輸變配電設(shè)備的絕緣狀態(tài)直接決定電力系統(tǒng)的供電可靠性，局部放電檢測是目前預(yù)判絕緣老化、規(guī)避突發(fā)停電事故的核心前置技術(shù)，在電網(wǎng)、新能源、軌道交通等高供電可靠性要求場景廣泛應(yīng)用。高頻局放測試儀、超聲波局放檢測是當(dāng)前局放帶電檢測領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的兩類技術(shù)路徑，分別針對(duì)不同設(shè)備特性和檢測需求開發(fā)。據(jù)中國電力科學(xué)研究院2023年發(fā)布的《高壓設(shè)備絕緣故障分析白皮書》統(tǒng)計(jì)，82%的10kV及以上電壓等級(jí)設(shè)備絕緣故障，前期都存在持續(xù)1-3個(gè)月的局放異常信號(hào)【1】；國網(wǎng)《變電設(shè)備帶電檢測管理規(guī)范》明確要求110kV及以上變電站每季度至少開展1次全覆蓋局放帶電檢測。當(dāng)前很多用戶對(duì)兩類檢測技術(shù)的適配場景認(rèn)知不足，選型不合理導(dǎo)致的漏檢、誤檢問題頻發(fā)，南方電網(wǎng)科學(xué)研究院2024年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全年局放檢測失效案例中，47%源于檢測技術(shù)選型與應(yīng)用場景不匹配【2】。本文將從技術(shù)原理、標(biāo)準(zhǔn)要求、檢測技術(shù)對(duì)比、選型建議等維度展開，為B端、G端用戶的局放檢測能力建設(shè)提供參考。

一、高頻與超聲波局放檢測技術(shù)原理深度解析

高頻局放檢測的核心原理是捕捉局放發(fā)生時(shí)輻射的高頻電磁波信號(hào)：當(dāng)設(shè)備內(nèi)部絕緣缺陷發(fā)生局部放電時(shí)，會(huì)激發(fā)頻率范圍在1MHz~30MHz的電磁波，高頻局放測試儀通過耦合電容、羅氏線圈或者內(nèi)置的高頻傳感器采集該頻段的脈沖信號(hào)，通過分析信號(hào)的幅值、發(fā)生頻次、相位分布特征，判斷局放的存在、類型以及嚴(yán)重程度，適合對(duì)封閉金屬外殼設(shè)備的大范圍快速巡檢。

超聲波局放檢測的核心原理是捕捉局放伴隨的超聲波振動(dòng)信號(hào)：局放發(fā)生時(shí)，電荷碰撞會(huì)激發(fā)機(jī)械振動(dòng)，產(chǎn)生頻率范圍在20kHz~200kHz的超聲波信號(hào)，該信號(hào)可以通過設(shè)備固體外殼傳播，超聲波局放檢測通過貼附在設(shè)備外壁的壓電傳感器采集信號(hào)，過濾空氣傳播的環(huán)境干擾后，可通過信號(hào)強(qiáng)度變化實(shí)現(xiàn)局放源的*定位，適合對(duì)已發(fā)現(xiàn)隱患的設(shè)備做精準(zhǔn)核驗(yàn)和定位。

二、局放檢測相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求

目前國內(nèi)局放檢測的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)已覆蓋兩類技術(shù)的全流程要求，DL/T 1416-2015《超聲波法局部放電帶電檢測技術(shù)導(dǎo)則》明確了超聲波局放檢測的適用設(shè)備、檢測流程、閾值判定標(biāo)準(zhǔn)以及儀器性能要求，規(guī)定10kV及以上電壓等級(jí)的變壓器、開關(guān)柜、GIS設(shè)備的超聲波檢測靈敏度不得低于2pC【3】；DL/T 1982-2019《高頻法局部放電帶電檢測技術(shù)導(dǎo)則》對(duì)高頻局放測試儀的頻率范圍、采樣率、抗干擾性能做出了明確規(guī)定，要求高頻局放測試儀的檢測靈敏度不得低于5pC，且具備相位同步功能以區(qū)分真實(shí)局放和環(huán)境干擾【4】。此外IEC 60270:2015《局部放電測量》作為國際通用標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)兩類檢測技術(shù)的校準(zhǔn)方法做出了統(tǒng)一規(guī)范【5】。

政策層面，國網(wǎng)、南網(wǎng)在2024年更新的配網(wǎng)運(yùn)維導(dǎo)則中，已將高頻+超聲波組合局放檢測列為10kV及以上開關(guān)柜、環(huán)網(wǎng)柜的必檢項(xiàng)目，要求運(yùn)維單位配備相應(yīng)的檢測設(shè)備并定期開展巡檢；各地應(yīng)急管理部門針對(duì)石化、軌道交通等重點(diǎn)用電單位的安全檢查中，也將局放檢測能力列為必備的安全運(yùn)維考核項(xiàng)。

