手持式多功能局部放电测试仪现场巡检信号识别要点

　　1、局部放电信号的产生与信号采集逻辑

　　绝缘材料内部，会存在气泡、缝隙、杂质这类微观结构，设备处于带电运行状态，这些位置电场强度会高于周边区域，当电场水平达到阈值，就会发生小范围放电，也就是局部放电。这类放电规模较小，不会立刻造成设备停运，但是放电会持续侵蚀绝缘材料，日积月累不断扩大缺陷范围。放电发生的瞬间，会同步产生多种类型的物理信号，包含超声波信号、特高频电磁波信号，部分场景下还伴随暂态地电压信号。不同的信号传播路径不一样，传播过程当中的衰减程度也存在区别。

　　手持式多功能局部放电测试仪可以针对多种类型信号完成采集，不同信号来源对应不同的适用场景。超声波信号可以通过空气或者固体构件向外传播，适合在设备外壳外侧开展非接触采集，操作流程相对便捷，但是超声波在传播途中损耗较大，距离较远时信号强度会明显下降。特高频电磁波信号，大多来自放电产生的高频电磁辐射，这类信号可以穿过设备缝隙向外泄露，对设备内部的放电缺陷有较好感知能力，不过容易受到现场其他无线电磁信号的干扰。暂态地电压信号，出现在金属柜体类设备，放电脉冲会在金属壳体上形成短暂电压脉冲，适合柜体类电气设备的巡检工作。

　　实际采集信号的时候，设备本身只负责把外界的物理信号转化为可以识别的数字信息，原始信号当中混杂大量现场环境带来的噪声。环境当中各类电气设备运行，开关操作，无线通信设备，都会产生干扰信号，会和真实的局部放电信号混合在一起。想要有效识别缺陷，就要区分有效信号和环境噪声，这也是信号处理环节的重点工作。

　　2、不同巡检场景下的采集工作要点

　　在不同电气设备现场开展检测，采集的方式和关注的重点会做出调整。第一类是封闭柜体类电气设备，这类设备外壳为金属材质，内部安装各类带电部件，柜体外壳会阻挡部分信号向外传递。开展检测的时候，可以结合暂态地电压与超声波两种采集方式，沿着柜体外壳依次完成测点采集，重点关注柜体接缝、观察窗、电缆引入的位置，这些位置是内部放电信号向外泄露的主要通道。采集过程中，同一个柜体不同位置的信号水平可以相互对比，同一批次多台同类柜体之间的数据也可以拿来参照，信号水平明显高于其余点位的区域，需要重点标记。

　　第二类场景为户外高压设备巡检，户外设备大多直接暴露在自然环境，设备结构形态多样，空间开阔。该场景当中，超声波信号会受到风力、鸟类活动、周边物体摩擦产生的噪声干扰，开展工作的时候，需要避开噪声来源，选择合适的时段开展巡检。户外设备各个部件分布较为分散，需要规划合理的行走路径，对每一个关键部件对应的空间位置完成信号采集，同时留意周边其他带电物体带来的电磁干扰。

　　第三类场景为电缆相关检测，电缆终端、接头位置，是局部放电容易发生的位置。电缆本体埋入地下，大部分信号很难向外传递，检测工作主要集中在终端和接头部位。该场景当中，周边其他电缆、电力设备会带来较多背景噪声，需要反复多次采集同一测点的信号，用来确认信号是否具备重复性，偶发单次出现的信号，大概率属于外界干扰，不能直接判定为绝缘缺陷。

　　第四类场景为实验室辅助检测，在试验环境当中，配合其他试验设备，捕捉试验过程当中产生的放电信号。该场景环境可控，外界干扰相对有限，可以用来观察不同缺陷对应的信号特征，积累识别经验。

　　3、采集过程中需要分辨的各类干扰来源

　　现场检测获取到异常强度的信号，不等于设备内部一定存在局部放电缺陷，大量外部因素会输出相似特征的信号，需要做好分辨。第一类干扰来自设备本体之外的带电物体，现场其他高压部件，绝缘子表面污秽产生的外部电晕放电，会向外释放超声波以及电磁信号，这类信号会被仪器接收，容易和设备内部缺陷信号混淆。外部电晕大多发生在设备金属，潮湿天气条件下会变得更加明显，可以结合观测环境条件辅助判断。

