局部放電=絕緣老化信號？APD局放監測技術讓隱患早發現、早處理

一. 背 景

在現代電力系統中，金屬封閉開關設備因其結構緊湊、可靠性高而廣泛應用，但其內部絕緣缺陷（如氣泡、雜質、尖刺等）在強電場作用下極易引發局部放電。這種放電雖不會立即導致絕緣擊穿，卻會持續侵蝕絕緣介質，長期累積可能引發設備損毀甚至電網事故。據統計，局部放電是導致中壓開關柜絕緣劣化的首要原因，也是電力系統突發故障的重要誘因之一。

傳統巡檢手段難以捕捉局部放電的早期信號，而一旦放電發展為貫穿性擊穿，將造成不可逆的損失。因此，實時監測局部放電成為評估設備絕緣狀態、實現故障預警的關鍵技術。

1.1. 什么叫局部放電？

電氣設備的絕緣內部如氣泡間隙、雜質、尖刺等缺陷，在強電場作用下使得開關柜絕緣內部的電場分布不均勻，在缺陷部位的電場強度會增大，從而容易導致該部位發生未貫穿整個絕緣的放電，即局部放電。

局部放電一般不會引起開關柜內部絕緣的穿透性擊穿，但是卻會導致絕緣介質的局部損壞。若其長期存在，則會在一定條件下造成絕緣裝置電氣強度的破壞，最終造成開關柜內部絕緣擊穿。開關柜局放監測，能盡早發現設備潛伏性故障，實現故障預警，是避免故障發生的有效措施之一。

1.2. 開關柜局部放電現象

電氣設備局部放電產生的同時，會伴隨著電、光、聲、熱等一系列物理現象的發生，因此高壓開關柜局部放電監檢方法都是基于檢測這些能反映局部放電現象的物理量展開的。

1.3 開關柜局部放電監測手段：聲波、暫態地電壓、特高頻

• 暫態對地電壓(TEV)法是根據麥克斯韋電磁場理論，當高壓開關柜發生局部放電時，會產生出交替變化的電磁場并激發產生電磁波，而電磁波信號會在柜體內部進行傳播并在屏蔽不連續的地方泄露到柜體外殼。泄露的電磁波信號會在外殼上感應出一個感應電流，并通過設備表面存在的波阻抗形成脈沖電壓，即暫態對地電壓信號，簡稱TEV。

• 超聲波檢測

  發

  是利用局部放電發生時間較短，其瞬時功率較高，釋放的能量會以熱能的形式被周圍的介質吸收，分子被加熱后會形成一個聲源，產生超聲波信號，由于放電時間短，所以產生的聲波具有很寬的頻譜范圍。超聲波信號在開關柜柜體中傳播，被傳感器的壓電晶體接收轉換為電信號，并通過進一步放大采集后進行后續的分析。

• 特高頻法的理論依據是開關柜內發生局放時激發出的電磁波，其頻率最高可能達到GHz級別，這一頻率的電磁信號可以通過設置在開關柜內的天線傳感器接收到，從而對信號進行進一步的分析，判斷出故障類型和故障距離等。

二. 安科瑞APD系列局放監測解決方案

2.1 特高頻傳感器APD100

• 應用場景：適于中壓開關柜（61柜、28柜、環網柜）出廠前集成安裝或對已投用的高壓開關柜進行停電安裝。

• 產品特點：系統抗干擾能力強，可靠性高。

• 應用安裝：特高頻傳感器磁吸方式安裝于電纜室，采集裝置導軌式安裝于儀表室。

• 實現過程：超高頻傳感器所檢測的信號，經過同軸電纜送往開關柜局部放電在線監測裝置，進行放大、濾波、檢波，數字脈沖提取、數字濾波、局放特征量計算等數字化處理，并完成局放可視化操作、局放判斷、數據存儲、數據上送等功能。

• 監測內容：放電次數、放電量、PRPD/PRPS圖譜等。

• 告警機制：采樣周期1s，連續5次采樣超過報警閾值，報警（寄存器置位+DO輸出）。

2.2 現場安裝照片：

局放采集器安裝于儀表室 局放采集器安裝于儀表室

局放傳感器安裝于電纜室 局放傳感器安裝于電纜室

2.3 三合一局放傳感器APD300

• 應用場景： 適于中壓開關柜（61柜/28柜/環網柜）

• 產品特點： 系統抗干擾能力強，可靠性高。

• 應用安裝： 三合一有線傳感器磁吸方式安裝于電纜室，通過RS485總線將局放數據上傳至監控系統平臺。三合一無線傳感器磁吸方式安裝于柜門外，通過無線方式將局放數據上傳至局放接收器ATC600-PD。

