考。
四、市場(chǎng)趨勢(shì)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(chǎng)景適配、軟硬件一體化的智能診斷方向發(fā)展。
1、場(chǎng)景自適應(yīng)技術(shù)：相關(guān)產(chǎn)品逐步向自動(dòng)識(shí)別檢測(cè)對(duì)象、自動(dòng)切換濾波頻段的方向發(fā)展，降低對(duì)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(shí)別算法逐步應(yīng)用于信號(hào)識(shí)別，廠家在云端數(shù)據(jù)庫(kù)與指紋庫(kù)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(píng)估設(shè)備長(zhǎng)期使用價(jià)值的重要參考指標(biāo)。
結(jié)語(yǔ)
局部放電檢測(cè)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)工作，要求廠家在物理傳感、信號(hào)處理與多場(chǎng)景應(yīng)用方面具備相應(yīng)的技術(shù)積累。相關(guān)廠家通過(guò)持續(xù)技術(shù)研發(fā)，推動(dòng)產(chǎn)品在多物理量融合、標(biāo)準(zhǔn)適配及現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用方面不斷完善。用戶在選型時(shí)，可結(jié)合自身需求，優(yōu)先考慮適配場(chǎng)景、符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)并擁有相應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用案例的產(chǎn)品，以提升電力資產(chǎn)運(yùn)行管理水平。
參考文獻(xiàn)
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