局部放電是無形的－沒有火花，沒有聲音，沒有氣味－它只是皮庫侖級的電損傷，卻會在數年內逐漸損耗絕緣層。當局部放電導致故障時，絕緣層可能已經劣化了數月、數年甚至數十年——而使用局部放電測試設備和方法，您本可以檢測到這種劣化。
它為您提供現成的知識：對局部放電 (PD) 的透徹理解；IEC 60270 標準下的測量原理概述；如何選擇在線或離線方法；如何選擇測量設備；以及——或許最為重要的——如何避免將雜散電磁噪聲誤判為缺陷。無論您是進行首次工廠驗收測試，還是在整個基礎設施中部署局部放電監測，本書都是工程師的入門指南和現場指導。
快速規格－局部放電測試概覽
| 計量單位 | 皮庫侖 (pC) — 表觀電荷 |
| 管理標準 | IEC 60270:2025（第 4.0 版，2025 年 6 月發布；取代 IEC 60270:2000/AMD1:2015） |
| 頻寬 | 30 kHz – 1 MHz（符合 IEC 60270 標準的寬頻） |
| 涵蓋的資產類型 | 變壓器、高壓/中壓電纜、開關設備（GIS 和 AIS）、發電機、電動機 |
| 檢測方法 | 常規（IEC 60270 電荷型）+ 非常規（HFCT、TEV、UHF、聲學） |
| 合格/不合格標準 | IEC 60076-3（電力變壓器）· IEC 60840（高壓電纜）· IEC 62271-1（開關設備） |
什麼是局部放電？為什麼局部放電會破壞絕緣層？
標準 60270 將局部放電定義為「僅部分連接導體間絕緣層的放電現象」。這裡的關鍵字是「部分」。局部放電不會形成牢固的連接，而是會在絕緣層中產生微小的腐蝕；這些放電持續時間極短，其中一次放電就會破壞微絕緣層。
高壓設備中局部放電的形成主要受以下三種機制驅動：
- 電洞放電固體絕緣材料內部的含氣夾雜物在局部集中電場應力作用下會發生電離。每次放電都會侵蝕空腔壁，使空隙逐漸擴大，並隨著時間的推移降低起始電壓。
- 電暈放電發生在鋒利的金屬邊緣和氣體（尤其是空氣）中突出的導體上。在這些位置，局部電場強度遠大於周圍氣體的擊穿強度，並在同一位置反覆引發擊穿放電。
- 表面追蹤：在受污染的絕緣表面上，水分、碳沉積物或導電物質會形成低電阻路徑，從而能夠維持部分電弧。
它以皮庫侖 (pC) 為單位，表示表觀電荷值－即在被測物體的端子上施加的電荷量，使得在被測阻抗上測得的脈衝與實際放電產生的脈衝相同。由於脈衝長度（例如，液體絕緣的脈衝長度小於 1 秒）不允許使用常規的工頻電流測量方法，因此不能採用 IEC 60270 中規定的替代測量技術，該標準定義了 30 kHz 至 1 MHz 範圍內的寬頻偵測方法。
那麼，這對工程師來說為什麼很重要呢？
NFPA 70B 將絕緣擊穿和絕緣失效列為電氣設備故障的首要原因。根據 IEEE 金皮書（IEEE Std 493），因絕緣相關故障而遭受最大損失的設備是電纜、開關設備和變壓器。
PD測試項目可能無法立即發現近期故障。相反，它旨在建立一個診斷資料庫。例如，如果某項資產在1月份的PD值為50 pC，7月份升至600 pC，那麼它所代表的風險決策與一項資產在三年內保持PD值為800 pC的情況截然不同。
趨勢而非水平，才是區分預測性維護方法和被動式維護方法的關鍵。
IEC 60270 — 每位工程師在進行局部放電測試前唯一需要的標準
IEC 60270 是局部放電測量的國際標準。該標準最初於 1970 年發布，並於 2015 年修訂為 IEC 60270:2000 +AMD1。2025 年，發布了最新修訂版；IEC 60270:2025[4]（4.0.0 版），題為“高壓試驗技術——基於電荷的局部放電測量”，於 6 月 5 月 2025 月日發布，並廢止/取代了所有先前版本。
IEC 60270 的實際規範（四項須知）
- 量測：表觀電荷 q，單位為 pC。表觀電荷不是放電點處的實際電荷，而是使偵測器在儀器端子處產生等效響應的電荷。
