一、變壓器局放為何特意在意傳感器布置

變壓器內部絕緣結構多、放電位置分散，局放傳感器往哪放，直接決定能不能看見放電、看見的是哪一處。電纜局放把線圈卡在接地線上，一根線從頭到尾信號相對集中。開關柜局放把傳感器貼在殼體上，對象單一。變壓器不同，繞組、分接開關、套管、鐵芯、夾件各有獨立絕緣，放電可能發生在任一處，信號經油、紙、金屬箱體多重耦合后才到達傳感器，布置稍偏會漏看一路。

變壓器里的放電點在空間上分散且類型不一。繞組內部有匝間、層間、餅間絕緣，分接開關有過渡觸頭，套管內部有電容芯子，鐵芯可能因多點接地產生環流放電，夾件與繞組間、引線接頭處也可能出現懸浮電位放電。每一類放電產生的脈沖，經過各自路徑耦合到油箱、接地系統、套管端子，到達傳感器的強度和相位都不一樣。這意味著同一個傳感器放在不同接地點，看到的放電譜圖差異很大，布置便是決定你對著哪一類缺陷開窗。

把傳感器布置當作測量方法的一部分，而不是接上線便算完事，是變壓器局放和電纜、開關柜大為不同的地方。GB/T 7354-2018《高電壓試驗技術 局部放電測量》把局部放電定義為視在電荷的測量，但它不規定傳感器裝在哪，裝法由被試對象決定。變壓器這種多端口、多絕緣結構的設備，裝法本身便要設計。現場常見的問題是：傳感器只卡了油箱接地線，繞組內部放電被地網衰減吃掉。或者只接了一只套管末屏，另一側繞組的放電根本沒通道進儀器。布置沒設計好，后面校準再準也救不回漏看的信號。

布置錯了代價是實在的。漏掉一類放電通道，早期微弱放電便一直躺在噪聲里，等到發展成明顯缺陷、甚至擊穿，才在別的項目里暴露，那時檢修代價和停電范圍都大得多。所以布置設計不是錦上添花，是數據可信的前提。

變壓器局放測量的電源也和布置綁在一起。變壓器局放試驗掛在帶有局部放電測量的感應電壓試驗里做，標準 GB/T 1094.3-2017《電力變壓器 絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙》把這道試驗的加壓程序寫得清楚：先在低電壓測背景，再逐級升到測量電壓并保持，期間記錄局放。傳感器要在低電壓背景階段先接好，否則背景基線沒采到，后面讀數分不清是缺陷還是環境。這也說明布置要先于加壓，不是加壓中臨時加探頭。

二、兩條主流路徑：HFCT 卡接地線同電容耦合接套管

變壓器局放現場常用的兩類傳感器，一條走電流路徑，一條走電壓路徑。走電流的叫高頻電流傳感器，英文縮寫為 HFCT，它是一只寬頻電流線圈，直接卡在變壓器的接地引下線上，靠線圈拾取放電脈沖在接地回路里流過的電流。這種線圈本身是一只羅氏線圈，輸出正比于電流對時間的導數，對納秒級的局放脈沖響應很快。走電壓的叫電容耦合傳感器，它利用套管自身的電容分壓抽頭，或者外接一只耦合電容，把繞組端的高頻電壓信號引到檢測阻抗上。這兩類路徑對應的是局部放電在變壓器里兩種可測的物理量：接地回路里的脈沖電流，以及繞組端子上隨放電跳變的高頻電壓。

套管末屏之所以能當耦合點，是因為套管內部電容芯子本身是一只分壓器，末屏是分壓器的低點抽頭，繞組上的高頻放電電壓按電容比落到末屏，連接檢測阻抗便把這部分電壓取出。等于借了套管自身的結構做傳感器，不必另接高壓臂。高頻電流傳感器卡在接地線上是非侵入式做法，不改動一次回路，卡上去便可用。它的好處是覆蓋整臺油箱經接地系統流出的全部放電電流，變壓器內部任何一處放電，只要電流回到地網經過這根接地線，線圈便能感應到。

電容耦合則是侵入式做法，要把套管末屏從正常接地改接到檢測阻抗，或者把耦合電容并聯到被測端子，等于動一次一次回路。它的好處是指向清楚，接在哪只套管主要看那只套管所連繞組的放電，信號直達、靈敏度高。兩條路徑不是二選一那么簡單，更多是互補。交接和出廠試驗里，感應電壓試驗的電壓加在繞組端，局放信號既進接地回路、也體現在端子電壓上，常把兩類傳感器都布上：高頻電流傳感器看總量和趨勢，電容耦合看單端細節。預防性試驗現場受條件限制，往往先布高頻電流傳感器快速篩查，發現異常再補電容耦合定位。布哪類、布幾只，取決于你想看全局還是看某一處。儀器本身的頻帶也要匹配，脈沖電流法局放測量儀按 DL/T 846.4-2016《高電壓測試設備通用技術條件 第4部分：脈沖電流法局部放電測量儀》覆蓋十千赫到五百千赫，寬帶高頻電流傳感器把頻帶拓到百兆赫量級，能接住變壓器更寬的放電頻譜。

