一、PRPD與PRPS圖譜的定義與核心差異

1. ?PRPD圖譜?（Phase Resolved Partial Discharge）
2. 全稱(chēng)為相位解析局部放電圖譜，以?工頻相位?（0°-360°）為橫坐標(biāo)、?放電幅值?（如dBμV）為縱坐標(biāo)，在二維坐標(biāo)系中展示放電信號(hào)與電源相位的關(guān)聯(lián)性。其核心作用在于通過(guò)相位分布特征（如50Hz/100Hz相關(guān)性）判斷放電類(lèi)型（如空隙放電、表面放電等）?1
3. ?PRPS圖譜?（Phase Resolved Pulse Spectrum/Shape）
4. 屬于三維圖譜，新增?時(shí)間維度?（或工頻周期數(shù)），通過(guò)工頻相位-幅值-周期數(shù)的三維坐標(biāo)系統(tǒng)，記錄連續(xù)多個(gè)周期內(nèi)放電脈沖的時(shí)空演變過(guò)程，可追溯放電動(dòng)態(tài)特性（如間歇性放電、脈沖簇模式）?

二、圖譜特征對(duì)比

特征維度PRPD圖譜PRPS圖譜?坐標(biāo)系?二維（相位-幅值）三維（相位-幅值-周期數(shù)）?數(shù)據(jù)呈現(xiàn)?統(tǒng)計(jì)相位分布密度（熱力圖或散點(diǎn)圖）動(dòng)態(tài)顯示脈沖序列（豎線(xiàn)表示脈沖）?4

?分析重點(diǎn)?放電類(lèi)型識(shí)別（如內(nèi)部缺陷分類(lèi)）放電演化規(guī)律（如脈沖重復(fù)頻率、簇狀放電）?3

三、典型應(yīng)用場(chǎng)景

1. ?PRPD圖譜?

• 快速判斷設(shè)備是否存在絕緣缺陷（如電纜終端氣隙放電）?5
• 區(qū)分干擾信號(hào)（如背景噪聲與真實(shí)放電的相位分布差異）?5

1. ?PRPS圖譜?

• 監(jiān)測(cè)放電活動(dòng)的時(shí)間演化（如變壓器內(nèi)部放電從偶發(fā)到持續(xù)的過(guò)程）?4
• 復(fù)雜放電模式分析（如GIS中多源放電的時(shí)空分離）?3

四、操作聯(lián)動(dòng)性

在高壓設(shè)備檢測(cè)中，?PRPD與PRPS通常聯(lián)合使用?：

• ?PRPD用于初步定位缺陷類(lèi)型?（通過(guò)相位相關(guān)性篩選特征信號(hào)）?1
• ?PRPS用于深度分析放電動(dòng)態(tài)特性?（結(jié)合時(shí)間軸觀(guān)察放電發(fā)展規(guī)律）?3
• 例如：檢測(cè)GIS設(shè)備時(shí)，PRPD可識(shí)別懸浮電位放電，而PRPS可進(jìn)一步分析其脈沖重復(fù)頻率是否與機(jī)械振動(dòng)頻率關(guān)聯(lián)?

HDJF-5A超聲波局部放電檢測(cè)儀圖譜模式

時(shí)域信號(hào)波形與PRPD圖譜

HDJF-5A可提供時(shí)域信號(hào)波形、PRPD圖譜和PRPS圖譜。華頂電力的開(kāi)機(jī)后默認(rèn)展現(xiàn)時(shí)域信號(hào)波形和PRPD相位圖譜，如下圖所示：

此界面上方為時(shí)域信號(hào)波形區(qū)域，實(shí)時(shí)顯示采集到的信號(hào)，下方為PRPD相位圖譜，隨著時(shí)間的變化，PRPD圖譜會(huì)不斷重繪放電信號(hào)與相位之間的關(guān)系，PRPD圖譜的意義在于可以根據(jù)相位與放電幅值之間的關(guān)系分析出當(dāng)前設(shè)備的放電特征是否具有50Hz與100Hz相關(guān)性、放電信號(hào)在相位區(qū)間的重復(fù)性等。

時(shí)域信號(hào)波形 PRPD圖譜

PRPS圖譜

PRPS圖譜是與放電幅值、相位與時(shí)間三者相關(guān)的三維圖譜，能全面反應(yīng)出三者之間一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，更能形象的反應(yīng)當(dāng)前設(shè)備放電的特征，華頂電力結(jié)合PRPD圖譜可更加方便的分析出當(dāng)前放電屬于何種放電類(lèi)型。

在默認(rèn)的測(cè)試界面下，按下圖標(biāo)“”將會(huì)重新開(kāi)始圖譜數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，完成設(shè)定的周期數(shù)（可在設(shè)置界面中設(shè)定）數(shù)據(jù)采樣后自動(dòng)形成PRPS圖譜并自動(dòng)彈出PRPD與PRPS圖譜顯示界面。