- 頻寬：30 kHz – 1 MHz，適用於寬頻測量。 2015 年 AMD1 標準將最大頻寬限制從 500 kHz 提高到 1 MHz；IEC 60270:2025 標準進一步擴展了測量範圍，涵蓋高達 500 Hz 的交流電壓。
- 校準標準：注入已知電荷 q 的校準器必須連接到被測元件 (DUT) 的高壓儀器端子（而不是偵測器輸入端），以校正測量電路中已知的衰減。
- 測量電路格式：IEC 60270 規定了四種不同的測量電路格式－串聯 Zm、並聯 Zm、橋式和套管抽頭；這些格式包括測試對象和高壓源的所有組合。
工程說明：IEC 60270 未定義的內容
IEC 60270 描述如何測量局部放電，但沒有規定驗收閾值；驗收/拒絕標準由每種資產類型的產品標準規定：
- 電力變壓器：IEC 60076-3 / IEEE C57.12.91
- 高壓電纜（>30千伏特）IEC 60840 / IEC 62067
- 開關IEC 62271-1
- 旋轉機械IEC 60034-27
您的測試報告可能不會根據 PD 水平被定義為“符合 IEC 60270 標準”或“不符合標準”——測量僅受標準約束，不受驗收限值約束！
預測試校準程序（IEC 60270）
- 將校準器連接到被測設備 (DUT) 的高壓端和接地線之間。
- 注入已知電荷 q（通常為 100 pC 或 1,000 pC，取決於預期的 PD 幅度）
- 從探測器讀取應用比例因子 k：表觀電荷 q = k V探測器
- 在測試報告中記錄 k 值—這就是您的校準基準。
- 測試後立即重複校準，以確認 k 值保持穩定。
- 如果測試後 k 值與測試前 k 值相差超過 10%：在繼續操作之前，請先檢查測試電路。
專業提示－IEC 60270:2025 最新發布
IEC 60270:2025（第 4.0 版）於 2025 年 6 月發布，這是 25 年來的首個新版本。在您進行下一個驗收測試項目之前，請務必確認客戶的規範使用的是 2015 年的合併版還是 2025 年的修訂版。不同版本所包含的電路參數有所不同。目前，主要競爭對手的手冊均尚未更新至此版本！
對於符合 IEC 60270 標準的 PD 測試設備，請查看DEMIKS 局部放電測試設備－專為中壓至特高壓的寬頻常規測量而設計。
線上與線下職業發展測試——如何根據自身情況選擇
在帕金森氏症治療計畫中，關於遠端部分放電診斷與獨立儀器的選擇之爭仍然是最重要的決定。兩者都有其合理之處，但各自滿足不同的需求。
線上局部放電監測器用於分析帶電運轉且已投入使用的設備在工作電壓下的局部放電情況。無需斷電；諸如高頻電流互感器鉗形表和熱電偶拾取器之類的感測器無需斷電即可連接。線上測試是進行趨勢分析的理想工具——可以確定哪些設備正在發生局部放電以及其發展趨勢如何。
離線測試需要將設備斷電，並連接外部高壓電源。這樣可以控制電壓，從而確定局部放電起始電壓 (PDIV) 和局部放電熄滅電壓 (PDEV)。 PDIV 是局部放電開始顯現的最低電壓，而 PDEV 則是降低至不再發生局部放電的電壓。在線測試期間無法測量 PDIV 和 PDEV。
| 標準 | 線上局部放電測試 | 離線局部放電測試 |
|---|---|---|
| 資產狀態 | 運轉中（通電） | 斷電 |
| 需要停機時間 | 無 | 是的－計畫停電 |
| 電壓控制 | 否（限工作電壓） | 是的（可變） |
| PDIV / PDEV 可測量 | ✗ 否 | ✓ 是 |
| 驗收測試 | 不合適 | 符合IEC標準 |
| 主要用例 | 趨勢監測、船隊調查 | 驗收、調試、故障調查 |
決策框架：哪種方法適合您的場景？
- Whenassetin 服務和需要線上趨勢數據
- Si資產是新的，無需維修或需要IEC離線簽署（強制性）。
- If 需要進行PDIV/PDEV表徵 → 離線
- 高PD在線？調查顯示是。檢查是否有可用的停機視窗。離線進行完整的PD特性分析。
