去年華東某海上風電場的運維團隊遇到了棘手的問題，投入運行不滿3年的35kV海纜終端先后出現12次異常告警，運維人員用單一UHF傳感器現場復測，檢測數據波動極大，始終無法判定是否存在真實的局部放電，也無法定位異常位置，若是貿然停電檢修會造成數十萬的發電量損失，若是放任不管又可能引發海纜擊穿、全場停電的安全事故。后來他們采用了多傳感器同步采集的局放檢測方案，僅用2個小時*確認了3處存在絕緣劣化的放電點，及時消缺避免了事故發生。

局部放電是電力設備絕緣劣化的核心前期征兆，當絕緣材料內部存在氣隙、雜質或者表面有爬電現象時，*會產生局部放電，長期發展會破壞絕緣結構，*終導致設備擊穿、停電甚至火災，因此局部放電檢測已經成為電網、新能源、軌道交通、石化等多個領域電力設備預防性試驗的核心項目【1】。而局放傳感器作為局部放電檢測的核心部件，其選型直接決定了檢測結果的準確性和可靠性。

一、三類主流局放傳感器的技術特性差異

高頻電流傳感器的原理基于羅氏線圈的耦合原理，采集設備接地回路中局部放電產生的脈沖電流信號，工作頻段通常覆蓋300kHz到30MHz，安裝時不需要改動設備結構，直接卡接在設備的接地排或者電纜接地線上即可，不需要停電作業，非常適合在線監測和移動巡檢場景。不過這類傳感器的工作頻段和現場很多電磁干擾源的頻段重疊，比如變頻器、無線通信設備、牽引整流裝置產生的干擾信號都會被采集到，若是沒有配套的濾波和信號識別算法，誤報率會居高不下，我們之前在某軌道交通牽引變電所測試時，未做濾波處理的高頻電流傳感器誤報率甚至超過35%。

超聲波傳感器的工作原理是采集局部放電產生的超聲波振動信號，工作頻段通常在20kHz到200kHz之間，屬于非電氣量檢測，完全不受現場電磁環境的干擾，特別適合在電磁環境復雜的場景做快速排查，檢測時只需要將傳感器貼合在設備外殼表面即可，不需要接觸帶電部位，安全性很高。不過超聲波信號在傳播過程中衰減速度快，遇到絕緣油、固體絕緣材料或者金屬殼體阻擋時，信號衰減幅度會超過80%，若是放電點位于設備內部較深的位置，外置的超聲波傳感器很難檢測到有效信號，比如全密封的油浸式變壓器內部放電，用外置超聲波傳感器檢測的靈敏度會比內置UHF傳感器低很多【2】。

UHF傳感器的工作原理是采集局部放電產生的超高頻電磁波信號，工作頻段覆蓋300MHz到3GHz，這個頻段遠高于現場大部分電磁干擾源的頻段，因此抗干擾能力要優于高頻電流傳感器，而且超高頻信號的傳播衰減小，能穿過設備的非金屬部件比如開關柜的觀察窗、變壓器的放油閥密封圈等，既可以外置安裝也可以內置在設備內部，檢測靈敏度較高。不過如果設備是全金屬密封結構，沒有預留非金屬的信號傳輸通道，超高頻信號會被完全屏蔽，外置UHF傳感器基本無法采集到有效信號，比如部分全密封的戶外箱式變壓器，*不適合用外置UHF傳感器做檢測。

二、不同場景下的局放傳感器選型邏輯

選型的核心邏輯是結合設備類型、現場環境、檢測需求三個維度來判斷，沒有通用的*優方案，只有適配場景的合適方案。

電網變電站的場景，變壓器的局放檢測通常采用內置UHF傳感器加外置超聲波傳感器的組合，UHF傳感器能穿透絕緣油采集到內部的微弱放電信號，超聲波傳感器則可以用來定位靠近外殼的放電點以及表面爬電缺陷，開關柜的檢測通常采用高頻電流傳感器卡接在柜體接地排，配合UHF傳感器貼在觀察窗位置，兩種信號交叉驗證，能有效排除現場的接地干擾信號，提高檢測準確率。

