GIS、油浸式變壓器、高壓開關(guān)柜、電力電纜是電力系統(tǒng)核心高壓設(shè)備，設(shè)備內(nèi)部絕緣在制造缺陷、運行老化、機械應(yīng)力、環(huán)境因素作用下易產(chǎn)生局部放電。局部放電不會瞬間造成設(shè)備完全擊穿，但會持續(xù)侵蝕絕緣介質(zhì)，逐步發(fā)展為沿面放電、擊穿等嚴重事故。傳統(tǒng)脈沖電流法主要適用于實驗室停電條件下局放量定量測量，受現(xiàn)場電磁干擾限制，難以實現(xiàn)故障點空間定位?，F(xiàn)階段工程中主要依托特高頻（UHF）、超聲波（AE）、聲學(xué)成像、高頻電流?時域反射（HFCT?TDR）等技術(shù)實現(xiàn)放電源定位。為保障檢測結(jié)果可靠性，設(shè)備選型、現(xiàn)場作業(yè)流程均需要遵循現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，同時需要客觀認識局放定位屬于間接測量，存在固有誤差，檢測結(jié)果需多手段交叉驗證。

1 局部放電定位相關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)體系

局部放電定位相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)分為國家標(biāo)準(zhǔn)、電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、團體標(biāo)準(zhǔn)及國際標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了檢測原理、傳感器性能、系統(tǒng)技術(shù)要求、現(xiàn)場檢測流程、結(jié)果判定原則。

1.1 國家標(biāo)準(zhǔn)

1）GB/T 7354?2018《高電壓試驗技術(shù) 局部放電測量》，為局部放電測量通用基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定脈沖電流法局放測量方法，附錄對超聲波、特高頻等非電氣檢測及定位方法作出說明。 2）GB/T 42287?2022《高電壓試驗技術(shù) 電磁和聲學(xué)法測量局部放電》，等同采用 IEC TS 62478，是局放電磁法、聲學(xué)法檢測與定位的核心國標(biāo)，對傳感器、檢測系統(tǒng)靈敏度核查、GIS、變壓器、電纜的定位實施方法予以規(guī)范。

1.2 電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

1）DL/T 1498.4?2017，GIS 特高頻局部放電線監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范，對 GIS 特高頻在線監(jiān)測設(shè)備性能指標(biāo)作出約束。 2）DL/T 1807?2018，油浸變壓器、電抗器局部放電超聲波檢測與定位導(dǎo)則，規(guī)范超聲及聲電聯(lián)合定位，明確聲?聲 TDOA 定位至少配置 4 路超聲傳感器的技術(shù)要求。 3）DL/T 1250?2013，氣體絕緣設(shè)備帶電超聲局部放電檢測導(dǎo)則，規(guī)定 GIS 設(shè)備超聲現(xiàn)場檢測環(huán)境、操作流程。

1.3 團體標(biāo)準(zhǔn)

1）T/CSEE/Z 0004?2016《GIS 局部放電帶電測試缺陷定位技術(shù)應(yīng)用導(dǎo)則》，明確幅值比對法、電?電 TDOA 時差法、聲電聯(lián)合定位的現(xiàn)場實施流程、干擾識別方法。 2）T/CSEE 0154?2020《電力設(shè)備局部放電射頻檢測法現(xiàn)場應(yīng)用導(dǎo)則》，對特高頻檢測儀器工作頻帶、功能配置提出技術(shù)要求。

1.4 國際標(biāo)準(zhǔn)

IEC 60270 為局部放電脈沖電荷測量基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)；IEC TS 62478 為電磁和聲學(xué)法局放測量國際標(biāo)準(zhǔn)，已轉(zhuǎn)化為國內(nèi) GB/T 42287?2022。

注：IEC 60270 對應(yīng)的脈沖電流法多用于實驗室停電型式試驗，可實現(xiàn)視在放電量定量，一般不用于現(xiàn)場缺陷定位作業(yè)。

2 局部放電定位檢測技術(shù)原理

1）特高頻法（UHF?TDOA）：設(shè)備內(nèi)部局放會輻射 300?MHz～3?GHz 特高頻電磁波，在設(shè)備不同位置布置多組 UHF 天線，采集同一放電脈沖到達各個傳感器的時間差（TDOA 到達時間差），結(jié)合傳感器空間坐標(biāo)求解放電源三維位置。該方法抗低頻電磁干擾能力強，適用于 GIS、變壓器、開關(guān)柜帶電檢測，定位精度受多徑反射、時鐘同步精度影響。 