什麼是離線PD測試？
離線局部放電測試是指利用外部高壓電源對斷電設備進行局部放電測量。測試對象與電網隔離後，依照IEC 60270標準，透過受控斜坡電壓逐步升高電壓，並在整個斜坡過程中測量PDIV和PDEV值。 IEC 60076-3規定，電力變壓器必須通過這種測試方式才能獲得驗收批准。由於測試對象與電網物理隔離，其噪音條件遠優於線上測試。
132千伏城市變電站－混合（離線/線上）決策場場景
一位負責132千伏城市變電站的維修工程師，有四個小時的停機窗口，分別用於三個變壓器間隔的測試。如果僅對所有三個變壓器進行完整的離線IEC 60270驗收等效測試，則需要兩天以上的時間，造成大量的停機。因此，她選擇了一種混合測試方法：下午進行完整的離線局部放電測量，此前先對兩個已知在線局部放電性能穩定、正常的變壓器間隔（1號和2號）進行兩個小時的在線測試。
她還選擇了對3號變壓器進行兩個小時的線上趨勢監測，因為該變壓器在三個月前表現出顯著的局部放電活動變化。整個測試計劃總共四個小時，包括一些前往現場進行離線工作的路程，這使她有時間確認80千伏3號變壓器的電壓已降至其局部放電起始電壓（PDIV）68千伏。在她分配的停機時間內，她進行了修復樹脂的噴灑，預計可節省200,000萬美元的新設備更換費用。
PD測試設備—您實際需要哪些設備以及如何設置
建構一個功能完善的局部放電測試電路比看起來要困難得多。要嘛你會對設備進行過度測試，要嘛因為測試裝置搭建不當而導致設備無法被偵測到——無論哪種情況，如果你在測試報告上簽字，都會造成收入損失。那麼，需要哪些局部放電測試硬體呢？
對於非常規的PD測試，您可以從不同的供應商獲得硬體設定。
傳統的IEC 60270測量電路
一個完整的傳統電路需要六個元件：
- 源 HV- 功率頻率 (50/60 Hz) 或 VLF (0.1 Hz)
- 阻斷阻抗 Z，以避免高壓傳輸到測量支路，通常是高壓濾波器扼流圈。
- 測試對象 ca – 被測對象 DUT（變壓器繞組、電纜、開關設備）
- 耦合電容 Ck – 此元件並聯在被測對象兩端，作為低阻抗通路，允許局部放電脈衝進入測量支路。對於中壓（6 至 36 kV）設備，通常選擇 100 至 1000 pF（測試電壓的 1.5 倍）的耦合電容，並符合 IEC 60270 電路圖的要求。
- 測量阻抗 Zm – 置於 Ck 的接地連接處；將 PD 電荷脈衝轉換為偵測器可測量的電壓。
- PD 偵測器 M – 寬頻放大器和顯示器，頻寬為 30 kHz – 1 MHz，符合 IEC 60270 標準。
校準器（必需）：一種電荷注入器，用於在每次測試前後向電路中註入已知電荷。如果沒有校準，pC 值毫無意義——無法在不同的儀器或測試設定之間進行比較。
非常規感測器－按資產類型選擇
非常規感測器在接地電位下工作（對帶電設備安全），並採用電容耦合、電感耦合或電磁耦合而非與高壓電路的電流耦合。它們是進行線上局部放電調查的主要工具。
| 傳感器類型 | 檢測原理 | 主要應用 |
|---|---|---|
| HFCT感測器 | 感應耦合－用夾具夾住接地導體 | 電纜系統、電纜接頭、變壓器接地線 |
| TEV感測器 | 瞬態地電壓脈衝的電容耦合 | 開關設備（GIS、RMU、配電盤）、中壓機櫃 |
| 超高頻感測器 | 電磁輻射（300 MHz – 3 GHz） | GIS、大型電力變壓器、電纜封端 |
| 機載聲學 | 排放點發出 40 kHz 超音波 | 油浸式變壓器、電抗器油箱、架空母線 |
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逐步指南：如何執行PD測試－工廠和現場操作規程
局部放電測試是少數幾種高壓測試方法之一，其設定誤差會直接導致錯誤結果——不僅是測量不確定性，而是錯誤答案。以下步驟遵循IEC 60270標準要求，並涵蓋了現場經驗中最常見的故障點。
