在10kV~500kV電壓等級變電站、電纜廊道的日常運維巡檢中，運維人員面臨一個核心挑戰：如何快速準確地判斷高壓電力設備絕緣內部是否存在潛伏性局部放電缺陷，避免缺陷發展為擊穿故障導致非計劃停電。根據中國電力科學研究院《2025年全國電力設備絕緣缺陷統計報告》顯示，由局部放電引發的電力設備故障占高壓設備總故障的68.2%，其中82%的故障可通過提前開展超聲波局部放電檢測識別并處置【1】。局放超聲波檢測作為非侵入式帶電檢測技術的核心分支，憑借無需停電、抗電磁干擾能力強、定位精度高的技術特性，已成為電力運維體系中覆蓋較廣的局放檢測手段之一，超聲波局放檢測儀也成為各級供電公司、新能源場站、工礦企業電力運維部門的標配檢測設備。本文結合現行行業標準與現場運維實踐，系統梳理超聲波局部放電檢測儀的使用規范、常見問題處置與現場應用方案，為電力運維人員開展檢測作業提供標準化參考。

一、應用場景導入

超聲波局部放電檢測的核心原理是采集局部放電過程中絕緣介質破裂產生的超聲波信號，通過分析信號的幅值、頻率、相位特征判別缺陷類型與嚴重程度，其適用場景覆蓋電力設備全生命周期的各個環節。

首先是例行帶電巡檢場景。根據《電力設備預防性試驗規程》（DL/T 596-2021）要求，110kV及以上變電站每季度需開展一次局放帶電檢測，35kV及以下變電站每半年開展一次，超聲波局放檢測儀是該類巡檢的核心設備之一，檢測對象涵蓋開關柜、變壓器、GIS、電纜終端、穿墻套管等多類型高壓設備。其中AE局放檢測作為超聲波局部放電檢測的技術分支，即通過采集10kHz~200kHz頻段的聲發射（Acoustic Emission）信號實現缺陷識別，尤其適用于GIS、變壓器等封閉式金屬外殼設備的內部缺陷檢測，聲波可通過金屬殼體傳導至傳感器，無需拆解設備即可完成檢測。

其次是故障預判與排查場景。當運行中設備出現異常異響、局部溫升超過閾值、在線監測系統發出局放預警時，可采用超聲波局放檢測儀開展現場排查，快速定位缺陷位置，判別缺陷嚴重程度，為后續運維決策提供數據支撐。

第三是新設備投運前驗收場景。在開關柜、GIS、高壓電纜等設備投運前，需采用局放超聲波檢測開展交接試驗，排查設備生產、運輸、安裝過程中產生的絕緣缺陷，避免帶缺陷設備投入運行。

第四是電纜局放檢測專項場景。10kV及以上交聯聚乙烯電纜的中間接頭、終端是局部放電故障的高發部位，占電纜總故障的70%以上【2】，超聲波局放檢測儀可在電纜帶電運行狀態下開展檢測，無需停電即可識別內部絕緣氣隙、雜質、半導電層凸起等潛伏性缺陷，是電纜狀態評價的核心技術手段。

二、設備準備與檢查

超聲波局放檢測儀的開機前準備需嚴格符合《高電壓測試設備通用技術條件 第6部分：超聲波局部放電檢測儀》（DL/T 846.6-2018）的相關要求，確保檢測數據的準確性與檢測過程的安全性。

首先是外觀與附件檢查。檢測人員需首先確認主機外觀無破損、無明顯磕碰痕跡，內置電池電量≥80%，若需長時間戶外作業應配備備用電池；其次檢查配套傳感器狀態，接觸式傳感器、非接觸式傳感器、GIS專用AE耦合器的感應面無劃痕、無腐蝕，連接線無斷裂、接口無氧化；*后確認配套工具齊全，包括超聲耦合劑、標準校準源、絕緣手套、安全警示標識等。

其次是儀器校準驗證。開機前需采用標準超聲波校準源（輸出聲壓1kPa±10%，頻率40kHz±1kHz）對儀器進行校準，校準后儀器的幅值測量誤差應≤±2dB，頻率測量誤差應≤±1kHz，不符合要求的儀器不得投入使用；若開展AE局放檢測專項作業，還需對聲發射傳感器的耦合效率進行校準，確保同一儀器不同傳感器的幅值差異≤1dB。