2）超聲波法（AE）：局部放電激發(fā) 20?kHz 以上超聲波信號，接觸式磁吸傳感器吸附于設(shè)備殼體采集振動信號；通過多通道時差算法解算聲源位置。聲學(xué)信號不受電磁場干擾，但聲波傳播衰減大，受殼體、絕緣介質(zhì)影響顯著，多用于缺陷區(qū)域復(fù)核。聲學(xué)成像技術(shù)依靠麥克風(fēng)陣列，將超聲聲源與可見光圖像融合，可視化展示空氣側(cè)放電點位，多用于開關(guān)柜現(xiàn)場巡檢。 

3）時域反射法（TDR），多用于電力電纜。局放脈沖沿電纜雙向傳播，通過電纜兩端或者單端采集脈沖到達時刻，結(jié)合電磁波傳播波速計算局放缺陷距離，振蕩波 OWTS 系統(tǒng)即在停電條件下對電纜施加振蕩電壓，結(jié)合 TDR 實現(xiàn)電纜本體、接頭局放定位。

3 檢測設(shè)備選型原則

現(xiàn)場設(shè)備分為巡檢篩查型與診斷精定位型兩大類，選型應(yīng)結(jié)合被測設(shè)備類型、檢測目的、現(xiàn)場工況綜合確定。

 1）區(qū)分檢測目的：手持巡檢設(shè)備主要用于大面積設(shè)備篩查，僅判斷缺陷大致區(qū)域，不開展三維坐標(biāo)解算；缺陷確診、指導(dǎo)檢修應(yīng)選用多通道同步采集的診斷定位系統(tǒng)。

 2）定位算法硬性配置：TDOA 三維定位，UHF 電?電定位不少于 4 通道 UHF 采集單元；超聲聲?聲定位不少于 4 路超聲通道；聲電聯(lián)合定位需 1 路 UHF 信號加不少于 3 路超聲通道。 

3）系統(tǒng)功能要求：儀器應(yīng)具備 PRPD/PRPS 局放圖譜分析、原始波形存儲導(dǎo)出、脈沖起始時刻識別功能；定位系統(tǒng)需要具備傳感器坐標(biāo)錄入、時差解算功能。 

4）堅持多方法交叉驗證原則，不依靠單一檢測手段輸出最終結(jié)論。 

5）充分考慮現(xiàn)場電磁干擾、溫濕度環(huán)境，優(yōu)先選用抗干擾能力強的成套系統(tǒng)。

4 典型高壓設(shè)備檢測配置與關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

4.1 分設(shè)備儀器及傳感器配置

被測設(shè)備	定位目標(biāo)	推薦檢測方法	主機設(shè)備	傳感器配置	作業(yè)說明
GIS/GIL	內(nèi)部絕緣缺陷精確定位	UHF?TDOA 為主，超聲 AE 復(fù)核	多通道局放定位分析儀（≥4 通道，支持 TDOA 解算）	外置盤式 UHF 天線、接觸式磁吸超聲傳感器	帶電檢測；需要精確測量傳感器三維坐標(biāo)；高濕、雨雪環(huán)境不宜開展檢測
油浸式變壓器	繞組、夾件懸浮及內(nèi)部放電	聲?電聯(lián)合定位	多通道聲電聯(lián)合局放定位系統(tǒng)	UHF 傳感器 + 多路磁吸 AE 超聲探頭（≥3 路超聲）	油介質(zhì)中超聲衰減明顯，一般僅鎖定缺陷區(qū)域，不能直接替代吊罩檢修
高壓開關(guān)柜	柜內(nèi)懸浮、沿面、電暈放電	聲學(xué)成像 + TEV+UHF	聲學(xué)成像儀、多參數(shù)手持局放儀	麥克風(fēng)陣列、TEV 傳感器、UHF 天線	聲學(xué)成像僅對向外輻射空氣超聲的缺陷有效，設(shè)備深處內(nèi)部缺陷檢測效果有限
10～35kV 電力電纜	本體、接頭、終端局放缺陷	振蕩波 OWTS（停電）、TDR 行波定位	振蕩波局放測試系統(tǒng)、便攜式電纜 TDR 定位儀	HFCT 高頻電流鉗形傳感器	OWTS 必須停電開展，僅輸出軸向距離，無三維空間坐標(biāo)