三、HFCT 怎么布：接地引下線的卡法和回路要點

高頻電流傳感器卡在變壓器的接地引下線上，位置選得對，靈敏度差出一截。變壓器有幾處接地引出點：油箱本體接地、鐵芯接地引下線、夾件接地、中性點接地。放電發生在繞組，電流主要經鐵芯和油箱回到地網，所以油箱接地引下線和鐵芯接地引下線是常卡的兩處。中性點接地引下線在中性點接地的變壓器上也能卡，對中性點附近放電敏感。夾件接地則對夾件絕緣缺陷有指向。

卡法上有個容易被忽略的要點：高頻電流傳感器要讓那根接地線成為主回流通路，靈敏度才高。如果接地線旁邊還有別的金屬構件能讓電流抄近路回地，脈沖電流被分流，線圈感到的電流變小，檢測下限抬高。現場做法是把卡了線圈的那段接地線臨時做成主回流通路，旁邊的并聯接地在測試期間斷開或隔離，讓放電電流集中從線圈孔徑里過。這一步常被省略，結果是標稱靈敏度很高、實測卻讀不到小放電。

線圈卡上去之后，輸出要用屏蔽同軸電纜引到儀器，電纜外皮在儀器端單點接地，避免把空間電磁干擾順著屏蔽層帶進來。接地引下線本身往往貼著強電流母排和鐵芯，磁場耦合強，線圈的卡向和電纜走向要避開這些干擾源。多只高頻電流傳感器分卡幾處接地點時，能在后面靠渡越時間或幅值比對做方向定位，哪只先收到、哪只幅值大，大致指向放電所在的那一側。方向定位靠的是布置，不是靠儀器算法單獨完成。接地回路的阻抗也要看，線圈孔徑里那根線的回路感抗若太大，脈沖電流波形會變形，校準時一并考慮。

高頻電流傳感器的校準要在布置完成后做。校準脈沖從繞組端注入，線圈在接地線上讀響應，得到的系數才代表這套布置的實際靈敏度。挪了線圈位置或改了接地方式，系數要重取，不能沿用別處測的。

接地引下線的截面積和材質也影響高頻電流傳感器的耦合效果。截面大、感抗小的引線，脈沖電流流過時壓降小，線圈感到的信號更完整。老舊變壓器接地引下線若有銹蝕或接觸不良，會在回路里串入額外阻抗，放電脈沖被這部分阻抗吃掉，靈敏度下降還不易察覺。布置前用歐姆表量一下接地電阻和引下線導通，是順手能做的一步。

四、電容耦合怎么布：套管末屏和耦合電容的連接方式

電容耦合走的是繞組端電壓路徑，常見兩種接法。一側用套管末屏，即套管電容分壓抽頭。套管內部是一串電容芯子，末屏是靠近法蘭端的那一層抽頭，正常運行時經一小電阻或直接接地。做局放時把這個末屏從接地改接到檢測阻抗，套管自身的電容把繞組端的高頻放電電壓引到末屏，檢測阻抗上便得到與繞組放電對應的信號。這種接法靈敏度高，因為它直達繞組、中間沒有地網衰減。

另一側接法用外接耦合電容。在被測端子與地之間并聯一只已知電容值的耦合電容，耦合電容的下端接檢測阻抗再接地，放電脈沖經耦合電容分流到檢測阻抗，儀器讀到對應的高頻電壓。這種接法在端子沒有可用末屏、或者要測的端子不止一只套管時更靈活，但要點是耦合電容的電容值和檢測阻抗要匹配，且耦合電容自身局放要小，否則它自己便成了干擾源。三相變壓器要逐相測時，常把耦合電容輪流并到各相端子，或者逐只套管用末屏，靠換端把各相放電區分開。

兩種接法都要守住一條安全紅線：套管末屏和耦合電容的下端，測試期間必須保持經檢測阻抗接地，絕不能懸空。末屏正常運行本是接地的，改成檢測阻抗接地不過是把接地路徑換了個入口，一旦懸空，末屏會帶上高電位，既危及人身也毀設備。檢測阻抗本身要可靠接地，屏蔽電纜外皮同樣單點接地。連接要在斷電、驗電、放電之后做，做完當場復核末屏接地電阻，確認沒懸空再升壓。這條紅線比靈敏度更重要，漏看放電僅是數據問題，末屏懸空是安全問題。