第三是現場環境檢查。檢測前需確認現場環境溫度在-10℃~40℃之間，相對濕度≤85%，若環境溫度低于-10℃需采用低溫專用型傳感器，避免傳感器靈敏度下降；同時排查現場周邊無強機械振動源、無大功率超聲設備運行，若存在固定干擾源需記錄干擾源位置與干擾特征，便于后續數據判別時剔除干擾。

第四是人員資質核查。檢測人員應持有電力行業帶電檢測二級及以上資質證書，熟悉被測設備的結構參數、運行工況與安全距離要求，掌握超聲波局部放電檢測的基本原理與數據判別方法，未取得資質的人員不得獨立開展檢測作業。

三、標準操作流程

超聲波局部放電檢測的操作流程需嚴格遵循《電力設備帶電檢測技術規范 第2部分：超聲波法局部放電檢測》（GB/T 28568.2-2012）的要求，分為參數設置、點位布設、信號采集、數據判別、記錄歸檔五個核心步驟。

第一步是參數設置。檢測人員需根據被測設備類型選擇對應的檢測模式：開關柜檢測選擇“接觸式超聲”模式，GIS檢測選擇“AE局放檢測”模式，戶外電纜終端檢測選擇“非接觸式超聲”模式，電纜局放檢測選擇“電纜專項”模式；采樣頻率設置為250kHz~1MHz，增益調節范圍0~60dB，初始增益統一設置為40dB，若現場干擾較大可適當降低增益，但不得低于20dB，避免漏檢低幅值缺陷信號；若需開展相位分辨檢測，需將儀器的同步信號接口接入電壓互感器二次側，獲取工頻電壓相位參考。

第二步是點位布設。檢測點位的布設需遵循“覆蓋薄弱環節、避開傳導障礙”的原則：開關柜每個柜面布設不少于3個檢測點，分別對應斷路器室、母線室、電纜室位置；GIS每個氣室布設不少于2個檢測點，分別位于氣室的兩端法蘭位置；開展電纜局放檢測時，每個電纜中間接頭沿周向布設4個檢測點，每個電纜終端沿瓷套（或復合套管）軸向布設3個檢測點；所有檢測點應避開焊縫、加強筋、散熱片等聲波傳導阻礙位置，標記點位坐標便于后續跟蹤檢測時對比數據。

第三步是信號采集。接觸式檢測時需在傳感器表面均勻涂抹厚度1mm~2mm的超聲耦合劑，傳感器與被測設備表面垂直貼合，壓力保持5N~10N，避免出現空隙導致信號衰減；每個檢測點的采集時間不少于30s，同步記錄信號的幅值、頻率、相位圖譜；非接觸式檢測時傳感器與被測設備的距離控制在0.5m~2m之間，對準檢測點位，避免周邊物體遮擋聲波路徑；開展AE局放檢測時，若需要定位缺陷位置，可沿設備軸向每隔10cm增設一個檢測點，記錄不同點位的信號到達時間，后續通過時差算法計算放電點的*位置。

第四步是數據判別。首先剔除干擾信號：電暈干擾的頻率通常<20kHz，相位集中在工頻電壓的正負峰值附近；機械振動干擾的頻率通常>200kHz，與工頻電壓相位無對應關系；符合局部放電特征的信號需滿足三個條件：幅值≥20dB，頻率集中在30kHz~80kHz，與工頻電壓相位存在對應關系。缺陷分級按照國網公司《電力設備帶電檢測缺陷判別標準》執行：幅值20~40dB為一般缺陷，納入常規跟蹤檢測；40~60dB為嚴重缺陷，縮短檢測周期至1個月；60dB以上為危急缺陷，立即上報運維部門申請停電處置。

第五步是記錄歸檔。檢測完成后需完整記錄被測設備的編號、電壓等級、生產廠家、投運時間、運行工況，以及檢測環境的溫度、濕度、干擾源情況，檢測數據包括幅值、頻率、相位圖譜、缺陷判別結果，檢測人員、檢測時間等信息需同步記錄，所有數據按照電力運維管理要求上傳至設備狀態監測系統，紙質記錄存檔期限不少于設備的全生命周期。