PRPD與PRPS圖譜

先以GIS為例，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試時(shí)需配置特高頻UHF傳感器，頻率范圍為300 ~ 2000MHz，傳感器宜放置在絕緣盆位置，如下圖所示，高頻局放信號(hào)只能在非金屬位置檢測(cè)到，如使用接觸式超聲波傳感器檢測(cè)則可以在整個(gè)罐體檢測(cè)。

典型的放電類(lèi)型與放電圖譜

自由金屬顆粒放電

自由金屬顆粒放電為金屬顆粒和金屬顆粒之間的局部放電以及金屬顆粒和金屬部件間的局部放電。此類(lèi)放電幅值分布較廣，放電時(shí)間間隔不穩(wěn)定，其極性效應(yīng)不明顯，在整個(gè)工頻周期相位均有放電信號(hào)分布。

?1. 電暈放電（Corona Discharge）?

• ?PRPD圖譜特征?：
• 正負(fù)半周對(duì)稱(chēng)分布（相位0°-180°和180°-360°均有密集點(diǎn)）
• 幅值離散度高（散點(diǎn)分布范圍廣，無(wú)顯著聚集峰）
• ?案例?：架空線(xiàn)路絕緣子表面電暈（受濕度影響，夜間放電幅值增強(qiáng)）
• ?PRPS圖譜特征?：
• 時(shí)間軸上呈周期性重復(fù)（每工頻周期出現(xiàn)兩次放電簇）
• 幅值隨濕度變化波動(dòng)（雨季幅值升高30%~50%）

?2. 內(nèi)部氣隙放電（Internal Void Discharge）?

• ?PRPD圖譜特征?：
• 放電集中在工頻電壓峰值附近（相位60°-120°和240°-300°）
• 幅值分布呈指數(shù)衰減（高幅值點(diǎn)少，低幅值點(diǎn)密集）
• ?案例?：高壓電纜絕緣層內(nèi)部氣泡放電（局放量>500pC時(shí)PRPD出現(xiàn)“彗尾”特征）
• ?PRPS圖譜特征?：
• 放電脈沖在時(shí)間軸上連續(xù)出現(xiàn)（無(wú)間歇性中斷）
• 幅值隨時(shí)間逐漸增大（絕緣劣化導(dǎo)致放電強(qiáng)度每周增加5%~10%）

?3. 表面爬電（Surface Tracking）?

• ?PRPD圖譜特征?：
• 相位分布寬泛（覆蓋120°-240°范圍）
• 存在幅值階躍（因局部碳化路徑形成導(dǎo)致突發(fā)性放電）
• ?案例?：變壓器套管表面污穢放電（PRPD出現(xiàn)多峰分布，與污穢分布相關(guān)）
• ?PRPS圖譜特征?：
• 時(shí)間軸上呈現(xiàn)間歇性放電（放電持續(xù)3-5個(gè)周期后停止，反復(fù)出現(xiàn)）
• 幅值突變點(diǎn)與溫度升高同步（溫升10℃時(shí)幅值跳變2倍以上）

?4. 懸浮電極放電（Floating Potential Discharge）?

• ?PRPD圖譜特征?：
• 全相位隨機(jī)分布（無(wú)工頻相關(guān)性）
• 幅值集中（標(biāo)準(zhǔn)差<3dB，類(lèi)似“云霧狀”分布）
• ?案例?：GIS設(shè)備金屬微粒放電（PRPD相位分布與機(jī)械振動(dòng)頻率相關(guān)）
• ?PRPS圖譜特征?：
• 放電脈沖在時(shí)間軸上隨機(jī)出現(xiàn)（無(wú)固定周期規(guī)律）
• 幅值波動(dòng)與機(jī)械振動(dòng)同步（振動(dòng)頻率50Hz時(shí)幅值調(diào)制明顯）

?5. 多源混合放電（案例：變壓器內(nèi)部復(fù)合缺陷）?

• ?PRPD圖譜?：
• 疊加兩種相位分布（如60°-120°的內(nèi)部放電 + 隨機(jī)分布的懸浮放電）
• 幅值分布呈現(xiàn)雙峰特征（需結(jié)合濾波技術(shù)分離信號(hào)）
• ?PRPS圖譜?：
• 時(shí)間軸顯示交替放電模式（前10周期間歇性表面放電，后續(xù)轉(zhuǎn)為持續(xù)內(nèi)部放電）
• 三維圖譜中可分離不同放電源的相位-時(shí)間軌跡（如圖示紅、藍(lán)信號(hào)簇）

?圖譜解讀技巧?

