一、局部放电传感器有哪些类型?先看原理对比

局部放电(Partial Discharge,PD)检测的本质,是捕捉放电瞬间产生的各种物理信号。按信号类型,主流局放传感器分为四类:

类型 检测信号 典型频带 优势 主要局限
UHF 特高频传感器 放电辐射的电磁波 300MHz–3GHz 灵敏度高、抗电晕干扰强、可定位 成本较高,需安装设计
AE 超声波传感器 放电产生的声波 20–200kHz 抗电磁干扰、可定位、便携 灵敏度受传播路径影响
HFCT 高频电流传感器 接地回路高频脉冲电流 1–30MHz(可更宽) 安装简单(卡装)、不停电 难以区分内部放电与外部干扰
TEV 暂态地电压传感器 外壳暂态地电压 3–100MHz 巡检效率高、非接触 定量能力弱,多用于开关柜

核心认知:没有”万能传感器”,不同设备、不同场景要用不同方法。选错传感器,再贵的系统也测不准。

二、UHF 特高频传感器:GIS 与封闭设备的首选

UHF 特高频法检测 300MHz–3GHz 频段的放电电磁波。GIS、变压器等金属封闭设备内部放电产生的电磁波可以在腔体内传播并被内置或外置传感器接收。

选 UHF 传感器看四点

  • 频带与灵敏度:优质产品典型灵敏度可达 -60dBm 级(对应约 1pC 以下),频带覆盖 300MHz–1.5GHz 以上
  • 安装方式:内置式(安装在 GIS 检修手孔/观察窗,灵敏度最高)与外置式(贴装在盆式绝缘子外侧,安装灵活);现场无停电窗口时选外置带电安装
  • 抗干扰能力:变电站电晕、通讯信号会干扰电磁法,好的 UHF 传感器配合滤波算法才能降低误报
  • 定位能力:多传感器协同可做放电定位,对 GIS 内部缺陷定位很有价值

三、AE 超声波传感器:开关柜、电抗器的实用选择

超声波法检测放电产生的 20–200kHz 声波信号。声波在空气中衰减快,但在固体表面(外壳、柜体)传播稳定,因此非常适合开关柜、电抗器、电缆终端等非全封闭设备。

  • 接触式 AE:贴合设备表面检测,灵敏度高,适合在线监测
  • 非接触式 AE:对准设备即可,适合手持巡检
  • 与 UHF 互补:声、电磁双方法互证,可显著降低误报率——这也是”四合一”传感器流行的原因

四、HFCT 高频电流传感器:电缆与接地回路的选择

HFCT(高频电流互感器)卡装在设备接地线或电缆接地回路上,检测放电产生的高频脉冲电流。安装不需要停电、不需要改变一次设备结构,工程上非常友好。

  • 选型要点:频带宽度(建议覆盖 1MHz 以上)、灵敏度(mV/A 或 pC 对应能力)、卡装孔径(匹配接地线径)
  • 注意:HFCT 对干扰敏感,现场需配合信号处理区分内部放电与外部干扰;单用 HFCT 时建议结合其他方法互证

五、TEV 暂态地电压:便携巡检场景

TEV 法检测设备外壳上的暂态地电压脉冲,主要用于开关柜的快速巡检筛查,配合手持式局放检测仪使用效率很高。它的定量能力弱,适合”初筛—精查”流程中的初筛环节,不适合作为在线监测的主力方法。

六、二合一 / 三合一 / 四合一传感器值得买吗?

近年”合一套装”传感器很流行(将 UHF、AE、HFCT、TEV 等两到四种方法集成到一个传感器)。要不要买,取决于你的设备场景:

套装类型 组合 适合场景 注意点
二合一 UHF + AE GIS、变压器在线监测 最主流组合,电磁+声学互证
三合一 UHF + AE + HFCT 多类型设备混合站 覆盖广,成本适中
四合一 UHF + AE + HFCT + TEV 开关柜为主、兼测多设备 注意安装空间与维护便利性

建议:按”主要被监测设备”选组合,而不是”越多越好”。GIS 场景 UHF+AE 双方法已足够;开关柜场景才需要 TEV 参与。

七、按设备类型的传感器选型速查表

设备类型 推荐方法 推荐传感器 说明
GIS(气体绝缘开关设备) UHF + AE 内置/外置 UHF + 接触式 AE UHF 为主,AE 辅助定位与互证
开关柜 TEV + AE TEV 传感器 + 非接触式 AE 巡检用 TEV 初筛,AE 精查
变压器 UHF + AE 内置 UHF + 接触式 AE 油中放电用 UHF 效果佳
电缆及终端 HFCT HFCT 高频电流传感器 卡装接地回路,不停电安装
环网柜/配电房 TEV + AE TEV + 非接触式 AE 套装 带电巡检效率优先

这张表回答的是“装哪种传感器”;至于各类方法给出的 pC 数字属于标定值、换算值还是比对值,以及选型时该向厂家追问什么,另见《局放在线监测怎么选?五类检测方法对比与 pC 值判读》。

八、常见问题

Q1:UHF 和超声波传感器哪个更好?

不存在绝对优劣。UHF 灵敏度高、适合 GIS 等金属封闭设备;超声波抗干扰强、适合开关柜等表面传播场景。工程上常组合使用(UHF+AE)以互证、降低误报。

Q2:局放传感器装在什么位置?

取决于类型:UHF 内置传感器装在 GIS/变压器检修手孔或观察窗,外置传感器贴装于盆式绝缘子外侧;AE 传感器贴合设备外壳;HFCT 卡装在接地线或电缆接地回路上。现场安装设计建议由厂家勘察后给出。

Q3:四合一套装适合所有设备吗?

不是。四合一套装主要针对开关柜为主、兼测多类型设备的场景。GIS 场景 UHF+AE 双方法已足够,追求覆盖全面但也要考虑安装空间与成本。

Q4:局放传感器灵敏度多高算合格?

UHF 传感器典型灵敏度应达到 -60 dBm 级,能检出很小的放电。但灵敏度与放电量是两个指标:UHF 测的是特高频电磁波,界面上显示的 pC 数字属换算值;要给出可溯源的 pC 量值,需按 IEC 60270 标准回路标定,两者的判读方式不同,不能混用。

Q5:在线监测和手持巡检用的传感器一样吗?

检测原理相同,但形态不同:在线监测用固定安装传感器(内置/外置贴装),手持巡检用便携式传感器(接触式/非接触式探头)。同一厂家产品线通常兼顾两者,便于数据口径一致。

Q6:传感器需要定期校准或维护吗?

需要。建议按厂家指导周期进行灵敏度核查与清洁维护,尤其外置安装于户外环境的传感器,环境侵蚀可能影响长期灵敏度。

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