✅ DEMIKS 五步驟PD測試清單
適用於離線IEC 60270測試－變壓器工廠驗收、電纜調試、開關設備型式試驗。
☐ 第一步 — 安全預檢
- 確認測試對像已斷電、隔離並接地（所有端子）。
- 確認所有人員已離開高壓區，安全屏障已到位。
- 檢查環境溫度和濕度－記錄在測試報告中（影響介電性能和噪音基底）。
- 檢查測試電路是否有可見的損壞、污染或先前拆卸的痕跡。
☐ 步驟 2 — 測試電路組裝
- 將耦合電容器 Ck 與被測物件並聯。
- 在高壓源和被測設備之間安裝阻隔阻抗 Z。
- 將測量阻抗 Zm 置於 Ck 的接地連接處。
- 確認所有連接都已機械緊固——鬆動的連接是造成虛假局部放電讀數的主要原因，這些讀數會模擬真實的放電。
- 測量電纜應遠離高壓導體（至少保持 300 毫米的距離），以減少噪音拾取。
☐ 步驟 3 — 測試前校準
- 將校準器連接到被測設備 (DUT) 的高壓端子上，而不是連接到偵測器的輸入端。
- 注入已知電荷 q（對於靈敏的測量，通常為 100 pC；對於高水平的測試，通常為 1,000 pC）。
- 從偵測器顯示器記錄比例因子 k—這就是您的校準參考值。
- 校準是必不可少的：沒有校準，就無法在不同的儀器或測試裝置之間比較 pC 讀數。
☐ 第四步 — 施加電壓與局部放電記錄
- 先將測試電壓設為 25%，然後再逐步提高高壓電源。
- 根據 IEC 60270 規範，在 15 秒內升至滿測試電壓。
- 在適用產品標準規定的時間內，保持測試電壓。
- 記錄每個電壓等級下的 PRPD 圖案資料和峰值 pC 值。
- 測試結束後，在 5 秒內逐漸降低電壓—不要突然降低電壓。
☐ 第五步 — 測試後校正檢查與報告
- 測試結束後立即重複校準注射。
- 如果後測比例因子 k 與前測比例因子 k 相差超過 10%：標記結果，在提交報告之前調查電路。
- 報告中包含以下文件：測試電壓、校準器電荷、環境條件、PRPD圖案截圖、峰值pC（每相）、比例因子（測試前和測試後）。 Zegbrk_0026。
💡 專業提示－電壓斜坡速率很重要
IEC 60270 標準規定，從 0 公升壓至測試電壓的時間不得超過 15 秒。升壓過快會導致電壓衝擊引起的雜散局部放電；升壓過慢則會導致油紙發生熱蠕變，進而提高噪音基。升壓過程應平穩可控，並將升壓速率記錄在報告中。
警告－校準器放置位置是最常見的設定錯誤
將校準器連接到被測元件 (DUT) 的高壓 (HV) 端子，而不是連接到偵測器輸入端或測量阻抗端。在偵測器端進行校準時，校準器訊號將並聯注入訊號路徑，從而繞過耦合電容和電路阻抗造成的衰減。此時比例因子會很高，您報告的 pC 值將系統性地低估實際電荷轉移量；雖然目測可能通過，但與裝置和參考標準進行比較後會發現您的測量值明顯偏高。
變壓器用－施加電壓與感應電壓局部放電測試
對於電力變壓器的驗收測試，根據 IEC 60076-3 標準，IEC 60076-3 認可兩種不同的測試配置，每種配置針對不同的絕緣區域：
- 施加電壓測試－此測試將所有高壓和低壓繞組端子並聯，然後施加外部高壓電源一段時間。此測試方法主要用於識別主繞組對地絕緣缺陷。此測試的典型電壓為額定電壓的1.0至1.75倍，持續時間為設定值。
- 利用局部放電測量進行感應過電壓測試：向低壓繞組施加高頻（100–400 Hz）交流電壓，以限制鐵芯飽和。 PD 在增強電壓下測量（通常為額定 Um/√3 的 1.5–1.8 倍，持續 5 分鐘）。 根據 IEC 60076-3 的 PD 驗收標準：對於 220 kV+ 變壓器，通常 ≤300 pC；對於增強電壓等級的較低電壓等級，通常 ≤500 pC。
電纜－基於甚低頻的局部放電調試測試