檢測阻抗的取值也要和傳感器帶寬配套。阻值過大抬高高頻衰減，過小則靈敏度不足，常用范圍按儀器說明選。它一端接末屏或耦合電容下端、另一端可靠接地，是電容耦合回路里承上啟下的一節，選錯會讓前面積累的布置優勢打折。

五、HFCT 和電容耦合的取舍：靈敏度、覆蓋、干擾、安全

把兩類傳感器放在一張取舍表里看，差異集中在四個維度。靈敏度上，電容耦合直達繞組，沒有地網衰減，比卡接地線的電流路徑高。覆蓋上，高頻電流傳感器看整臺油箱經接地流出的總放電，電容耦合只看所接的那一端。干擾上，高頻電流傳感器易受地網工頻分量和鄰近開關操作干擾，電容耦合屏蔽做得好但末屏連接本身引入操作風險。安全上，高頻電流傳感器非侵入、風險低，電容耦合要動末屏、須保持接地。表 1 把這四維度的對照列清楚。

取舍沒有放之四海皆準的答案，看檢測目的。交接試驗追求把每一處絕緣都查到，常用電容耦合接各側套管末屏，逐端測、逐端比，靈敏度高、指向清，代價是接線多、耗時長。預防性試驗現場求快，先用高頻電流傳感器卡幾處接地引線篩查，發現異常再補電容耦合定位，代價是早期微弱放電可能被地網衰減吃掉一部分。在線監測要長期掛傳感器，高頻電流傳感器非侵入、好固定，成了主流。電容耦合要長期保持末屏經檢測阻抗接地，運維負擔大，掛得少。取舍的本質是覆蓋和靈敏度的交換。

三相變壓器要把三相放電分開，靠的是逐端布置加換端比對。每只套管末屏各接檢測阻抗，或者把耦合電容輪流并在各相端子，哪端讀數大則指向哪相。高頻電流傳感器卡在中性點接地線上時，三相放電混在同一通道，要配合套管側的電容耦合才能分相，單靠接地線分不了相。這里要提醒一個常見錯覺：以為靈敏度高的電容耦合可以取代高頻電流傳感器。其實兩類看的是不同物理量，電容耦合看單端電壓，高頻電流傳感器看全局電流，一個內部放電在繞組近端經電容耦合很強、經地網流到遠端接地線圈可能被衰減，兩者讀數不互為替代。真正穩妥的布置是讓兩類互補，高頻電流傳感器管總量和趨勢，電容耦合管單端細節和定位。只布一類，漏看的風險都在。

表1 兩類傳感器四維度對照

六、校準及干擾抑制：落地的關鍵兩步

傳感器布好不等于能讀數，校準和干擾抑制是把布置變成可用數據的兩步。校準按 GB/T 7354-2018 做：在繞組端注入一個已知電荷量，記錄儀器在對應傳感器下的響應，得到換算系數，即已知電荷量除以輸出電壓，單位皮庫侖每毫伏。高頻電流傳感器和電容耦合各自有自己的校準系數，因為兩者耦合路徑不同，同一電荷量在兩類傳感器上給出的電壓不同。換傳感器、換接法都要重校，不能把上次的系數套這次。GB/T 7354-2018 現行有效，其采標對象 IEC 60270:2000 已于 2025 年發布第四版代替，但國標尚未同步修訂，引用時以現行國標為準。

干擾抑制按 DL/T 417-2019《電力設備局部放電現場測量導則》來。現場干擾主要來自地網工頻分量、鄰近設備開關操作、空間電磁場，高頻電流傳感器尤其容易拾到。常用辦法有平衡法：在對稱的兩點取信號相減，共模干擾被抵消、差模的放電信號留下。有選頻濾波，把測量頻帶限制在放電主頻、濾掉帶外干擾。還有背景測量，升壓前先在不加試驗電壓或低電壓下讀一段基線，當作本底從后續讀數里扣。背景測量要當場做、當場記，不能抄上一回的值，因為現場電源和鄰近設備狀態每次都變。DL/T 417-2019 的附錄還列有變壓器定位方法、放電波形與識別圖譜，布置好多點傳感器后，這些圖譜用來區分真假放電源。

校準和干擾抑制還互相牽制。靈敏度抬太高，本底噪聲也被放大，校準系數算得再準，讀數也被噪聲占滿。頻帶開太寬，干擾進來多，背景基線抬高，檢測下限回不來。所以布置時便把帶寬和靈敏度定在能接住放電主頻、又不至于把干擾全放進來。子龍高頻局放測試儀給出的帶寬覆蓋十千赫到一百兆赫，能接住變壓器放電的常見頻譜，但落到具體現場仍要按背景水平調。校準不能省，背景要當場測，這兩步省掉，前面布置再巧也是白搭。

