摘要

隨著工廠用電規模的擴大與設備智能化水平的提升，電氣設備故障的隱蔽性和危害性也在不斷加大。局部放電（PartialDischarge，簡稱PD）作為電氣設備絕緣退化的重要前兆，其監測與預警對保障工廠工業配電系統的安全運行具有重要意義。本文基于安科瑞APD系列特高頻局放監測裝置，分析了其在工廠配電系統中的應用優勢與實踐意義，提出了系統化的局放監測部署思路。

1. 引言

現代工廠配電系統廣泛采用高壓開關柜、環網柜、變壓器等電氣設備，由于內部絕緣空間狹小、結構復雜，絕緣老化或制造缺陷容易引發局部放電現象。局放雖初期能量較小，但存在將導致絕緣劣化、設備擊穿乃至引發電氣火災和大規模停電事故。因此，針對配電系統中的高壓設備，實施局部放電在線監測，已成為工廠電氣安全管理的重要手段。

安科瑞APD系列特高頻局放監測裝置，通過檢測局放伴隨產生的特高頻電磁波，實時采集并上傳放電信號，實現對設備絕緣狀態的持續監測和故障預警。

2.特高頻局放的危害

特高頻局放本身是一種高頻率、低能量的微小電氣放電現象，發生在電氣設備的絕緣缺陷處。雖然局放初期能量不大，但長時存在或發展惡化，會對設備和系統造成嚴重危害，主要包括：

2.1絕緣劣化加速

局放會在絕緣材料內部或表面持續釋放能量；

電暈、氣隙放電、自由金屬粒子放電等都會引起局部高溫、化學分解、碳化現象；

長時局放導致絕緣材料老化、開裂、擊穿，降低電氣設備的絕緣性能。

2.2引發設備擊穿、燒毀

當局放累積到一定程度，會突破絕緣強度，導致穿透性電弧放電；

直接引發高壓開關柜、變壓器、母線槽等設備內部擊穿、短路甚至爆炸事故。

2.3誘發電氣火災

局部放電產生的高溫、電弧和游離氣體（如臭氧、氮氧化物等）容易引燃周圍易燃物；

是高壓配電設備、母線槽、動力配電柜中常見的電氣火災隱患來源。

2.4干擾通信和控制系統

特高頻局放會輻射電磁波（頻率通常在300MHz~1.5GHz），

容易干擾附近無線通信、監控、傳感器網絡等，造成信號噪聲、誤動作，影響設備控制系統穩定性。

2.5設備使用壽命縮短

局放會逐步削弱絕緣系統的結構完整性；

造成開關柜、變壓器、GIS（氣體絕緣開關設備）等核心資產壽命大幅縮短，增加設備更換成本。

2.6導致供電中斷和經濟損失

設備突發故障通常伴隨停電，影響生產線、數據中心、軌道交通等連續性要求高的場景；

造成直接經濟損失、誤工損失及品牌形象受損。

2.7增加運維檢修成本

無局放在線監測系統時，通常需要定期停電、使用離線檢測手段（如高壓耐壓試驗、超聲檢測），周期長、成本高；

若局放未及時發現，故障爆發后檢修恢復成本更高，且涉及更大范圍停工。

特高頻局放雖然初期表現不明顯，但如果不及時監測與處理，將在絕緣惡化—局部故障—擊穿—設備損毀—系統停電這一鏈條上不斷放大后果，最終引發重大安全事故和經濟損失。

3.APD系列特高頻局放監測裝置

APD系列高壓開關柜局部放電監測裝置通過檢測伴隨局部放電而產生的電磁波輻射并自動確定現場局部放電的實際檢測頻率，隨后將檢測的局部放電的放電次數和放電頻次等數據上傳至服務器。

APD系列包括APD100、APD200兩個型號，采用DIN35mm導軌安裝，配合磁吸式UHF傳感器，適用于開關柜、母線槽等高壓設備內部局放監測。

3.1 型號說明

3.2 主要特點：

高靈敏度監測：檢測范圍達60dBm至+10dBm，能夠捕捉微弱的局放信號；

豐富的數據輸出：放電幅值、放電頻次；

APD200型支持PRPD（相位分布圖譜）、PRPS（脈沖頻率分布圖譜）繪制；

智能診斷功能（APD200）：

可區分自由金屬顆粒放電、懸浮電位放電、絕緣氣隙放電、污穢放電及電暈放電；

通訊方式靈活：RS485接口（ModbusRTU協議）、LoRa無線通訊、USB接口（部分型號）；

故障報警聯動：支持告警干接點輸出（5A/250VAC或30VDC）。

3.3 設備規格

APD 系列特高頻局放監測裝置采用導軌（DIN35mm）安裝方式，可安裝在開關柜二次儀表室；特高頻傳感器采用磁吸安裝方式，吸附在開關柜電纜室柜壁。產品詳細尺寸見圖，單位 mm。

3.4應用優勢

無需停電，在線檢測

APD系列采用非侵入式安裝方式（磁吸+同軸電纜連接），部署便捷，無需破壞原有設備結構，也無需停電操作，適合高負荷不停產場景。

高靈敏度+特高頻抗干擾

采用300MHz~1600MHz特高頻檢測技術，有效避開工業噪聲干擾，能準確捕捉局部放電信號，降低誤報漏報風險。

智能分析與分類識別（APD200）

PRPD、PRPS圖譜分析功能，可輔助技術人員快速判斷放電類型，判斷故障嚴重性，為檢修與更換提供數據支撐。

遠程通訊與系統集成

通過RS485總線或LoRa無線組網，APD系列設備可接入工廠能效平臺、變電站自動化系統、SCADA系統，實現局放監測數據的遠程實時管理與集中展示。

故障聯動與告警輸出

設備內置繼電器告警輸出，可聯動聲光報警器、工廠消防系統或斷電保護裝置，實現預警與處理。

4. 應用需求

工廠工業配電系統特點：

電氣設備量大、布局分散；

供電系統負荷高、運行連續性要求高；

對停電事故和電氣火災高度敏感，容錯率低。

在這種環境下，對局部放電的監測需滿足：

多點覆蓋：在關鍵設備、關鍵回路均需布設監測；

實時性與在線性：不影響正常運行下，持續采集；

遠程可視化管理：通過平臺集中監控局放數據，自動報警；

智能預警與分類診斷：快速識別局放類型，輔助運維決策。

5. 部署方案

在工廠配電系統中的應用建議：

高壓開關柜：每個母線段安裝1~2套APD局放監測單元；

變電站母線槽：關鍵節點設置UHF傳感器；

配電室與動力站房：通過LoRa無線組網，集中回傳局放監測數據；

報警系統：局放嚴重時聯動現場告警或遠程監控中心推送故障警報；

平臺接入：接入工廠能效平臺或獨立局放監測平臺，實現歷史數據分析與趨勢預測。

結語

局部放電監測是保障工廠工業配電系統長時安全穩定運行的重要防線。安科瑞APD系列特高頻局放監測裝置，憑借其高靈敏度監測、智能化分析、靈活組網和可靠通訊等特性，為工廠構建了完善的電氣安全保障體系。隨著工廠自動化、智能化水平的提升，局放在線監測將成為工業電氣運維管理不可或缺的一環，為實現智能運維和設備健康管理奠定基礎。

審核編輯 黃宇