一、前言
在电力系统中，高压设备的绝缘状况直接关系到供电的安全与可靠性。
局部放电（Partial Discharge，简称PD）作为绝缘老化和缺陷的“前兆信号”，一直是电力检测与设备维护的重要依据。
近年来，随着电网数字化与智能化的发展，局放在线监测技术逐渐成为趋势。其中，基于高频电流传感器（HFCT）和特高频传感器（UHF）的监测方法，凭借其高灵敏度和抗干扰性能，正在取代传统的离线检测，成为各类电力设备绝缘状态评估的重要手段。
二、HFCT传感器：捕捉高频放电信号
HFCT（High Frequency Current Transformer）是一种高频电流传感器，常用于变压器、开关柜、电缆等设备的局放监测与定位。
工作原理
HFCT通过感应流经接地线的高频电流，转化为电压信号，用于分析局放活动的强度和特征。
与传统的低频检测不同，HFCT的频率响应范围通常在100kHz到30MHz，可以有效捕捉到放电脉冲信号的高频成分。
典型优势
- 对信号波形依赖性较低，抗干扰能力强；
- 可通过多个HFCT的时间差分析实现放电源定位；
- 传感器成本低，结构简单，便于安装在接地导体上；
- 即使放电点距离较远（超过1公里），信号仍可被检测到。
三、UHF传感器：从电磁波中“听见”局放
相比HFCT主要监测电流信号，UHF（Ultra High Frequency）传感器通过接收放电产生的电磁波来识别放电活动。其工作频率通常在300MHz~3GHz之间，特别适用于气体绝缘开关柜（GIS）、变压器等金属封闭设备。
UHF传感器可分为两类：
优点总结
- 对环境噪声免疫力高，几乎不受空气电晕干扰；
- 可在封闭设备内部实现高灵敏度监测；
- 通过多传感器“到达时间法”可实现放电点精准定位；
- 对GIS、变压器内部放电的识别效果尤其显著。
四、HFCT与UHF的协同监测：兼顾灵敏度与抗干扰
单一类型传感器往往难以在复杂环境下准确识别所有放电源。
因此，提出了HFCT+UHF联合测量方法，通过两种不同频段的信号互补分析，实现更全面的绝缘状态评估。
在实际应用中，工程师会在电缆接地处布置HFCT传感器，在GIS或变压器处安装UHF传感器。
通过联合分析两类信号的相位分布图（PRPD）、时间延迟与波形特征，不仅能区分不同类型的放电源（如内部放电、表面放电、空气电晕等），还可实现多点同步定位。
五、多点局放监测的可视化结果
在一项实验中，研究团队在模拟的高压实验平台上制造了四种典型缺陷：
- XLPE绝缘层内部空洞；
- 电缆终端切割缺陷；
- 空气电晕放电；
- GIS腔体内的金属尖端放电。
通过HFCT和UHF同步采样系统，成功区分并定位了上述所有放电源。
其中，UHF传感器清晰捕捉到了GIS内部的电晕放电信号，而HFCT则准确识别出电缆中的内部缺陷放电。
1、以下是由HFCT传感器获得的PRPD图谱。
(a) 表示安装在位置C的HFCT 1传感器测得的结果；
(b) 表示安装在位置E的HFCT 2传感器测得的结果。
2、以下是使用HFCT传感器1(a)和传感器2(b)所得局放数据的分析结果。
六、结论与应用前景
HFCT与UHF传感器的联合应用，为电力设备的绝缘状态评估提供了高灵敏度、高精度、抗干扰强的技术手段。
无论是在在线监测还是长期状态评估系统中，这种技术都能帮助运维人员：
- 早期发现潜在绝缘缺陷；
- 避免设备故障与停电风险；
- 提升电网运行的可靠性与安全性。
未来，随着智能电网和大数据分析技术的融合，基于HFCT+UHF局放监测的系统，将成为配电网数字化运维的重要组成部分。