高壓電纜測試。對於額定電壓高於 30 kV 的新型高壓電纜，應依照 IEC 60840 標準進行測試。通常採用甚低頻 (VLF) 測試電壓源 (0.1 Hz) 進行長時間測試（1.7 U 下 60 分鐘），或在敷設後進行調試測試（1.4 U 下 60 至 180 分鐘）。全新且正確安裝的電纜和配件（接頭、終端）在測試電壓下不應出現局部放電。如果讀數顯著升高，則表示存在絕緣缺陷；必須在通電前確定缺陷位置。甚低頻測試降低了高壓電源的功率需求，使其適用於現場應用。
如何選擇設備？請閱讀我們的《選擇最佳局部放電測試設備指南》和《工廠放行局部放電測試程序概述》 。
現場情況－溫度 820 pC，發現工廠品質保證校準有漂移。
在110千伏特電力變壓器製造商的工廠驗收測試中，質檢員在感應過電壓局部放電測試中檢測到820皮庫侖的電荷量，遠高於客戶規定的≤500皮庫侖的規格。在發出不合格通知之前，她執行了DEMIKS檢查清單的第五步：測試後校準。測試後的比例因子比測試前基線偏移了18%。調查發現測量阻抗輸入端的電纜連接鬆動—該連接在施加電壓期間鬆脫。重新固定連接並重新校準後，局部放電水平讀數為310皮庫侖，符合規格。根本原因是：鬆動的連接增加了測量輸入端的阻抗，人為地將表觀電荷讀數提高了約2倍。如果沒有測試後校準檢查，310皮庫侖的變壓器將會收到不合格報告。 DEMIKS五步驟檢查清單中的第五步正是為了發現這種故障模式。
解讀PD測試結果－pC值、PRPD模式和合格/不合格
檢測器的 pC 值並非合格/不合格的判斷標準，而是觸發訊號。它表明需要進行一些工作。這種診斷工具是 PRPD（相位分辨局部放電）圖，它繪製電荷幅度和發生率隨施加電壓相位變化的曲線。
兩個 pC 值相同的資產，由於其模式不同，可能會呈現完全不同的診斷結果。
“PRPD 圖案將振幅和重複頻率與施加電壓的相位角疊加在一起，從而提供有關損傷類型和程度的數據。”
——查爾斯‧尼貝克博士，梅格公司變電站應用工程師
PRPD圖案指紋指南
| PRPD模式 | 相位位置 | 排放源 | 嚴重性 |
|---|---|---|---|
| 對稱簇 | 0–90° 和 180–270°（均為半週期） | 固體絕緣材料中的空隙/空腔 | 高——結構缺陷 |
| 峰值接近 90° 或 270°，並受極性影響 | 接近電壓峰值（一個半週期占主導地位） | 尖銳電極或尖端的電暈放電 | 介質－研究電極狀況 |
| 不對稱、寬散射 | 不規則－存在於多個相位視窗內 | 表面追蹤或污染排放 | 變數——取決於排放速率和趨勢 |
| 隨機散射，無相位相關性 | 均勻分佈 0–360° | 電噪聲/外部電磁幹擾 | 非PD——識別噪音源 |
警告—高 pC 值並不意味著您的資產故障。
由於電噪聲或屏蔽不良的電路，讀數在 200-2,000 pC 之間很常見。如果沒有相位相關的 PRPD 模式，幾乎可以肯定這是外部電磁幹擾，而不是內部局部放電事件。 PRPD 模式是診斷工具，pC 值是提示您應該查看模式的訊號。
合格/不合格標準－您的資產適用哪項標準
工程說明：IEC 60076-3 電力變壓器驗收標準
在依照 IEC 60076-3 進行的感應過電壓 PD 測試中，在增強電壓（通常為 1.5-1.8 Um/3）下測量 PD 水平，持續時間為 5 分鐘。
正常驗收標準如下：
- 額定電壓 300 kV 的變壓器：PD < 500 pC（Um/3 時）（最低值，僅供參考，以合約規格為準）
- 額定電壓 220 kV 以上的變壓器：PD < 300 pC（Um/3 時，特高壓等級的要求更高）
- 高壓電纜（IEC 60840）：在測試電壓下不會偵測到局部放電－新電纜應無局部放電。
注意：具體閾值根據變壓器類別而定。
請參閱適用的 IEC 60076-3 文件，並檢查是否有任何附加的合約規範要求，這些要求可能比變壓器等級的最低要求更嚴格。
如何檢查是否有部分放電？
