引言
电力系统设备的绝缘状态是其安全可靠运行的关键 。局部放电 (Partial Discharge, PD) 检测技术能够及时有效地发现电力设备绝缘的固有缺陷和长期运行老化的隐患，从而帮助判断绝缘劣化程度，避免突发性绝缘故障 。在众多局部放电检测方法中，暂态地电压 (Transient Earth Voltage, TEV) 检测技术因其便携和操作简单等优点，已成为高压电气设备检测的重要手段 。
然而，由于行业内缺乏统一的生产标准，导致市场上TEV局部放电检测仪的质量参差不齐 。在采购和验收过程中，如何准确评估其性能成为了一个重要问题 。
TEV 局部放电检测仪的工作原理
电力设备的绝缘结构中如果存在局域高电场、制造工艺缺陷、绝缘有机物分解或机械力损伤等缺陷，都可能在运行中导致绝缘击穿和局部放电 。对于电气设备的内部放电，放电能量会累积在接地屏蔽层的内表面 。虽然理论上连续的屏蔽层可以阻止放电信号外泄 ，但实际上，屏蔽层在绝缘、垫圈连接和电缆终端等位置经常存在断裂或不连续 。
正是这些不连续点，使得高频信号能够传递到设备的外部接地层，从而形成暂态地电压，即TEV 。TEV局部放电检测仪正是通过接触或非接触方式，检测这些高频暂态地电压信号，从而实现对局部放电的监测。
展示了内部局部放电通过绝缘层的缺陷，将电磁波信号耦合到设备外部接地层形成暂态地电压，并被TEV局部放电检测仪捕获的过程 。
TEV 检测仪性能评估方法与参数
为解决TEV局部放电检测仪性能评估缺乏统一标准的问题，本文提出了一种信号模拟评估方法 。通过设置模拟信号缺陷进行评估，这套方案对于检测仪的采购和验收具有极高的应用价值 。
1. 基础功能测试
在进行深入的静态特性评估之前，首先需要进行基础功能测试 ：
- 设备开机和自检功能 。
- TEV局部放电测量结果显示（单位为 dB或dB mV）。
- 校准器测量准确性 。
- 报警功能正常且可根据阈值修改 。
- 电池充电功能正常 。
2. 静态特性评估参数
在基础检测合格后，对检测仪的静态特性进行评估。主要评估项目包括
| 评估参数 | 评估内容 |
| 频率特性 | 测量检测仪的工作频率范围。 |
| 信号线性度 | 评估输入信号线性变化时，检测仪的输出响应特性。 |
| 灵敏度 | 测量检测仪对信号的敏感性能。 |
| 脉冲计数 | 确定检测仪脉冲计数的准确性和有效性。 |
| 放电源定位性能 | 评估具备定位功能的检测仪的定位能力。 |
信号模拟测试与评估结果
本文采用信号模拟测试系统对两款不同厂家生产的TEV局部放电检测仪（设备 I 和设备 II）进行评估和对比 。
由信号发生器、电磁脉冲辐射器、TEV局部放电检测仪、金属板、绝缘板和高性能示波器等组成，用于模拟放电信号并进行性能测量 。
1. 频率特性评估
将检测仪传感器直接放置在金属板上，通过信号发生器输出固定振幅 10V、频率从 1MHz 逐步增加到 80MHz的正弦波信号，记录检测仪的读数，绘制幅频特性曲线。
- 结果对比：设备 I 的截止频率为 83MHz，符合其规格的1到80MHz。设备 II 的截止频率为 120MHz，超过其规格的1到100MHz。工作频带过宽会导致抗干扰能力下降。
- 曲线平滑度：设备 I 的曲线相对平滑，表明其性能优于设备 II。
对比了设备 I 和设备 II 在 1MHz 到 80MHz频率范围内的 TEV读数dB变化，显示了设备 I 的曲线更为平滑。
2. 信号线性度测量
将固定频率设为检测仪的主谐振频率（设备 I 为 55MHz，设备 II 为 56MHz），将正弦波信号的振幅从0.1V}逐步增加到10.0V，记录TEV值并绘制曲线。
结果对比：设备 I 的评估曲线比设备 II 明显平滑 36。这表明设备 I 的线性度性能强于设备 II 。
对比了设备 I 和设备 II 在主谐振频率下，TEV读数dB 随信号振幅（V）变化的曲线，设备 I 的线性度表现更好。
3. 灵敏度评估
在主谐振频率下，检测2.0V、 5.0V和 8.0V振幅时的灵敏度 (V/dB)，通过测量 TEV读数增加 1dB时，输入振幅的增量来计算灵敏度。
结果对比：随着输入信号值的增加，设备 I 和设备 II 的灵敏度均有所下降。尤其设备 II 的灵敏度下降更为明显。
4. 脉冲计数评估
使用信号发生器输出指数上升沿脉冲信号，1kHz到80kHz范围内，以1kHz步长增加频率，记录检测仪的脉冲计数读数。
结果对比：
- 设备 I：在40kHz之前接近理论值并线性增加。超过 40kHz后，脉冲数稳定在350000附近，传感器不再接收脉冲信号。
- 设备 II：在11kHz之前接近理论值。超过11kHz后逐渐偏离理论值，并在47kHz后略有下降。
- 设备 I 的脉冲计数性能明显优于设备 II。
对比了设备 I 和设备 II 的实测脉冲计数与理论值随信号频率(kHz)变化的曲线，设备 I 在更宽的频率范围内更接近理论值。
5. 放电源定位评估
该测试评估具备定位功能的检测仪的定位能力。将信号发生器输出的 10V脉冲信号加载到200cm长的金属板中心。将设备 I 和设备 II 分别放置在距中心 30cm和60cm处进行多次测试，记录定位判断的准确率。
展示了信号发生器、金属板和TEV传感器检测位置的布局，用于评估局部放电检测仪的定位能力。
结果对比：经过 20 次定位测量，设备 I 的定位准确率为55%，设备 II 的定位准确率为30%。设备 I 的定位准确性明显优于设备II。
结论与建议
通过信号模拟评估方法，本文详细分析了TEV局部放电检测仪的频率特性、信号线性度、灵敏度、脉冲计数以及放电源定位性能等关键指标 。
- 评估方法有效性：该信号模拟测试方法能够准确地测量TEV局部放电检测仪的各项先进功能，对于设备的采购和验收具有高度的有效性和实用价值 。
- 设备性能对比：在所有评估项目中，局部放电检测仪 I 的综合性能优于局部放电检测仪 II。
建议：为了避免TEV局部放电检测仪在使用过程中出现检测错误和报警错误，建议对检测仪进行定期评估 。通过持续的性能评估，可以确保电力设备局部放电检测的准确性，保障电力系统的安全稳定运行。