海上風電場的場景，現場鹽霧腐蝕嚴重，電磁環境復雜，而且海纜終端、箱式變壓器的布局比較分散，運維人員巡檢難度大，這時候可以選用支持多傳感器同步采集的移動檢測設備，比如康高特代理的MPD800局部放電測試系統，支持UHF、高頻電流、超聲波三種傳感器同步采集，能對三種信號做時域關聯分析，當三種傳感器同時檢測到對應時間的異常信號時才判定為有效放電，能大幅降低誤報率，運維人員不用拆卸設備外殼，也不需要停電，*能完成海纜終端、箱變、開關柜的局放檢測，檢測效率比用單一傳感器提升40%以上。

市政領域的地鐵牽引變電所場景，現場存在大量的牽引整流設備，產生的低頻電磁干擾會嚴重影響高頻電流傳感器的檢測結果，這種場景下適合采用UHF傳感器加超聲波傳感器的組合，UHF傳感器的工作頻段避開了牽引干擾的頻段，超聲波傳感器完全不受電磁干擾，兩種信號交叉驗證后，誤報率可以降到5%以下，完全滿足地鐵運維的高可靠性要求。

石化企業的防爆配電室場景，所有設備都是密封防爆結構，不允許在帶電狀態下拆卸外殼，這時候超聲波傳感器是巡檢的*，運維人員只需要將傳感器貼在設備外殼的指定位置，*能快速排查是否存在表面放電缺陷，配合UHF傳感器檢測通過密封膠圈傳出的超高頻信號，*能完成整個配電室的局放排查，全程不需要接觸帶電部位，符合防爆安全要求。

三、局部放電檢測的合規性要求

目前國內針對局部放電檢測已經出臺了完善的標準規范，GB/T 7354《高電壓試驗技術 局部放電測量》對局部放電的檢測方法、傳感器校準要求都做了明確規定【1】，電力行業的DL/T 417《電力設備局部放電現場測量導則》對不同電力設備的現場檢測流程、數據判定標準做了細化要求【3】。政府類項目比如市政配電、軌道交通、公共建筑的配電系統局放檢測，所使用的局放傳感器必須經過CNAS認可的校準機構校準，出具的檢測報告需要加蓋CMA資質章才能作為項目驗收或者運維存檔的有效依據。如果是參與電網或者政府的集中采購項目，局放傳感器還需要符合對應行業的技術規范，具備相應的檢測報告才能參與投標，比如*電網的開關柜局放在線監測項目，*要求UHF傳感器和高頻電流傳感器都要通過國網相關檢測機構的型式試驗。

四、多傳感器融合是局放檢測的發展方向

現在的電力設備結構越來越復雜，現場的電磁環境也越來越多樣，單一類型的局放傳感器很難兼顧檢測靈敏度、抗干擾能力和定位精度，多傳感器融合的檢測方案已經成為行業的主流發展方向。通過同步采集不同原理的傳感器信號，利用算法對信號做關聯分析，當多種傳感器同時檢測到對應特征的異常信號時才判定為真實的局部放電，不僅能大幅降低誤報率和漏檢率，還能結合不同傳感器的特性實現放電點的*定位。目前很多科研院所做局部放電的特性研究、新絕緣材料的性能測試，也會選擇支持多傳感器接入的局放檢測系統，來獲取更全面的放電數據。

對于用戶來說，選型時不需要盲目追求高參數的單一傳感器，而是要結合自身的應用場景、設備類型和預算情況，選擇適配的傳感器組合，預算允許的情況下優先選擇支持多傳感器同步采集的檢測系統，不僅能提高檢測的準確性，還能減少后續的運維投入，降低設備故障的風險。

參考文獻

【1】 GB/T 7354-2018 高電壓試驗技術 局部放電測量

【2】 DL/T 1416-2015 超聲波法局部放電測試儀通用技術條件

【3】 DL/T 417-2006 電力設備局部放電現場測量導則