局部放電的檢測始終是透過測量產生的電磁脈衝來實現的。在標準的IEC 60270測試中，耦合電容和測量阻抗構成了一個偵測通路，用於捕捉頻率範圍為30 kHz至1 MHz的電荷脈衝。在非標準測試中，則使用諸如高頻電流互感器（HFCT）鉗形電極、熱電偶探頭（TEV）和超高頻（UHF）天線等感測器來拾取每次放電/增強事件在接地電位下產生的磁能、電容能和電磁能。主要的診斷輸出是PRPD圖，它將放電振幅和重複頻率關聯起來，並以施加電壓的相位角為橫座標繪製。雜訊鑑別（即區分實際的局部放電和電活動）是透過將偵測器脈衝輸入到PRPD圖而不是記錄原始的pC值來實現的。有關如何避免最常見的解釋陷阱的建議，請參閱我們的現場局部放電測試常見錯誤指南。
現場情況：約翰尼斯堡 TEV 讀數為 680 pC——透過 PRPD 模式識別電磁幹擾
南非約翰尼斯堡的保護工程師在完成IEC 60270培訓三週後，首次使用TEV感測器對一台33千伏環網櫃進行現場局部放電（PD）檢測。檢測器顯示680 pC的局部放電值。他立即聯繫經理，建議立即停止運作。在計劃停電（將影響2,000戶用戶約6小時）之前，一位高級工程師審查了PRPD數據。數據顯示沒有相位相關性：脈衝均勻分佈在360°範圍內，幅度分佈不規則，且在0-90°或180-270°範圍內沒有電洞放電典型的聚集現象。診斷結果顯示，外部電磁幹擾（EMI）來自三週前安裝在相鄰中壓馬達控制中心的變頻器。在電磁幹擾源與測試電路之間加裝局部放電濾波器，並將TEV感測器移至距離變頻器面板30公分處後，實際局部放電讀數為42 pC，遠低於可接受的限值。無需停電。教訓是：PRPD 模式始終優先於 pC 值。
建構預防故障的PD監測程序
單次局部放電測試只能回答一個問題：此時絕緣材料的狀況如何？而局部放電監測程序則可以回答另一個更有價值的問題：絕緣材料的狀況是改善、維持不變還是惡化，以及惡化的速度是多少？
現場調查始終表明，在任何給定的變電站或工業場所，任何時候只有 5-10% 的設備有意義的局部放電活動。那麼，其餘 90-95% 的設備該如何處理呢？對整個場所的所有設備進行持續監測並不經濟。分級監測方案－定期使用手持設備進行調查，找出故障設備進行重點監測或檢查－能夠以最低的監測成本獲得最大的回報。
📋 有效PD監測計畫的5個要素
- 基準設定：第一次測試是設定測試方案，而不是做出是否繼續測試的決定。沒有基線設定，任何趨勢分析都只是猜測。無論 pC 值如何，都要將每次測試的首次結果作為初始參考點資料集進行記錄。
- 設定測試週期：對於一年以上穩定低局部放電讀數的設備：每年或每兩年進行一次斷電+手持局部放電儀檢測。對於穩定低局部放電讀數且負載較大的設備：每半年或每季進行一次斷電+手持式局部放電儀檢測。對於局部放電讀數偏高或呈上升趨勢的設備：進行持續監測或每30天進行一次循環檢測。
- 設定警報以監控相對於當前值的偏差（例如，高於基線值加上當前值的偏差）。您可以將其配置為 3 個級別，例如，當 pC 值相對於當前值增加 2、5 和 10 時發出警報，並將閾值 3 與產品規格進行比對。
- 超越最新數據－繪製每項資產的 pC 值隨時間變化的圖表。它代表的是變化率與水準的關係。高水準本身並不重要，重要的是趨勢。持續上升的 400 pC 值比持續多年的 800 pC 值更糟。
- 建立昇級參數：PD 達到什麼程度或趨勢變化率會導致資產「離線」進行深度測試？達到什麼程度我們會將資產從服務中移除？
在危機發生之前，預先設定好這些條件！
專業提示－在選擇持續監測之前，請先進行調查：
在任何一次檢測中，您的中壓和高壓設備中只有不到 5-10% 的設備有明顯的局部放電現象。首先，對您的所有裝置進行一次移動手持式高頻電流互感器/熱電偶檢測，以確定哪些設備存在局部放電現象，然後僅在這些已識別的設備上安裝固定式連續監測感測器。通常，與全廠安裝感測器相比，這種方法可以節省 80-90% 的整體投資。
請參閱我們的局部放電測試系統比較指南，以了解連續監測和週期性監測架構的應用。同時，DEMIKS 自動局部放電監測系統是一種可行的整合式連續監測解決方案。
PD 偵測的發展方向—人工智慧偵測、智慧感測器和 IEC 60270:2025
