局部放電是什麼？局部放電3大類型、7大類檢測法一次了解

當設備處於高壓環境時，局部放電（PD）現象便可能發生於絕緣系統的任何位置。只要當電場強度超過絕緣材料的耐受極限，設備內特定區域的絕緣層無法承受過大的電應力，導致絕緣「短暫失效」並產生擊穿現象，便會觸發局部放電。由於這種放電僅在 2 點的絕緣電極間發生，並未跨越 2 個點之間的絕緣距離，因此被稱為「局部」放電。

二、局部放電 3 大類型解析，了解電氣設備絕緣劣化現象

局部放電類型 1：內部放電

內部放電的現象包含電樹放電、電弧放電等，而導致內部放電的原因眾多，第 1 種原因是由於製造、設備安裝過程中的缺陷導致，讓絕緣體內部形成氣泡或氣隙，而空氣的介電係數低於絕緣材料，也就是說空氣相較於絕緣材料更易導電，因此這些氣泡、空腔與氣隙會分擔更高比例的電壓，並造成造成局部通電。第 2 種原因是絕緣材料經過多年使用後，因長時間承受高電壓應力而逐漸劣化，形成樹枝狀放電通道，最終可能導致絕緣擊穿（Breakdown），引發設備故障，這就是電樹放電，因此我們也可以說內部放電的現象容易在絕緣老化的區域發生。

局部放電類型 2：電暈放電

電暈放電是當絕緣層的局部電壓應力超過臨界值時，引發「氣體電離化」的放電現象。發生原因有多種，常見是在高壓環境中，設備表面容易吸附肉眼看不見的灰塵或棉絮，這些灰塵或棉絮微粒會沿著電場方向逐漸延伸，形成細長的纖維狀結構，此時絕緣層表面的尖端便可能釋放電力至空氣中，觸發這種常見的局部放電現象。雖然電暈放電的能量通常較低，但長期存在仍可能對設備造成嚴重損害，尤其是高壓電力設備，若設計、安裝或維護不當，便更容易產生電暈放電問題，影響設備的穩定運行。

局部放電類型 3：表面放電

表面放電是一種沿著絕緣材料表面發生的局部放電現象，通常由絕緣層表面的污染、風化或受潮所引發。當設備長時間暴露於高濕度或粉塵環境中，污染物可能吸收水分並形成導電層，導致絕緣的性能下降。當電場強度超過絕緣材料的臨界耐受值時，放電現象便會沿著絕緣體表面移動，也就是表面放電。

相較於其他局部放電類型，表面放電的破壞性更強，而這種放電現象與設備本身的設計、安裝方式關聯性較小，主要與環境條件和設備維護管理相關，如設備未定期清潔、保養不當，絕緣表面可能累積污垢和濕氣，並增加表面放電的風險。

三、如何量測與確認局部放電？7 大類局部放電檢測方法介紹

當絕緣結構中發生局部放電時，通常會伴隨一系列的對應現象，包含溫度上升、電脈衝、電磁輻射、聲波等。根據這些局部放電的伴隨現象，如電脈衝、電磁輻射等信號，衍生出了多種檢測應用方法，以下會詳細介紹。

局部放電檢測方法 1：IEC 60270 標準測試法

耦合電容式：耦合電容法的原理是透過偵測局部放電所帶來的電信訊號，以搜尋局部放電的狀況是否存在，但此方式偵測的頻段與雜訊電磁波重疊性高，因此雖然靈敏度高，但準確性卻較低，並不適合在線即時監測。

局部放電檢測方法 2：電場感測技術

TEV 暫態對地電壓法：當局部放電發生時，產生的電場變化會在設備金屬表面誘發高頻電壓，TEV 的原理便是利用傳感器搜尋是否有此放電現象。此技術適用於 GIS（氣體絕緣開關）、高壓開關櫃、變壓器等金屬電力設備，且具備可帶電檢測的優勢。

局部放電檢測方法 3：電流感測技術

HFCT 脈衝電流檢測：脈衝電流法的原理是透過磁場感應局部放電產生的高頻電流，藉由尋找高頻段的電信訊號進行偵測，以避開無線電訊號干擾，搜尋局部放電的現象是否存在。

局部放電檢測方法 4：電磁波感測技術

UHF 電磁超高頻檢測：局部放電發生時，會伴隨超高頻的電磁波，因此電磁超高頻檢測法的原理就是使用能偵測超高頻電磁波的感測器，監測設備，確認是否有出現超高頻電磁波的訊號，以確認局部放電現象是否存在。由於可避開雜訊的電磁波段進行檢測，UHF 電磁超高頻檢測法具備高度的靈敏性、抗干擾能力，還能定位局部放電的位置、識別絕緣缺陷的種類，是高效的局部放電檢測方法，同時也被廣泛用於高壓電力設備的即時檢測。