　　第二类干扰来自现场机械设备，风机转动，金属构件振动摩擦，会产生超声波信号。这类信号和放电产生的超声波在波形特征上存在差异，熟悉信号特征之后可以进行区分。开展巡检时，尽量避开正在运转的机械装置，或者记录机械运转状态，方便后续对采集的数据进行解读。

　　第三类干扰来自通信与电力电子装置，现场的变频器，无线发射装置，开关频繁操作，会向外发射高频电磁信号，会混入特高频采集通道。这类干扰大多具备固定的出现规律，会和设备运行工况相关联，可以通过改变设备运行状态，观察信号是否同步发生变化，以此区分干扰和设备本体缺陷。

　　第四类来自检测操作本身，检测探头摆放位置不合适，探头和外壳发生摩擦，人员走动产生的振动，都会生成额外信号。正式记录数据之前，要排除操作带来的伪信号，确认采集到的信号来自被测设备本身。

　　4、信号特征的比对与分析思路

　　拿到一组采集数据，首先观察信号出现的重复特性，真实的绝缘局部放电，会跟随工频电压周期具备相应的重复规律，在每一个电压周期固定相位区间反复出现。随机零散出现，没有相位关联的脉冲信号，外界干扰的概率更高。可以将不同测点采集到的信号相互对照，同一个缺陷产生的信号，距离缺陷越近，信号幅值越高，随着距离增加，信号逐步衰减。如果多个相隔很远的测点同时出现高强度信号，大概率是来自外部的干扰源。

　　需要注意信号强度的参考意义，信号幅值的高低，不能直接等同于缺陷严重程度。信号会经过介质衰减、缝隙泄露之后才被仪器捕捉，同样程度的缺陷，信号泄露条件不一样，仪器读到的数值差距会很大。部分严重缺陷，信号向外传递的路径损耗大，采集到的信号强度并不突出；一些轻微的外部电晕，泄露条件好，反而可以采集到较强信号。因此不可以单纯依靠读数大小直接判定缺陷等级，要结合信号波形特征，测点位置，设备结构综合分析。

　　多次巡检的数据纵向对比，拥有很高的参考价值。同一台设备，前后多次巡检，同一测点的信号如果持续变强，代表对应的缺陷存在发展的可能性，需要给予更多关注。多次检测信号水平维持稳定，没有明显变化，则可以继续保持常规巡检周期。

　　5、检测工作的定位与结果处理方式

　　依靠手持式多功能局部放电测试仪完成的巡检，属于状态筛查类工作。这项检测可以发现部分已经向外释放信号的绝缘缺陷，但不是所有的绝缘缺陷都会产生可被捕捉的信号。部分缺陷处于特定的发展阶段，不会向外泄露足够强度的信号，就无法被识别，因此检测没有捕捉到异常信号，不能代表设备绝缘不存在任何隐患。该类检测的价值，是从大量运行设备当中筛选出存在可疑信号的对象，针对筛选出来的设备，再安排其他检测手段开展进一步核验。

　　当巡检捕捉到可疑信号之后，不要直接下故障结论。首先要复查现场，重新回到对应测点，复核信号，再次排查周边是否存在干扰来源。排除外部干扰之后，再结合设备的历史运行记录，过往检修情况，设备的负荷状态综合评估。对于存在可疑信号的设备，可以适当缩短后续巡检的间隔，跟踪信号变化趋势，依据信号发展情况再确定后续处置方案。

　　完成巡检之后，要完整记录每一个测点的相关信息，包含测点位置，采集到的信号特征，现场环境情况，周边设备运行工况。完整的记录，方便后续巡检做对比，为设备绝缘状态的长期跟踪留存依据。

　　现场局部放电筛查，是一套综合的判断过程，手持式多功能局部放电测试仪负责完成信号获取，而缺陷识别的效果，更多取决于工作人员对信号特征、现场干扰、设备结构的理解。充分认识检测手段的能力边界，做好干扰甄别，多维度交叉验证，才可以把采集得到的信号转化为有效的设备状态参考信息。