3項技術趨勢可望徹底改變局部放電測試。了解未來發展趨勢的工程師可以做出更好的採購決策，而不會被困在為過時方法設計的設備中，這些設備五年後就會過時。
1. 基於人工智慧和機器學習的PRPD模式分類
傳統上，局部放電模式的解讀需要經驗豐富的局部放電專家：主要是擁有至少幾年工作經驗的電氣工程師，他們能夠識別放電的性質（電洞放電、電暈放電、表面放電、噪音放電）。近期研究（MDPI，2026）表明，使用基於卷積神經網路（CNN）的分類器對標準PRPD模式資料庫進行分類，其準確率與專家工程師相當。因此，當這類系統是針對電力產業中非專業用戶推出時，局部放電知識將成為預測性維護的契機。
2. 永久性超高頻智慧感測器
工作頻率在300MHz至3GHz的超高頻（UHF）感測器正作為非侵入式永久感測器安裝在電網控制系統（GIS）、高壓變壓器和電纜密封端。這些感測器結合光纖和雲診斷技術，無需計劃停機即可提供絕緣狀況的即時連續信息，從而實現對設備的檢查。推動此應用趨勢的主要因素是電網老化以及再生能源併網帶來的資產利用率提升。
3. IEC 60270:2025－您的下一個專案會有哪些變化
IEC 60270:2025（第 4.0 版）將於 2025 年 6 月發布，這是這項用於測量局部放電的重要標準 25 年來的首個新版本。但其中一項關鍵修改與幾乎所有從事工業電力工作的工程師都息息相關——其適用範圍擴大至包含高達 500 Hz 的交流電壓。先前，該標準僅涵蓋 400 Hz，因此對於轉換器、整流器等設備的測試參數而言，此變更至關重要。如果您有新的驗收測試項目，且招標文件的日期在 2024 年底或更早，請務必確認您同意依照哪項標準進行測試。
很有可能是客戶規格書中提到的過時的第二版。
📊 PD監測市場－關鍵統計數據
- 據估計，2025 年全球 PD 監測系統市場規模約為 1.24 億美元，2032 年預測規模約為 2.87 億美元，複合年增長率約為 11%（資料來源：ReportPrime，2025 年 - 未經審計的市場研究估計）。
- 成長最快的市場細分領域是：電網基礎設施和電纜系統的連續線上監測
- 造成輸電基礎設施問題的原因是什麼？ - 系統老化；再生能源增加；基於狀態的維護方法，每年維護系統。
資料來源說明：市場規模資料來自第三方研究機構的估算，未經獨立核實。僅供參考。
💡 專業提示 — 現在就開始準備 IEC 60270:2025 標準吧
IEC 60270:2025 標準於 2025 年 6 月發布。如果您在 2025 年底或 2026 年參與 PD 測試的投標或指定相關項目，請確保您的合約中明確規定使用哪個版本，因為在您所在國家/地區的標準機構正式採納 IEC 60270:2025 之前，這兩個版本可能會同時出現在有效的合約中。
如需了解適用於中壓至超高壓局部放電測試的 DEMIKS 高壓測試設備的完整產品線，請查看我們其他高壓測試設備系列。
常見問題解答－部分放電測試
如何一步一步地進行PD測試？
讓我們一起來看看這五個簡單的步驟：（1）安全檢查－關閉被測對象的電源，斷開其與所有外部電源的連接，並將被測對象接地。 （2）測試電路搭建－搭建符合IEC 60270標準的電路，包括：耦合電容、阻隔阻抗和測量阻抗。 （3）測試前校準－將校準器連接到被測設備的高壓端，測量並保存比例因子。 （4）上電（15秒斜坡上升），上電保持，記錄PRPD模式、峰值pC和最大相位（單位：mrad）。 （5）測試後校準檢查－確保新的比例因子與測試前的比例因子相差在±10%以內，並保存結果。切勿跳過校準步驟－未經有效校準的讀數無法根據合格或不合格標準進行解讀。
什麼是 IEC PD 測試標準？
局部放電的標準測量方法一直沿用國際標準IEC 60270。最新版本發佈於2025年6月，為IEC 60270:2025（4.0版），其中定義了電測量電路、校準方法、測量值（通常以“Q”表示，單位為庫侖皮法，pC）以及頻寬（30 kHz – 1 MHz）。 IEC 60270規定了測量方法，但並未定義驗收標準。