1. ?PRPD快速診斷?：

• 若相位分布與工頻無(wú)關(guān) → 優(yōu)先排除電磁干擾
• 正負(fù)半周不對(duì)稱(chēng) → 提示存在直流分量或絕緣材料非線(xiàn)性

1. ?PRPS動(dòng)態(tài)分析?：

• 時(shí)間軸上的脈沖密度變化 → 反映放電活動(dòng)的發(fā)展速度
• 幅值-相位相關(guān)性 → 判斷放電是否受機(jī)械振動(dòng)或溫度影響
• ?1. 電暈放電（Corona Discharge）?
• ?PRPD圖譜特征?：
• 正負(fù)半周對(duì)稱(chēng)分布（相位0°-180°和180°-360°均有密集點(diǎn)）
• 幅值離散度高（散點(diǎn)分布范圍廣，無(wú)顯著聚集峰）
• ?案例?：架空線(xiàn)路絕緣子表面電暈（受濕度影響，夜間放電幅值增強(qiáng)）
• ?PRPS圖譜特征?：
• 時(shí)間軸上呈周期性重復(fù)（每工頻周期出現(xiàn)兩次放電簇）
• 幅值隨濕度變化波動(dòng)（雨季幅值升高30%~50%）
• ?2. 內(nèi)部氣隙放電（Internal Void Discharge）?
• ?PRPD圖譜特征?：
• 放電集中在工頻電壓峰值附近（相位60°-120°和240°-300°）
• 幅值分布呈指數(shù)衰減（高幅值點(diǎn)少，低幅值點(diǎn)密集）
• ?案例?：高壓電纜絕緣層內(nèi)部氣泡放電（局放量>500pC時(shí)PRPD出現(xiàn)“彗尾”特征）
• ?PRPS圖譜特征?：
• 放電脈沖在時(shí)間軸上連續(xù)出現(xiàn)（無(wú)間歇性中斷）
• 幅值隨時(shí)間逐漸增大（絕緣劣化導(dǎo)致放電強(qiáng)度每周增加5%~10%）
• ?3. 表面爬電（Surface Tracking）?
• ?PRPD圖譜特征?：
• 相位分布寬泛（覆蓋120°-240°范圍）
• 存在幅值階躍（因局部碳化路徑形成導(dǎo)致突發(fā)性放電）
• ?案例?：變壓器套管表面污穢放電（PRPD出現(xiàn)多峰分布，與污穢分布相關(guān)）
• ?PRPS圖譜特征?：
• 時(shí)間軸上呈現(xiàn)間歇性放電（放電持續(xù)3-5個(gè)周期后停止，反復(fù)出現(xiàn)）
• 幅值突變點(diǎn)與溫度升高同步（溫升10℃時(shí)幅值跳變2倍以上）
• ?4. 懸浮電極放電（Floating Potential Discharge）?
• ?PRPD圖譜特征?：
• 全相位隨機(jī)分布（無(wú)工頻相關(guān)性）
• 幅值集中（標(biāo)準(zhǔn)差<3dB，類(lèi)似“云霧狀”分布）
• ?案例?：GIS設(shè)備金屬微粒放電（PRPD相位分布與機(jī)械振動(dòng)頻率相關(guān)）
• ?PRPS圖譜特征?：
• 放電脈沖在時(shí)間軸上隨機(jī)出現(xiàn)（無(wú)固定周期規(guī)律）
• 幅值波動(dòng)與機(jī)械振動(dòng)同步（振動(dòng)頻率50Hz時(shí)幅值調(diào)制明顯）
• ?5. 多源混合放電（案例：變壓器內(nèi)部復(fù)合缺陷）?
• ?PRPD圖譜?：
• 疊加兩種相位分布（如60°-120°的內(nèi)部放電 + 隨機(jī)分布的懸浮放電）
• 幅值分布呈現(xiàn)雙峰特征（需結(jié)合濾波技術(shù)分離信號(hào)）
• ?PRPS圖譜?：
• 時(shí)間軸顯示交替放電模式（前10周期間歇性表面放電，后續(xù)轉(zhuǎn)為持續(xù)內(nèi)部放電）
• 三維圖譜中可分離不同放電源的相位-時(shí)間軌跡（如圖示紅、藍(lán)信號(hào)簇）
• ?圖譜解讀技巧?

1. ?PRPD快速診斷?：

• 若相位分布與工頻無(wú)關(guān) → 優(yōu)先排除電磁干擾
• 正負(fù)半周不對(duì)稱(chēng) → 提示存在直流分量或絕緣材料非線(xiàn)性

1. ?PRPS動(dòng)態(tài)分析?：

• 時(shí)間軸上的脈沖密度變化 → 反映放電活動(dòng)的發(fā)展速度
• 幅值-相位相關(guān)性 → 判斷放電是否受機(jī)械振動(dòng)或溫度影響