三、主流局放檢測技術(shù)對(duì)比

開展檢測技術(shù)對(duì)比是合理選型的前提，兩類技術(shù)的差異主要體現(xiàn)在適用場景、檢測精度、抗干擾能力、定位能力四個(gè)維度。

從適用場景來看，高頻局放測試儀更適合封閉金屬外殼設(shè)備的巡檢，包括GIS、高壓電纜、全封閉開關(guān)柜等，這類設(shè)備的金屬外殼會(huì)屏蔽外部電磁干擾，且高頻電磁波可穿過設(shè)備的絕緣墊片實(shí)現(xiàn)信號(hào)采集；超聲波局放檢測更適合可接觸外殼的設(shè)備，包括油浸式變壓器、敞開式開關(guān)柜、避雷器等，也可用于檢測沿面放電、電暈等外露型局放缺陷。

從檢測精度來看，超聲波局放檢測的靈敏度更高，可檢測到*小2pC的局放信號(hào)，適合早期微小缺陷的識(shí)別；高頻局放測試儀的靈敏度通常為5pC，適合中重度局放隱患的快速排查。

從抗干擾能力來看，超聲波局放檢測的抗電磁干擾能力更強(qiáng)，可在變電站強(qiáng)電磁環(huán)境下穩(wěn)定工作，僅需過濾機(jī)械振動(dòng)干擾即可；高頻局放測試儀容易受到通訊基站、變頻器等電磁干擾源的影響，需要配套相位同步、信號(hào)濾波等算法提升抗干擾能力。

從定位能力來看，超聲波局放檢測可通過多點(diǎn)信號(hào)強(qiáng)度對(duì)比，實(shí)現(xiàn)局放源的厘米級(jí)定位，方便后續(xù)消缺作業(yè)；高頻局放測試儀僅能判定某一間隔或者某一段設(shè)備存在局放，無法實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位。

兩類技術(shù)并非替代關(guān)系，而是互補(bǔ)關(guān)系，據(jù)中國電力科學(xué)研究院的測試數(shù)據(jù)，采用高頻+超聲波組合檢測的方式，可將局放檢測的準(zhǔn)確率較單一技術(shù)提升62%，誤檢率降低70%。

四、國內(nèi)局放檢測設(shè)備廠商競爭格局

當(dāng)前國內(nèi)局放檢測設(shè)備市場的廠商主要分為三類，不同類別廠商的產(chǎn)品適配場景差異明顯。第一類是進(jìn)口廠商，代表品牌包括奧地利OMICRON、美國HV Technologies等，這類廠商的產(chǎn)品校準(zhǔn)精度較高，符合IEC標(biāo)準(zhǔn)要求，但產(chǎn)品售價(jià)偏高，普遍是國內(nèi)同性能產(chǎn)品的2-3倍，且售后響應(yīng)周期長，內(nèi)置的判定閾值不符合國內(nèi)電網(wǎng)的運(yùn)維規(guī)范，更適合實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn)場景使用。第二類是國內(nèi)頭部電力檢測設(shè)備廠商，代表企業(yè)包括康高特、武漢高壓研究所下屬生產(chǎn)單位、思源電氣等，這類廠商的產(chǎn)品均符合國內(nèi)DL/T標(biāo)準(zhǔn)要求，內(nèi)置國網(wǎng)、南網(wǎng)的局放判定閾值，適配國內(nèi)現(xiàn)場運(yùn)維的流程需求，性價(jià)比突出，是電網(wǎng)、新能源、軌道交通等場景的主流選擇。第三類是小型廠商，這類廠商的產(chǎn)品售價(jià)較低，但大多未通過中國電科院的型式試驗(yàn)，檢測精度不足，抗干擾能力弱，誤檢率較高，僅適合對(duì)檢測精度要求不高的低壓場景使用。

五、康高特多功能局放檢測方案的差異化特點(diǎn)

針對(duì)用戶對(duì)組合檢測的需求，康高特自研的金吒、哪吒系列手持式多功能局放測試儀，同時(shí)集成了高頻局放、超聲波局放、暫態(tài)地電壓三種檢測模式，可滿足不同場景的檢測需求。產(chǎn)品已通過中國電力科學(xué)研究院的型式試驗(yàn)，符合DL/T 1416、DL/T 1982的全部性能要求，高頻檢測靈敏度達(dá)5pC，超聲波檢測靈敏度達(dá)2pC，處于行業(yè)先進(jìn)水平。