對於驗收限值，我們需要根據設備類型使用標準，例如電力變壓器使用 IEC 60076-3 標準，電纜使用 IEC 60840 標準，開關設備使用 IEC 62271-1 標準。
什麼是PD測試儀（檢測器）？
1. 局部放電偵測器是一種用於指示和量化測量電路中偵測到的局部放電脈衝的裝置。常見的IEC 60270局部放電偵測器包括一個寬頻放大器（30 kHz-1 MHz）、一個峰值電荷計和一個PRPD顯示器（放電幅度/相位角）。
一些先進的儀器會將模式資料保存下來，以便後續分析和處理。對於露天帶電設備的現場檢測，TEV 儀器和基於 HFCT 的儀器可用作個人現場局部放電檢測器，無需連接到標準的 IEC 60270 測試電路。
局部放電可接受的 pC 值是多少？
可接受的 pC 值由特定資產的標準定義，而非 IEC 60270 標準。對於符合 IEC 60076-3 標準的電力變壓器，典型的驗收標準為：額定電壓低於 220 kV 的變壓器 pC ≤500，額定電壓為 220 kV 及以上的特高壓變壓器 pC ≤300，以上數值在感應過電壓試驗期間均測量以上數值。對於符合 IEC 60840 標準的新型高壓電纜，驗收標準為在試驗電壓下無法偵測到局部放電。對於現場狀態監測，不存在通用的合格/不合格 pC 值－必須根據資產本身的歷史基準和趨勢變化率來評估結果。僅憑一個絕對 pC 值，而沒有進行 PRPD 模式分析和基線背景分析，不足以做出維護決策。
PD測試是否可以取代耐壓測試？
這些測試不都是一樣的嗎？
不。局部放電測試的診斷或預測目的與耐壓或施加電位測試所提供的結構完整性預測測試的目標完全不同，並且是對其的補充。根據IEC 60076-3（電力變壓器）等標準，新電力變壓器需要同時進行施加電壓（耐壓）測試和感應電壓局部放電測試。
一項測試（施加電壓測試）旨在檢驗絕緣材料的耐壓能力。如果發生絕緣失效，則表示設備有故障，可能需要進行進一步的專案診斷測試。另一項測試，局部放電 (PD) 測試，是一種無損診斷測試，用於量化絕緣材料在工作電壓或略高於工作電壓下的絕緣性能。 PD 測試能夠識別絕緣擊穿和設備故障發生*之前*的絕緣劣化情況；而高壓測試 (HIPOT) 則無法做到這一點。
在耐壓測試失敗後進行PD測試，設備可以提供有關損壞部件的診斷信息，但這些信息可能無法準確反映工作單元的情況。
參考
- IEC 60270:2025（第 4.0 版） — 「高壓測試技術—基於電荷的局部放電測量」。國際電工委員會，日內瓦，2025 年。可取得： IEC 網上商店
- IEC 60076-3：2013 — “電力變壓器 — 第 3 部分：絕緣等級、介電試驗和空氣中的外部間隙。” 國際電工委員會，日內瓦。可取得： IEC 網上商店
- IEC 60840：2020 — 「額定電壓30 kV至150 kV的擠壓絕緣電力電纜及其附件－試驗方法和要求。」國際電工委員會，日內瓦。可取得： IEC 網上商店
- NFPA 70B:2023 —《電氣設備維修建議規程》。美國國家消防協會，昆西，馬薩諸塞州。可取得： NFPA.org
- IEEE Std 493-2007（IEEE 金皮書）－「IEEE 推薦的可靠工業和商業電力系統設計規範」。電氣和電子工程師協會，紐約。
- Nybeck, C. (2021). “問答：部分放電測試。” Megger 線上電氣測試儀2021年10月。可購買： Megger.com
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關於作者
本文由DEMIKS工程團隊撰寫及審核。
DEMIKS是一家註冊的高壓測試設備製造商和供應商。本文所述的所有測試均遵循現行的IEC 60270標準，即自2026年5月起生效的標準。請務必在驗收測試中使用您所在地區有效的相應版本標準。