4.2 診斷型設(shè)備關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)

1）UHF 特高頻定位系統(tǒng)：工作頻帶 300?MHz～3?GHz，GIS 場景優(yōu)選 800?MHz～1500?MHz；采集通道≥4；多通道時間同步精度≤1?ns；具備波形存儲、PRPD 圖譜、TDOA 時差解算、傳感器坐標(biāo)錄入功能。 2）超聲 AE 定位系統(tǒng)：有效頻帶 20?kHz?200?kHz；三維定位通道≥4；支持時域波形記錄、時延提取；接觸式探頭配套超聲耦合劑。 3）HFCT 高頻電流傳感器：頻帶 1?MHz?30?MHz，開口鉗式結(jié)構(gòu)，傳輸阻抗不低于 5?mV/mA。 4）聲學(xué)成像儀：集成超聲麥克風(fēng)陣列，支持可見光畫面與超聲聲源光斑融合成像，適合中壓設(shè)備現(xiàn)場快速排查。

4.3 巡檢型設(shè)備與診斷定位設(shè)備對比

對比項目	巡檢篩查型設(shè)備	診斷精定位型設(shè)備
核心用途	現(xiàn)場巡檢篩查，判斷缺陷大致區(qū)域	缺陷確診，解算放電源三維坐標(biāo)，支撐檢修決策
采集通道	1?2 通道	≥4 通道，多傳感器同步采集
時間同步	無納秒級同步要求	配置納秒級時間同步模塊
輸出結(jié)果	局放幅值、PRPD 圖譜	原始波形、脈沖時差、缺陷三維估算坐標(biāo)
適用場景	變電站日常帶電巡檢	疑似缺陷確診，為停電檢修提供依據(jù)

5 現(xiàn)場定位試驗實施及結(jié)果邊界

5.1 現(xiàn)場作業(yè)流程（依據(jù) T/CSEE/Z 0004?2016）

1）檢測前采集現(xiàn)場背景噪聲，識別區(qū)分外部電磁干擾與真實局放信號； 2）布置各類傳感器，使用激光測距儀精確測量每個傳感器三維空間坐標(biāo)，錄入定位分析軟件； 3）同步采集局放原始波形，篩選同一放電事件下多通道有效脈沖信號； 4）提取脈沖到達時間，通過 TDOA 算法計算放電源估算坐標(biāo)； 5）采用兩種及以上檢測方法開展交叉驗證，結(jié)合設(shè)備本體結(jié)構(gòu)對計算點位修正； 6）出具檢測報告，注明定位估算誤差范圍，給出設(shè)備運維檢修建議。

5.2 環(huán)境條件與誤差來源

現(xiàn)場相對濕度不宜大于 85%，遠離變頻器、通信基站等強電磁干擾源。定位誤差來源主要包含：金屬腔體電磁波多徑反射產(chǎn)生虛假脈沖；多通道時鐘同步偏差；噪聲干擾造成脈沖起始時刻識別不準(zhǔn)；傳感器坐標(biāo)測量誤差；多放電源信號混疊；介質(zhì)傳播波速、聲速偏差。

5.3 定位結(jié)果邊界說明

局部放電定位屬于間接測量技術(shù)，輸出坐標(biāo)為算法計算的估算位置，不能直接等同于設(shè)備真實缺陷點，定位結(jié)果僅作為檢修參考依據(jù)。不可僅依靠局放定位結(jié)果判定設(shè)備報廢，應(yīng)當(dāng)結(jié)合絕緣油化驗、介損、耐壓等其他試驗開展設(shè)備綜合狀態(tài)評價。

6 結(jié)語

局部放電定位是高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的重要技術(shù)手段，設(shè)備選型應(yīng)區(qū)分巡檢篩查與精確定位的不同需求，嚴格遵循國家、行業(yè)及團體標(biāo)準(zhǔn)對儀器性能、傳感器配置、現(xiàn)場作業(yè)流程的相關(guān)要求。在實際檢測中，應(yīng)當(dāng)規(guī)避單一檢測手段帶來誤判風(fēng)險，采用多技術(shù)聯(lián)合檢測方式，充分考慮環(huán)境、設(shè)備結(jié)構(gòu)帶來的定位誤差，客觀評估缺陷風(fēng)險，科學(xué)指導(dǎo)設(shè)備檢修工作，保障高壓電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運行。