根據中國電力科學研究院2025年發布的《全國輸變電設備運行故障分析白皮書》統計,110kV及以上電力設備故障中,變壓器絕緣劣化導致的故障占比達82%,而變壓器局部放電是絕緣劣化早期*可直接檢測的特征信號【1】。隨著新型電力系統建設推進,輸變配網絡復雜度持續提升,傳統定期停電預試的模式已經無法滿足高可靠性供電要求,變壓器局部放電在線監測憑借實時、非侵入、無需停電的優勢,已經成為電力設備預防性維護的核心技術手段。
2026年*電網、南方電網先后印發《輸變電設備預防性維護工作導則》,明確要求2030年前實現110kV及以上變電站變壓器局部放電在線監測全覆蓋,推動運維模式從“事后搶修”“定期檢修”向“狀態檢修”轉型。對于工商業側用戶而言,變壓器作為核心電力設備,非計劃停運帶來的損失逐年攀升,2025年國內工業用戶平均每小時停電損失可達32萬元,石化、軌道交通等特殊場景的損失甚至超過百萬,通過在線監測提前識別局放隱患,將故障消滅在萌芽狀態,已經成為降低運維風險、減少經濟損失的必然選擇。
變壓器局部放電指的是變壓器內部絕緣存在氣隙、雜質、毛刺等缺陷時,在運行電壓的高電場作用下,缺陷位置發生的局部、非貫穿性放電現象,單次放電能量極低,但長期持續放電會逐步侵蝕周邊絕緣材料,*終引發絕緣擊穿導致設備故障。
變壓器局部放電在線監測的核心原理是通過多類型傳感器采集放電過程中產生的特高頻電磁波、超聲波振動、高頻電流脈沖等特征信號,通過算法過濾現場的開關動作干擾、通信信號干擾、機械振動干擾后,對缺陷的類型、嚴重程度、位置進行判斷,無需設備停電即可完成7*24小時連續監測,為預防性維護決策提供數據支撐。目前DL/T 1432.3-2025標準明確要求,變壓器局放在線監測裝置的*小可檢測放電量需不高于100pC,誤報率需低于2%【2】。
據中電聯2026年發布的《電力設備在線監測行業發展報告》顯示,截至2025年底,國內110kV及以上變電站的變壓器局部放電在線監測裝機率已達47%,35kV及以下工商業用戶側裝機率也在以每年22%的增速提升。
當前行業發展呈現三大趨勢:一是多傳感融合技術成為主流,單一監測手段存在的檢測盲區逐步被補齊;二是AI診斷模型大規模應用,基于大樣本訓練的缺陷識別準確率持續提升,減少對運維人員經驗的依賴;三是在線監測數據與全生命周期運維平臺打通,直接驅動預防性維護工單生成,實現監測-診斷-消缺的閉環管理。
目前行業內應用較為廣泛的變壓器局部放電在線監測技術主要有三類,各有適用場景:
特高頻(UHF)監測技術通過采集局放產生的300MHz-3GHz特高頻電磁波信號,抗電磁干擾能力較強,靈敏度較高,可實現放電位置的初步定位,對內部絕緣氣隙、毛刺類缺陷識別效果較好,但對沿面放電的檢測靈敏度相對偏低。
超聲波(AE)監測技術通過采集放電產生的20kHz-200kHz超聲波振動信號,對懸浮放電、表面放電的識別效果較好,可通過多點傳感器布置實現精準定位,缺點是易受變壓器冷卻裝置、周邊設備運行的機械振動干擾,現場應用時需要配套干擾過濾算法。
高頻電流(HFCT)監測技術通過套裝在變壓器接地線上的電流傳感器采集放電產生的高頻脈沖電流,安裝無需改造設備本體,可帶電安裝,適合存量設備改造,缺點是對微弱放電信號的識別能力有限,適合搭配其他技術聯合使用。
針對不同場景的監測需求,康高特推出多傳感融合的變壓器局部放電在線監測方案,適配新建站建設與存量站改造兩類需求。方案搭載子龍高頻局放測試儀、哪吒手持式多功能局放測試儀等核心設備,同時滿足在線連續監測與移動式巡檢的雙重需求。
方案符合IEC 60270:2026以及國內DL/T相關標準要求,采用特高頻、超聲波、高頻電流三類傳感器同步采集數據,通過自研的AI干擾過濾算法,可識別并過濾98%以上的現場干擾信號,缺陷識別準確率較單一技術方案提升35%左右。設備支持邊緣端*地診斷,數據傳輸延時低于1秒,同時可兼容現有電網、工商業用戶的電力設備運維平臺,無需額外進行系統適配,降低部署成本。
2026年南方電網某220kV變電站部署康高特變壓器局放在線監測系統后,提前27天識別出1號主變高壓繞組端部的懸浮放電缺陷,運維人員結合預警信息安排計劃停電消缺,避免了非計劃停運事件,預估減少直接、間接經濟損失約1200萬元。
西北某500MW光伏并網電站2025年完成35kV主變局放在線監測改造后,無需再每半年安排停電預試,每年節省停電損失約80萬元,上線3個月后成功識別出一起主變內部絕緣油中氣隙放電隱患,避免了電站脫網的安全事故。
某城市軌道交通110kV主變電所2026年更換原有單一技術的局放監測設備為康高特多融合方案后,解決了此前列車運行振動導致的頻繁誤報問題,監測準確率達98%,為軌道交通的可靠供電提供了技術支撐。
康高特多融合方案采用非侵入式傳感器,HFCT傳感器套裝在變壓器接地線上,特高頻、超聲波傳感器吸附在設備外壁,全部安裝工序均可帶電作業,無需設備停電,不影響正常供電。
根據中國電力科學研究院2025年的對比測試數據,多融合技術的變壓器局部放電在線監測對潛伏性絕緣缺陷的識別率比傳統停電預試高28%,原因在于在線監測是在設備真實運行電壓下采集數據,可捕捉到停電試驗時低電壓下不會顯現的微弱缺陷。
該類設備設計使用壽命為10年,僅需每年進行一次現場校準,年度運維成本僅為傳統停電預試的15%,同時可大幅降低非計劃停運帶來的潛在損失,長期來看可有效降低電力設備預防性維護的綜合成本。
參考文獻
【1】 中國電力科學研究院. 2025年全國輸變電設備運行故障分析白皮書[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.
【2】 中華人民共和國*能源局. DL/T 1432.3-2025 變電設備在線監測裝置技術規范 第3部分:變壓器局部放電在線監測裝置[S]. 北京: 中國電力出版社, 2025.
【3】 國際電工委員會. IEC 60270:2026 High-voltage test techniques – Partial discharge measurements[S]. Geneva: IEC, 2026.
【4】 *電網有限公司. 2026年輸變電設備預防性維護工作導則[R]. 北京: *電網有限公司, 2026.