电力设备环流局部放电监测：护航电网安全的新维度

文章由山东华科信息技术有限公司提供

在电力系统运行中，环流现象广泛存在于变压器、电抗器等设备中。这类由电磁感应或参数不对称引发的循环电流，不仅会增加设备损耗，更可能因局部过热或电场畸变诱发局部放电（Partial Discharge, PD），成为威胁电网安全的隐形风险。电力设备环流局部放电监测技术，通过精准捕捉放电特征信号，为设备健康管理提供了全新视角。

一、环流与局部放电的关联机制

环流本质是电力设备中因电磁耦合或参数差异产生的循环电流，常见于多绕组变压器、并联电容器组等场景。当环流路径经过绝缘薄弱区域时，电荷的周期性积聚与释放会形成局部电场集中，引发绝缘材料内部或表面的微小放电。这种放电虽未形成贯穿性击穿，却是绝缘劣化的重要征兆。例如，变压器绕组间的环流可能导致匝间绝缘老化，最终引发短路故障。

二、监测技术：多维度信号解析

现代环流局部放电监测系统融合多种检测原理，形成立体化监测网络：

暂态地电压（TEV）检测

通过部署在设备外壳的特高频传感器，捕捉放电产生的电磁波信号。该技术对环流引发的内部放电具有高灵敏度，尤其适用于封闭式设备如变压器的监测。

脉冲电流法

利用罗戈夫斯基线圈检测放电瞬态电流，频带范围覆盖50Hz至数十MHz。该方法可精准量化放电强度，结合相位分析技术，能有效区分环流放电与其他干扰信号。

三、系统功能：从监测到预警的全流程管理

多参量数据融合

系统同步采集TEV、脉冲电流、及温度数据，通过算法融合提升缺陷识别准确率。例如，结合环流幅值与放电频次，可判断绝缘老化阶段，为状态检修提供依据。

智能诊断与趋势预测

内置机器学习模型可自动识别典型放电模式（如电晕放电、内部气隙放电），并生成设备健康指数（HDI）。通过历史数据训练，系统可预测绝缘劣化趋势，提前发出预警。

远程集中监控

物联网技术实现设备远程管理，支持多级报警（如注意值、警示值、危险值）与工单自动派发。运维人员可通过移动端实时查看放电定位图谱，提升响应效率。

四、技术优势与应用价值

非侵入式部署

传感器采用柔性设计，可缠绕于设备表面或嵌入结构，无需断电或改造设备，单节点安装时间低，特别适用于已运行设备的升级改造。

抗干扰与高精度

通过差分信号处理与自适应阈值技术，有效抑制开关操作、雷电等外部干扰。在复杂电磁环境中，仍可保持检测准确率，确保数据真实性。

经济性与兼容性

综合成本较传统定期检测方案降低，且可避免非计划停电带来的经济损失。系统支持与配电自动化系统（DAS）、能源管理系统（EMS）无缝对接，构建智能运维生态。

五、未来趋势：智能化与标准化并进

多技术融合诊断

未来系统将集成TEV、脉冲电流法与红外热成像技术，通过多参量数据融合提升缺陷识别准确率。例如，结合温升异常与放电活动，可更精准判断设备状态。

人工智能深度应用

深度学习模型可自动提取放电信号的时频特征，区分正常操作放电与故障放电，减少误报率。部分研究机构已尝试将声纹识别技术引入局放分析，进一步提升诊断精度。

标准体系完善

随着行业规范逐步落地，监测设备的检测精度、通信协议等指标将实现统一，推动技术规模化应用。同时，系统与电网数字孪生平台的深度整合，将构建更智能的运维决策体系。

结语

电力设备环流局部放电监测技术，通过多维度信号解析与智能诊断，为电网安全筑起了新的防护屏障。其非侵入式部署、高精度检测与预测性维护能力，不仅提升了设备运维效率，更为构建韧性电网、推动能源结构转型提供了坚实保障。随着物联网与人工智能技术的深度融合，这一领域有望在保障电力供应安全、促进绿色低碳发展中发挥更重要的作用。