一、前言：为什么把“部分放电”当作专攻点？

在高压电机（≥3kV）运行中，部分放电（Partial Discharge, PD） 是绝缘系统老化与最终失效的最主要先兆之一。PD 初期不易察觉，但一旦演变为通道放电或爬电路径，绕组绝缘、端部绕组、电缆接头与接线盒会迅速劣化，最终导致绕组击穿或重大停机事故。对于大型高压电机而言，一次严重绝缘击穿的直接经济代价与生产中断成本远远高于预防与治理投入。因此，六安江淮电机建议在高压电机全生命周期管理中把 PD 作为“重点小问题”工程化治理——做得细，收益大。

二、PD 的本质与危害（工程解读）

• 什么是 PD？
  PD 指在局部绝缘缺陷（气隙、空洞、毛刺、污染、端部电场集中等）处发生的局域放电，放电不跨越整段绝缘，因此称“部分”。它通常产生高频脉冲、电磁、声学与化学反应（臭氧、NOx），会在局部产生热、化学损伤与机械打蚀。

• 为什么危险？
  PD 不是瞬时问题，而是“慢性毒药”：每一个放电脉冲都会在局部绝缘上造成微小损伤，长期累积导致绝缘介质发生化学分解、碳化或形成导电通道，最终造成绝缘失效。对高压电机来说，末端绕组与接线盒、引出端最易受损。