記錄要隨布置一起留。傳感器型號、卡點、接地方式、校準系數、背景值，這幾項寫進報告，下一次復測才能把數據接回同一趨勢線。只存一個皮庫侖讀數、不存布置信息，后續的人無法判斷這個讀數對應的到底是哪一類缺陷通道。

七、把布置接回 IVPD 同預防性試驗：標準規定和判據來源

傳感器布置要回到標準框架才合法、才可判讀。變壓器局放試驗掛在帶有局部放電測量的感應電壓試驗里，這道試驗的程序由 GB/T 1094.3-2017 規定：先在零點四倍相電壓以下接通并測背景，升到一點二倍相電壓保持不少于一分鐘，再升到一點五八倍相電壓保持不少于五分鐘，升到一點八倍相電壓按頻率換算保持，然后不間斷降到一點五八倍相電壓長時保持并測局放，期間每隔數分鐘記錄，末段降到零點四倍相電壓復測背景再切斷。傳感器要在背景階段先全部接好，否則前后背景沒法比。

背景階段便把傳感器全部接好，還有一層好處：感應電壓試驗的升、降壓程序長，傳感器若在升壓中途才接，前后背景不一致，放電量趨勢線斷在中間，沒法判斷放電是隨電壓升高而增長還是原本存在。布置一次到位，趨勢才連續。測量本身由 GB/T 7354-2018 框定，它規定結果以視在電荷量表示、校準怎么做、測量系統怎么校驗，但不規定傳感器裝哪。裝哪由被試變壓器和前面幾章的布置原則決定。這里有個容易混的點：GB/T 1094.3-2017 管的是感應電壓試驗和其中的局放測量程序，GB/T 7354-2018 管的是局放測量方法，兩者分工不同，不能拿一本代替另一本。運行中設備的局放判據另有來源，DL/T 596-2021《電力設備預防性試驗規程》對運行中變壓器列有注意值，預防性試驗現場布置傳感器時要讓量程和靈敏度覆蓋這些注意值區間，測出來的數才判得起來。

交接試驗一側，GB 50150-2016《電氣裝置安裝工程 電氣設備交接試驗標準》管新安裝設備的交接，變壓器交接的局放同樣是感應電壓試驗框架下的事，判據落在技術協議而非統一限值。所以布置傳感器時還要問清楚協議要求測到哪一端、什么靈敏度，不能只按儀器標稱量程定。標準不替你決定布幾只、布哪類，但標準框定了測量電壓程序和判據來源，布置要服務這兩條。

在線監測是布置思路的延伸。長期掛在變壓器上的高頻電流傳感器，仍按同樣的多點接地原則布，日常經數據平臺讀趨勢。電容耦合因要長期保持末屏經檢測阻抗接地，運維上更費心，多用于關鍵主變的定期精細測量。兩類布置的選擇，落到具體設備便是覆蓋與靈敏度的長期權衡。

八、結語：子龍落點及布置選擇建議

變壓器局放檢測的傳感器布置，是測量方法里須先設計的一段。高頻電流傳感器卡在接地引下線上，非侵入、看全局，適合篩查和在線。電容耦合接在套管末屏或外接耦合電容，靈敏度高、指向單端，適合交接細查和定位。兩類不是替代關系，是互補關系，取舍落在靈敏度、覆蓋、干擾、安全四個維度的交換上。布置先于加壓，校準和背景測量緊跟其后，標準框架把這一切接回可判讀的結論。

子龍高頻局放測試儀在這套布置思路下的落點是：官方給出的參數里，局放測量量程為零點一皮庫侖到一萬皮庫侖，測量誤差不大于正負百分之五，檢測下限零點零五皮庫侖，帶寬十千赫至一百兆赫，采樣率上限每秒二十億次，整機重量二點五至二點八千克。這些參數對應電纜、變壓器、電機的局放檢測場景，屬北京康高特（KGT）自研產品，不標代理。無論是卡接地線還是接套管末屏，子龍都提供從寬帶采集到校準出報告的一體化能力，讓布置的選擇落到實處。

把布置、校準、標準三件事接順，變壓器局放數據才不是孤島。當次的讀數要能和上次、和同型設備、和規程注意值放在同一把尺子上量，這把尺子的刻度正由傳感器位置、校準系數、量程檔位共同標定。哪一處沒標清，數據只是一座島。HFCT 同電容耦合的取舍想通了，選傳感器、布位置、讀數據都會順，這便是變壓器局放傳感器布置的全部要義。

表2 HFCT 多點布置的接地位置與能看的放電

表3 電容耦合的兩種接法

表4 取舍維度與適用場景推薦

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