局部放电=绝缘老化信号？APD局放监测技术让隐患早发现、早处理

一. 背 景

在现代电力系统中，金属封闭开关设备因其结构紧凑、可靠性高而广泛应用，但其内部绝缘缺陷（如气泡、杂质、尖刺等）在强电场作用下极易引发局部放电。这种放电虽不会立即导致绝缘击穿，却会持续侵蚀绝缘介质，长期累积可能引发设备损毁甚至电网事故。据统计，局部放电是导致中压开关柜绝缘劣化的首要原因，也是电力系统突发故障的重要诱因之一。

传统巡检手段难以捕捉局部放电的早期信号，而一旦放电发展为贯穿性击穿，将造成不可逆的损失。因此，实时监测局部放电成为评估设备绝缘状态、实现故障预警的关键技术。

1.1. 什么叫局部放电？

电气设备的绝缘内部如气泡间隙、杂质、尖刺等缺陷，在强电场作用下使得开关柜绝缘内部的电场分布不均匀，在缺陷部位的电场强度会增大，从而容易导致该部位发生未贯穿整个绝缘的放电，即局部放电。

局部放电一般不会引起开关柜内部绝缘的穿透性击穿，但是却会导致绝缘介质的局部损坏。若其长期存在，则会在一定条件下造成绝缘装置电气强度的破坏，最终造成开关柜内部绝缘击穿。开关柜局放监测，能尽早发现设备潜伏性故障，实现故障预警，是避免故障发生的有效措施之一。

1.2. 开关柜局部放电现象

电气设备局部放电产生的同时，会伴随着电、光、声、热等一系列物理现象的发生，因此高压开关柜局部放电监检方法都是基于检测这些能反映局部放电现象的物理量展开的。

1.3 开关柜局部放电监测手段：声波、暂态地电压、特高频

• 暂态对地电压(TEV)法是根据麦克斯韦电磁场理论，当高压开关柜发生局部放电时，会产生出交替变化的电磁场并激发产生电磁波，而电磁波信号会在柜体内部进行传播并在屏蔽不连续的地方泄露到柜体外壳。泄露的电磁波信号会在外壳上感应出一个感应电流，并通过设备表面存在的波阻抗形成脉冲电压，即暂态对地电压信号，简称TEV。

• 超声波检测

  发

  是利用局部放电发生时间较短，其瞬时功率较高，释放的能量会以热能的形式被周围的介质吸收，分子被加热后会形成一个声源，产生超声波信号，由于放电时间短，所以产生的声波具有很宽的频谱范围。超声波信号在开关柜柜体中传播，被传感器的压电晶体接收转换为电信号，并通过进一步放大采集后进行后续的分析。

• 特高频法的理论依据是开关柜内发生局放时激发出的电磁波，其频率最高可能达到GHz级别，这一频率的电磁信号可以通过设置在开关柜内的天线传感器接收到，从而对信号进行进一步的分析，判断出故障类型和故障距离等。

二. 安科瑞APD系列局放监测解决方案

2.1 特高频传感器APD100

• 应用场景：适于中压开关柜（61柜、28柜、环网柜）出厂前集成安装或对已投用的高压开关柜进行停电安装。

• 产品特点：系统抗干扰能力强，可靠性高。

• 应用安装：特高频传感器磁吸方式安装于电缆室，采集装置导轨式安装于仪表室。

• 实现过程：超高频传感器所检测的信号，经过同轴电缆送往开关柜局部放电在线监测装置，进行放大、滤波、检波，数字脉冲提取、数字滤波、局放特征量计算等数字化处理，并完成局放可视化操作、局放判断、数据存储、数据上送等功能。

• 监测内容：放电次数、放电量、PRPD/PRPS图谱等。

• 告警机制：采样周期1s，连续5次采样超过报警阈值，报警（寄存器置位+DO输出）。

2.2 现场安装照片：

局放采集器安装于仪表室 局放采集器安装于仪表室

局放传感器安装于电缆室 局放传感器安装于电缆室

2.3 三合一局放传感器APD300

• 应用场景： 适于中压开关柜（61柜/28柜/环网柜）

• 产品特点： 系统抗干扰能力强，可靠性高。

• 应用安装： 三合一有线传感器磁吸方式安装于电缆室，通过RS485总线将局放数据上传至监控系统平台。三合一无线传感器磁吸方式安装于柜门外，通过无线方式将局放数据上传至局放接收器ATC600-PD。