• 監測內容： 監測3種信號的放電次數和放電量、噪聲、溫度、濕度。

• 告警機制： 有線款：每4s采樣時間內放電次數和放電量同時超過報警閾值，報警（傳感器寄存器置位）無線款： 每2小時的4s采樣時間內放電次數和放電量同時超過報警閾值，報警（接收器寄存器置位）。

2.4 現場安裝照片：

三. 產品功能特點

可以多維度智能診斷，精準預警絕緣隱患！針對中壓開關柜的絕緣監測需求，APD系列局部放電監測裝置通過特高頻（UHF）、地電波（TEV）和超聲波（AE）三種傳感器協同檢測，全面覆蓋局部放電產生的電磁波、高頻電流脈沖和聲波信號，實現高精度、多參量診斷：

A. 特高頻傳感器（UHF）：捕捉絕緣內部放電產生的電磁波信號，抗干擾能力強，適用于復雜電磁環境。檢測帶寬300MHz~1600MHz，連接電纜同軸電纜，防護等級是IP65

B. 地電波傳感器（TEV）：檢測沿金屬柜體傳播的瞬態對地電壓，測量范圍0～60dBmV測量信號帶寬3MHz～100MHz。

C. 超聲波傳感器（AE）：通過高頻聲波識別放電點物理振動，測量范圍0～60dBμV諧振頻率40kHz±1kHz。

D. 多參數監測：同步測量放電幅值、頻次，動態分析放電趨勢，區分故障類型（如電暈、沿面放電等）。

E. 靈活安裝方式：APD300-L有線版：強磁吸附于開關柜電纜室內壁，直接貼近監測目標。APD300-W無線版：吸附于斷路器室或電纜室門板外側，無需停電施工，支持快速部署。

F. 寬電源適配：支持DC12-36V或電池供電，適應現場復雜供電條件。

G. 智能預警：通過閾值設定與趨勢分析，提前預警絕緣劣化風險，避免突發故障。

四. 為何要選擇局放監測裝置 ？

4.1 APD系列局放監測裝置可以為電力系統提供三重保障：

• 預防性維護：從“被動搶修"轉向“主動防控"，減少非計劃停機損失。

• 安全高效：非侵入式檢測，無需停電安裝，保障運維人員安全。

• 長期經濟性：延長設備壽命，降低更換成本，提升電網整體可靠性。

4.2 應用場景全覆蓋

APD系列局放監測裝置適用于變電站、工礦企業、數據中心等中壓開關柜密集場景：

• 老舊設備絕緣狀態評估

• 關鍵電力節點的連續監測

• 智能電網建設的數字化升級

五 . 開關柜局放監測 / 特高頻局放監測系統方案

5.1 系統架構圖

5.2 案例分享

A. 某醫院項目方案：通過新增弧光保護裝置實現高壓柜的全面保護監控；通過新增高壓柜斷路器觸頭、銅排接頭和電纜接頭無線測溫與電纜室局放監測裝置實現實時巡檢與運維告警；通過新增電能質量監測裝置與多功能表計，實現用電質量的實時監測與用能分析；所有傳感設備的數據上傳至醫院能效管理平臺，為醫院用能提供實時監測、高效運維！

配置方案：以內科樓10kV配電室為例，配置的硬件產品包括 ARB6弧光保護裝置、APView電能質量監測裝置、APD100特高頻局放監測裝置、ATE無線測溫傳感器。其余10個配電室配置項目，上述設備上傳到能效管理平臺。

B. 某建筑用花崗巖礦新建項目：包括礦區和加工區合計10/0.4kV變配電室10個及1個箱變，共196面10kV開關柜，313面0.4kV開關柜。 為了保證礦上生產供電的穩定可靠，業主要求高壓進線柜配置局放監測裝置，高壓進/出線柜測量柜內接頭溫度，電機回路配置馬達保護，此外配置多功能表計實現用能統計。

配置方案：給客戶配置16臺APD100局放監測裝置，170臺ASD320帶6點測溫，131臺ARD2F電動機保護器及1400臺多功能儀表。

六. 結 語
電力系統的穩定運行離不開設備的絕緣健康，而局部放電正是絕緣劣化的關鍵征兆。局部放電是絕緣故障的“早期信號"，APD局放監測裝置實現多維度、高精度監測，既能提前預警潛在故障，又能輔助運維決策，大幅降低突發停電風險。

無論是老舊設備改造還是智能電網升級，APD局放監測裝置能提供靈活、可靠、經濟的解決方案，真正實現從“被動搶修"到“主動防護"的轉變。選擇APD局放監測裝置即是選擇為電力系統安全上一道“隱形保險"，讓隱患無所遁形，讓運行更穩更省心，讓電網運行更長久、更高效！