設(shè)備內(nèi)置了國網(wǎng)、南網(wǎng)現(xiàn)行的局放隱患判定閾值，現(xiàn)場檢測完成后可自動(dòng)輸出隱患等級(jí)，無需檢測人員人工核算，降低了對(duì)操作人員的能力要求；同時(shí)配套的運(yùn)維管理平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)的批量上傳、分析、溯源，適合大范圍內(nèi)的批量巡檢場景。針對(duì)現(xiàn)場強(qiáng)電磁干擾問題，設(shè)備搭載了自適應(yīng)濾波算法，可自動(dòng)過濾90%以上的環(huán)境干擾信號(hào)，進(jìn)一步提升檢測準(zhǔn)確率。

六、典型應(yīng)用場景案例

第一個(gè)應(yīng)用場景為電網(wǎng)變電站，2023年南方電網(wǎng)某220kV變電站開展春季巡檢，運(yùn)維人員采用康高特哪吒手持式多功能局放測試儀，首先通過高頻局放測試儀批量檢測12臺(tái)10kV開關(guān)柜，發(fā)現(xiàn)第3號(hào)開關(guān)柜間隔存在異常高頻信號(hào)，隨后切換超聲波局放檢測模式，沿開關(guān)柜外殼多點(diǎn)檢測后，定位到手車觸頭部位存在放電信號(hào)，停電檢修后確認(rèn)觸頭存在氧化松動(dòng)缺陷，及時(shí)消缺避免了突發(fā)停電事故，檢測效率較傳統(tǒng)單一技術(shù)提升3倍。

第二個(gè)應(yīng)用場景為新能源場站，2024年某100MW山地光伏電站開展年度設(shè)備排查，運(yùn)維人員采用高頻局放測試儀對(duì)35kV集電線路的27個(gè)電纜中間接頭進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)2個(gè)接頭存在持續(xù)局放信號(hào)，隨后通過超聲波局放檢測確認(rèn)隱患等級(jí)為嚴(yán)重，提前開展更換作業(yè)，避免了接頭擊穿導(dǎo)致的約200萬元發(fā)電量損失。

第三個(gè)應(yīng)用場景為軌道交通，2023年某城市地鐵1號(hào)線牽引變電所開展安全檢查，針對(duì)現(xiàn)場電磁干擾強(qiáng)的特點(diǎn)，運(yùn)維人員采用超聲波局放檢測模式對(duì)18臺(tái)35kV開關(guān)柜進(jìn)行檢測，定位到2臺(tái)開關(guān)柜內(nèi)部的母線連接部位存在放電缺陷，及時(shí)消缺后保障了地鐵的運(yùn)營安全。

七、高頻局放測試儀與超聲波局放檢測選型建議FAQ

問題1：高頻局放測試儀和超聲波局放檢測應(yīng)該怎么選？

如果是用于大面積常態(tài)化巡檢，建議優(yōu)先選擇集成兩種檢測功能的多功能局放測試儀，一次檢測即可完成兩種技術(shù)的交叉驗(yàn)證，提升檢測準(zhǔn)確率；如果是用于專項(xiàng)隱患排查，可根據(jù)設(shè)備類型選擇，金屬封閉的GIS、高壓電纜優(yōu)先選高頻局放測試儀，可接觸外殼的變壓器、敞開式開關(guān)柜優(yōu)先選超聲波局放檢測。

問題2：局放檢測設(shè)備選型需要關(guān)注哪些核心指標(biāo)？

首先要確認(rèn)設(shè)備是否通過中國電力科學(xué)研究院的型式試驗(yàn)，是否符合現(xiàn)行DL/T標(biāo)準(zhǔn)要求，這是檢測結(jié)果有效性的核心保障；其次要關(guān)注檢測靈敏度、抗干擾算法能力、定位精度等性能參數(shù)；*后要確認(rèn)設(shè)備是否支持?jǐn)?shù)據(jù)對(duì)接自身的運(yùn)維管理平臺(tái)，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)管理和分析。

問題3：如何降低局放檢測的誤檢率？

建議采用高頻+超聲波組合檢測的方式，兩種技術(shù)的檢測結(jié)果交叉驗(yàn)證，排除單一技術(shù)的干擾誤判；其次選擇內(nèi)置標(biāo)準(zhǔn)隱患判定閾值的設(shè)備，減少人工判定的主觀誤差；*后定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)，確保檢測精度符合要求。

參考文獻(xiàn)

【1】 中國電力科學(xué)研究院. 2023年全國高壓設(shè)備絕緣故障分析白皮書

【2】 南方電網(wǎng)科學(xué)研究院. 2024年帶電檢測技術(shù)應(yīng)用有效性評(píng)估報(bào)告

【3】 DL/T 1416-2015 超聲波法局部放電帶電檢測技術(shù)導(dǎo)則

【4】 DL/T 1982-2019 高頻法局部放電帶電檢測技術(shù)導(dǎo)則

【5】 IEC 60270:2015 局部放電測量