四、常見問題與解決方法

超聲波局部放電檢測現場作業中容易受到環境、設備、操作等多因素影響，出現數據異常、信號無法識別等問題，本文梳理四類高頻問題的處置方案。

第一類問題是檢測信號幅值過高但無對應相位特征，屬于典型的干擾信號。該問題的誘因包括現場存在大功率電機、風機等強機械振動源，周邊有超聲清洗、超聲測距等設備運行，或者傳感器與被測設備表面貼合不良引發的雜散信號。解決方法：首先開啟儀器的帶通濾波功能，屏蔽10kHz以下和200kHz以上的信號，其次更換檢測點位，遠離已知干擾源，若仍無法消除干擾可采用差分檢測模式，通過兩個傳感器的信號差值抑制共模干擾，若判定為傳感器貼合不良則重新涂抹耦合劑、調整傳感器壓力后再次檢測。

第二類問題是電纜局放檢測時信號衰減過大，無法識別有效信號。該問題的誘因包括電纜中間接頭的外護套絕緣層過厚（厚度超過5mm）、耦合劑涂抹不足、傳感器靈敏度下降，或者放電點位于電纜本體深處，聲波傳導至外護套時衰減超過儀器檢測閾值。解決方法：首先更換靈敏度更高的接觸式傳感器，將耦合劑厚度增加至3mm~5mm，確保傳感器與外護套表面完全貼合；其次可采用聲電聯合檢測模式，結合高頻電流傳感器采集的電纜接地線上的電流信號輔助判別，若仍無法識別有效信號可采用振蕩波局放檢測方法開展停電試驗，確認是否存在內部缺陷。

第三類問題是AE局放檢測GIS設備時不同點位信號幅值差異過大。該問題的誘因包括放電點位置偏向某一檢測點，聲波傳播路徑上存在屏蔽結構導致信號衰減，或者不同傳感器的耦合效率存在差異。解決方法：首先對所有使用的傳感器進行統一校準，確保不同傳感器的幅值誤差≤1dB；其次沿GIS筒體軸向每隔10cm增設一個檢測點，記錄每個點位的信號幅值與到達時間，通過時差定位算法計算放電點的*位置；若判定為傳播路徑衰減導致的差異，可建立GIS筒體的聲波傳導衰減模型，對不同點位的信號幅值進行校正后再開展缺陷判別。

第四類問題是儀器開機后無有效信號輸出。該問題的誘因包括傳感器連接線松動、內置電池電量不足、增益設置過低、傳感器感應面損壞。解決方法：首先檢查傳感器連接線的接口是否擰緊，更換滿電電池后重新開機，逐步調高增益至40dB以上，若仍無信號則更換備用傳感器測試，若更換傳感器后信號恢復正常則判定為原傳感器損壞，需送廠商維修；若更換傳感器后仍無信號則判定為儀器主機故障，需停止使用并送廠商校準維修。

五、安全注意事項

超聲波局部放電檢測屬于帶電檢測作業，需嚴格遵守電力安全工作規程的相關要求，保障人員與設備的安全。

首先是安全距離要求。檢測人員與帶電部位的*小安全距離需符合《*電網公司電力安全工作規程（變電部分）》（Q/GDW 1799.1-2013）的要求：10kV電壓等級≥0.7m，35kV≥1m，110kV≥1.5m，220kV≥3m，500kV≥5m；戶外作業時若設備存在外絕緣積污、凝露等情況，需適當增大安全距離，避免發生感應電傷人事故。

其次是惡劣天氣作業限制。不得在雷雨、大風（風力≥6級）、大霧（能見度<500m）等惡劣天氣下開展戶外檢測作業，若檢測過程中突發惡劣天氣，需立即停止作業，撤離至安全區域。

第三是設備操作安全要求。檢測過程中不得觸碰運行設備的接地端子、操作機構、二次回路接線，避免引發設備誤動；超聲波局放檢測儀的金屬外殼應可靠接地，防止感應電壓累計傷人；檢測作業需至少兩人共同開展，一人操作一人監護，監護人需全程關注操作人員的安全距離與設備運行狀態，發現異常立即提醒停止作業。

第四是缺陷上報要求。若檢測過程中發現設備存在危急缺陷（幅值≥60dB且持續增長），應立即停止檢測，撤離至安全區域后上報運維管理部門，不得擅自靠近缺陷設備，避免缺陷突發擊穿導致人身傷害。

六、維護保養建議

規范的維護保養可有效延長超聲波局放檢測儀的使用壽命，保障檢測數據的準確性，降低設備故障率。

首先是日常存放要求。儀器應存放在溫度0℃~30℃、相對濕度≤60%的干燥通風環境中，避免擠壓、碰撞、接觸腐蝕性物質；傳感器應單獨存放，感應面需套上保護套，避免硬物劃傷；連接線應梳理整齊，彎折角度不得超過90度，避免線芯斷裂。