• 监测内容： 监测3种信号的放电次数和放电量、噪声、温度、湿度。

• 告警机制： 有线款：每4s采样时间内放电次数和放电量同时超过报警阈值，报警（传感器寄存器置位）无线款： 每2小时的4s采样时间内放电次数和放电量同时超过报警阈值，报警（接收器寄存器置位）。

2.4 现场安装照片：

三. 产品功能特点

可以多维度智能诊断，精准预警绝缘隐患！针对中压开关柜的绝缘监测需求，APD系列局部放电监测装置通过特高频（UHF）、地电波（TEV）和超声波（AE）三种传感器协同检测，全面覆盖局部放电产生的电磁波、高频电流脉冲和声波信号，实现高精度、多参量诊断：

A. 特高频传感器（UHF）：捕捉绝缘内部放电产生的电磁波信号，抗干扰能力强，适用于复杂电磁环境。检测带宽300MHz~1600MHz，连接电缆同轴电缆，防护等级是IP65

B. 地电波传感器（TEV）：检测沿金属柜体传播的瞬态对地电压，测量范围0～60dBmV测量信号带宽3MHz～100MHz。

C. 超声波传感器（AE）：通过高频声波识别放电点物理振动，测量范围0～60dBμV谐振频率40kHz±1kHz。

D. 多参数监测：同步测量放电幅值、频次，动态分析放电趋势，区分故障类型（如电晕、沿面放电等）。

E. 灵活安装方式：APD300-L有线版：强磁吸附于开关柜电缆室内壁，直接贴近监测目标。APD300-W无线版：吸附于断路器室或电缆室门板外侧，无需停电施工，支持快速部署。

F. 宽电源适配：支持DC12-36V或电池供电，适应现场复杂供电条件。

G. 智能预警：通过阈值设定与趋势分析，提前预警绝缘劣化风险，避免突发故障。

四. 为何要选择局放监测装置 ？

4.1 APD系列局放监测装置可以为电力系统提供三重保障：

• 预防性维护：从“被动抢修"转向“主动防控"，减少非计划停机损失。

• 安全高效：非侵入式检测，无需停电安装，保障运维人员安全。

• 长期经济性：延长设备寿命，降低更换成本，提升电网整体可靠性。

4.2 应用场景全覆盖

APD系列局放监测装置适用于变电站、工矿企业、数据中心等中压开关柜密集场景：

• 老旧设备绝缘状态评估

• 关键电力节点的连续监测

• 智能电网建设的数字化升级

五 . 开关柜局放监测 / 特高频局放监测系统方案

5.1 系统架构图

5.2 案例分享

A. 某医院项目方案：通过新增弧光保护装置实现高压柜的全面保护监控；通过新增高压柜断路器触头、铜排接头和电缆接头无线测温与电缆室局放监测装置实现实时巡检与运维告警；通过新增电能质量监测装置与多功能表计，实现用电质量的实时监测与用能分析；所有传感设备的数据上传至医院能效管理平台，为医院用能提供实时监测、高效运维！

配置方案：以内科楼10kV配电室为例，配置的硬件产品包括 ARB6弧光保护装置、APView电能质量监测装置、APD100特高频局放监测装置、ATE无线测温传感器。其余10个配电室配置项目，上述设备上传到能效管理平台。

B. 某建筑用花岗岩矿新建项目：包括矿区和加工区合计10/0.4kV变配电室10个及1个箱变，共196面10kV开关柜，313面0.4kV开关柜。 为了保证矿上生产供电的稳定可靠，业主要求高压进线柜配置局放监测装置，高压进/出线柜测量柜内接头温度，电机回路配置马达保护，此外配置多功能表计实现用能统计。

配置方案：给客户配置16台APD100局放监测装置，170台ASD320带6点测温，131台ARD2F电动机保护器及1400台多功能仪表。

六. 结 语
电力系统的稳定运行离不开设备的绝缘健康，而局部放电正是绝缘劣化的关键征兆。局部放电是绝缘故障的“早期信号"，APD局放监测装置实现多维度、高精度监测，既能提前预警潜在故障，又能辅助运维决策，大幅降低突发停电风险。

无论是老旧设备改造还是智能电网升级，APD局放监测装置能提供灵活、可靠、经济的解决方案，真正实现从“被动抢修"到“主动防护"的转变。选择APD局放监测装置即是选择为电力系统安全上一道“隐形保险"，让隐患无所遁形，让运行更稳更省心，让电网运行更长久、更高效！