三、常见诱因（工程排查清单）

1. 制造缺陷：绕组层间气泡、浸漆不良、端部绕组排布松散。

2. 端部电场集中：绕组端部几何导致电场高集中。

3. 接头/引出头缺陷：电缆终端装配不良或引出盒密封差。

4. 局部污染/潮气：水汽、污染物导致局部介电常数变化或表面泄漏。

5. 振动/机械应力：长期振动导致绕组位移或绝缘破损。

6. 过电压冲击：开关/雷击或变频器尖峰电压引发绕组局部击穿。

工程上最常见的是制造阶段的微小空气隙与端部结构不良，现场运维中以接头/引出端问题和吸潮污染最为常见。

四、检测手段（从快速到精确）

PD 检测方法多样，工程应用中建议“多技术并行”以提高灵敏度与定位能力。

4.1 出厂 / 现场离线试验

• IEC/GB 标准局放试验（校准室内）：用相应电压施加并记录 PD 放电量（pC）。适用于出厂检验与重大维修后的验收。

• 局放相位/幅值图：用于判断放电类型（尖端放电、表面放电、内放电等）。

4.2 在线监测（推荐）

• UHF / RF 传感：在接线盒或机座处布设 UHF 天线，灵敏捕捉 PD 高频电磁发射，适合早期在线告警。

• HFCT（高频电流互感器）：夹装在接地线或中性线，捕获流经接地回路的 PD 高频脉冲。

• TEV（Transients Earth Voltage）探测：在接近接地屏蔽处探测 PD 产生的瞬态接地电压。

• 声学（AE）/超声传感：用于定位靠近放电源的部位（端部、接头）——便于精确定位维修点。

4.3 补充方法

• 油样与化学分析（在油浸绕组或油浸变压器相关场合）；

• 红外热像（用于发现因 PD 引起的热点）。

工程实践要点：在线监测方案推荐 HFCT + UHF 组合；HFCT 对接地回路灵敏，UHF 有利于定位并对抗外界噪声。

五、PD 定量与判据（工程阈值）

• PD 测量常用单位为皮库仑（pC）。出厂检验通常给出放电量门限与相位图作为基线。

• 工程实践中：持续稳定的 PD > 50–100 pC（视机型与测试条件） 要立即调查；若长期偶发但上升趋势明显也需关注。

• 绝对阈值需结合制造基线、系统电压等级及试验条件制定。六安江淮电机在交付时提供每台设备的出厂 PD 基线文件，现场测值应与基线比对。

六、工程化治理措施（防护矩阵）

治理 PD 应从设计—制造—安装—运维四阶段全链条把控。下面列出工程可执行措施清单。

6.1 设计与制造阶段

1. 优化绕组结构与端部固化：采用 VPI（真空压力浸渍）工艺、端部加固套、避免气隙。

2. 端部电场优化：端部电场屏蔽、匝端应力分布器、采用梯度绝缘或电场分散件（grading tape）。

3. 优质材料：选用低含水率绝缘材料、高击穿强度的纸/漆/环氧。

4. 严格工艺控制：绕组压紧、真空抽真空、烘烤、浸漆时间/温度控制，抽样局放检测。

5. 接线盒/引出端设计：合理距离、绝缘套管、密封设计并预留 PD 监测天线位置。

6.2 安装阶段

1. 接地与屏蔽：确保屏蔽层与接地网低阻连接，避免高频回路。

2. 清洁与干燥：安装环境清洁，电机出线端及接线盒防潮防尘，必要时做现场烘干。

3. 电缆与接头质量：采用合格电缆终端，避免引出头毛刺或松动。

6.3 运行与运维阶段

1. 在线 PD 监测：关键机组部署 HFCT/UHF，实现连续告警与趋势分析。

2. 定期离线 PD 测试：重大检修或疑难情况做局放试验并记录相位图。

3. 环境控制：控制机房湿度、避免污染；对长期停运电机定期通电加热干燥。

4. 防突发过电压：变电设备配合浪涌抑制器、过压保护，防止雷击/开关冲击导致局部击穿。

七、现场故障排查与修复 SOP（可直接照做）

下面给出工程化、可执行的 PD 故障排查操作步骤，便于现场快速定位与处理。

步骤 0：安全与记录

• 断电或依据试验规定进行；做好 LOTO；记录背景条件（温度、湿度、负载、变频/工频运行状态）。

步骤 1：快速筛查（在线）

• 读取在线 PD 监测系统的曲线与阈值，确认哪相或哪端放电最频繁（UHF、HFCT 指示）。

• 声学定位：用超声听棒或便携超声仪快速在接线盒、端部、轴承附近扫描。

步骤 2：局部隔离测试（分段）

• 若疑在接线盒/终端：断开电缆，与变频器断开后在局放试验台对绕组进行离线 PD 测试。

• 若疑在绕组端部：在停机状态下拆开端盖检查端部绝缘、浸漆情况与匝间间隙。

步骤 3：现场修复

• 接线盒/引出头问题：重新制作终端，清洗并烘干，重新密封，必要时更换终端套管。

• 绕组内放电 / 端部问题：如局部浸漆未到位或气泡明显，可回厂进行 VPI 再处理或对绕组做局部修复（由制造厂操作）。

• 污染/潮气：彻底清洁并烘干，提升环境防潮措施。

步骤 4：验证

• 修复后进行离线局放试验，确认 PD 值回到基线或明显下降；在线监测运行 72 小时观察趋势。

八、案例（工程实例，供参考）

案例 A：化工厂 6kV 泵用高压电机

• 问题：现场在线 UHF 告警，局放值从出厂基线 5 pC 升至 120 pC。

• 排查：声学定位指向接线盒；拆检发现电缆终端水汽侵入与套管裂纹。

• 处理：更换终端套管，接线盒重新密封并烘干；加装局放专用 UHF 天线与 HFCT；运行后 PD值恢复至 <10 pC。

• 教训：接线盒密封与终端质量直接决定现场 PD 风险。

案例 B：风机发电机端部绕组内 PD

• 问题：离线 PD 相位图提示端部内放电，PD 随温度升高显著增强。

• 排查：出厂浸漆工艺存在部分空气夹气，经放大检验确认端部未充分 VPI。

• 处理：退回工厂作 VPI 再处理并更换端部绝缘件；复测 PD 基线正常。

• 教训：出厂工艺控制与出厂 PD 基线文件不可或缺。

九、预算与经济性分析（工程决策支持）

• 在线 PD 监测系统（HFCT + UHF +数据采集）单套（含安装）约为若干万元，视机型与点数不同。

• 一次线下浸漆（VPI）或绕组翻新成本较高，可能达到若干十万元至百万级（取决机型）。

• 经济比较：一次绕组击穿导致整机大修与停产损失往往远超预防成本；因此对关键设备建议优先部署在线 PD 监测并建立定期离线检测策略。六安江淮电机可为客户提供基于机组重要性（KPI）分级的投资回收分析（ROI）。

十、实施建议与六安江淮电机服务能力

为把 PD 风险工程化、制度化管理，六安江淮电机建议客户采取以下行动计划：

1. 交付与安装环节：要求供应方（包括六安江淮电机）提供出厂 PD 基线数据与测量报告。

2. 关键机组上在线监测：优先对主传动、关键泵、关键风机等部署 HFCT+UHF 在线系统。

3. 制定 PD 运维手册：包含基线阈值、告警响应流程、离线检测频次与修复 SOP。

4. 人员培训：对运维工程师开展 PD 识别、声学定位与离线试验培训。

5. 长期数据管理：建立 PD 数据库与趋势分析模型，实现预测性维护。

六安江淮电机具备出厂局放检测、现场 PD 咨询、在线监测系统供货与安装、以及绕组翻新与 VPI 服务能力。我们可以根据用户机型与运行重要性提供分级监测与整改建议并出具 ROI 报告，帮助客户在成本可控的前提下把 PD 风险降到最低。

部分放电看似是高压电机中一个“局部小问题”，但其长期累积的危害与导致的重大停机风险使其成为高压电机可靠性管理中的关键痛点。通过设计端的绝缘与端部电场控制、严控制造工艺、安装时的防潮与接地规范、以及运行期的在线与离线 PD 监测与快速处置，可以把这一风险彻底工程化、制度化地控制在可接受范围内。六安江淮电机愿以丰富的制造与现场服务经验，与客户共同建立一套可复制、可验证的 PD 防治体系，确保高压电机在长期运行中可靠、安全、节能。若需我们的现场检测、基线建立或方案报价，请提供设备铭牌、出厂检测报告与运行工况信息，六安江淮电机工程团队将提供专业技术支持与实施计划。