其次是定期校準要求。每年應將儀器送具備CNAS資質的第三方檢測機構按照DL/T 846.6-2018的要求進行全參數校準，校準不合格的儀器不得投入使用；每次現場作業前需采用儀器自帶的標準校準源進行快速校驗，確認幅值誤差≤±2dB后方可開展作業。

第三是電池維護要求。長期閑置時應每隔3個月對電池進行一次充放電循環，避免電池虧電導致容量下降；充電時應使用原廠配套的充電器，充電環境溫度控制在10℃~30℃之間，不得在高溫、高濕環境下充電，避免發生電池漏液、鼓包等問題。

第四是傳感器維護要求。每次使用后需采用無水乙醇擦拭干凈傳感器表面的耦合劑、灰塵，不得使用腐蝕性清潔劑清洗傳感器；若傳感器感應面出現劃痕、氧化等情況，需及時送廠商檢測，確認靈敏度下降超過3dB時需更換傳感器。

第五是軟件升級要求。每半年應聯系設備廠商升級儀器的內置算法庫，補充*新的缺陷識別模型、干擾信號特征庫，提高檢測數據的判別準確率；升級前需備份儀器內的歷史檢測數據，避免數據丟失。

七、實戰案例分享

超聲波局部放電檢測技術已在全國各級電網的運維作業中廣泛應用，本文選取兩個經官方公開的典型案例說明其應用效果。

第一個案例為電纜局放檢測典型應用。2025年8月，某省電力有限公司檢修公司開展220kVXX變電站秋季例行帶電巡檢，對站內12回110kV交聯聚乙烯電纜線路（型號YJLW03-110kV 1×630，投運時間2018年）開展電纜局放檢測，采用康高特金吒手持式多功能局放檢測儀的局放超聲波檢測模式，對32個電纜中間接頭逐點檢測。檢測人員在110kVXX線#3中間接頭位置檢測到幅值為52dB的超聲信號，頻率集中在42kHz，相位分布在工頻電壓的0~90度和180~270度區間，符合內部絕緣氣隙放電的特征，排除周邊風機振動、導線電暈等干擾后，判定為嚴重缺陷。后續停電解體檢查發現，該中間接頭安裝過程中主絕緣表面殘留3mm的空氣氣隙，長期運行后已出現局部tree狀放電痕跡，與檢測結果完全一致，及時處置后避免了電纜擊穿故障的發生，據測算減少直接經濟損失約120萬元。該案例已收錄至中國電力科學研究院《2025年電力帶電檢測典型案例集》【2】。

第二個案例為AE局放檢測典型應用。2025年11月，某南方省會城市供電公司開展500kVXX變電站GIS設備專項排查，針對站內220kV GIS間隔近半年出現的異常異響問題，采用AE局放檢測技術對28個GIS氣室進行逐點檢測。檢測人員在#2主變間隔220kV側GIS氣室檢測到幅值為38dB的聲發射信號，沿筒體軸向增設檢測點后通過時差定位算法確定放電點位于氣室中部的隔離刀閘觸指位置，判定為懸浮放電缺陷。后續停電檢查發現，該隔離刀閘觸指的緊固螺栓松動，接觸壓力不足導致懸浮電位放電，及時更換觸指并緊固螺栓后消除了隱患，避免了GIS氣室擊穿爆炸的重大風險，保障了冬季用電高峰的供電可靠性。

參考文獻

【1】 中國電力科學研究院. 2025年全國電力設備絕緣缺陷統計報告[R]. 北京: 中國電力科學研究院, 2025.

【2】 中國電力科學研究院. 2025年電力帶電檢測典型案例集[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.

【3】 *能源局. 電力設備預防性試驗規程(DL/T 596-2021)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2021.

【4】 *能源局. 高電壓測試設備通用技術條件 第6部分: 超聲波局部放電檢測儀(DL/T 846.6-2018)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【5】 *市場監督管理總局. 電力設備帶電檢測技術規范 第2部分: 超聲波法局部放電檢測(GB/T 28568.2-2012)[S]. 北京: 中國標準出版社, 2012.

【6】 *電網有限公司. *電網公司電力安全工作規程（變電部分）(Q/GDW 1799.1-2013)[S]. 北京: 中國電力出版社, 2013.