局部放電檢測方法 5：化學氣體（DGA）量測

溶解氣體分析是一種透過檢測絕緣老化所釋放出的氣體，以確認絕緣體健康度的檢測方法。如變壓器絕緣油老化時，會產生氫氣（H2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、乙炔（C2H2）和乙烯（C2H4）等氣體，而纖維素絕緣材料若老化變質時，則會釋放一氧化碳（CO）和二氧化碳（CO2）等氣體。

油中氣體分析法：變壓器內部若發生異常，高溫會使絕緣材料分解並產生氣體，而氣體會溶於絕緣油中。油中氣體分析法透過萃取並分析絕緣油中的氣體成分與濃度，就能提早偵測變壓器的故障狀況。

SF6 氣體分析法：SF6 氣體具有高度穩定性，但當設備內部出現局部放電、高功率電弧等放電狀況時，SF6 就會分解並產生 SO2，因此若設備採用 SF6 氣體作為絕緣時，可透過定期取樣 SF6 氣體並分析其中 SO2 濃度，便能判斷設備是否曾發生局部放電，若濃度超出預警值，即代表設備可能出現異常，需立即進行檢修。

局部放電檢測方法 6：聲學（AE）量測

聲學（AE）檢測法是利用聲波在物體中傳導反射的波形，來判斷內部是否有會造成局部放電的缺陷，聲學訊號可能會受到高頻干擾的影響，但可以透過降噪技術來消除這些干擾。這種方法沒有電磁干擾問題，且成本較低，可應用於變壓器、GIS、電纜等多種設備的局部放電檢測。

超音波法：超音波檢測法是利用高頻聲波穿透材料，透過接收反射波並經過電腦分析，即可呈現設備內部結構，協助判斷設備健康狀態，達到非破壞性檢測的目的。

局部放電檢測方法 7：光學（OP）量測

光學檢測方法的運作原理，是利用不同的光學 PD 檢測技術，如馬赫曾德干涉儀（MZI）、法布里珀羅干涉儀（EFPI），確認空氣中氣體狀態的變化，以偵測電暈放電、火花放電或絕緣子表面放電等等的外部放電狀況。

馬赫曾德干涉儀（MZI）：馬赫曾德干涉儀（Mach-Zehnder Interferometer）可將單一道光束分裂成 2 道，再讓它們經過不同路徑與介質後重新合併，來觀察光波相移的變化，可以用來測量氣體中是否有放電狀況發生。

法布里珀羅干涉儀（EFPI）：法布里珀羅干涉儀（Fabry–Pérot Interferometer）是一種光學測量設備，由 2 塊高反射率的平行玻璃板組成，當入射光的頻率符合共振條件時，透射率會大幅提高，使其能夠精確測量光的頻率與波長，並檢測空氣的狀態。

光纖布拉格光柵（FBG）：光纖布拉格光柵（Fiber Bragg Grating）是一種光纖元件，可像反射鏡一樣反射特定波長的光訊號，進而檢測局部放電。這種技術具有高抗電磁干擾能力，受溫度影響小，並能進行即時、連續的變壓器監測。

紅外線熱影像法：紅外線熱影像法（Thermography）利用紅外線熱影像儀搭配數位影像處理，偵測設備表面的溫度變化，辨識可能的異常發熱區域，以評估電力設備的局部放電狀況。

紫外線放電影像法：紫外線放電影像法是利用紫外線成像技術偵測電暈放電，可有效識別高壓電場中肉眼不可見的放電現象，適合用於變電站與輸電線路的局部放電檢測。

四、局部放電檢測推薦品牌：皓博科技｜專注於 AI 智慧放電檢測

局部放電是高壓電力設備穩定與否的重要指標，持續性的出現局部放電將可能導致設備絕緣劣化、運行異常，甚至發生電線短路與起火。皓博科技將 AI 技術全面導入局部放電檢測系統，搭配業界首創全頻段電磁波感測器，推出超早期局部放電診斷監測系統，能精準辨識局部放電現象，大幅提升監測效率，讓企業能夠提前預防設備異常，降低維護成本與運行風險。

全頻段電磁波感測器，全方位監測設備

超早期局部放電診斷監測系統配備有全頻段的電磁波感測器，具備低頻、高頻與特高頻的同步監測能力，大幅提升監測效率。結合主機的即時分析處理功能，可超越傳統聲波、超聲波及 UHF 感測器生成的監測圖譜。企業僅需選用此款全頻段感測器，即可滿足多樣化需求，無需額外購買多款感測器，就可有效降低監測設備成本並提升操作便利性。

超早期局部放電預警，及早發現設備問題

當設備內部開始產生局部放電現象時，超早期局部放電診斷監測系統可透過獨家電磁波感測器，分析設備數據並發出異常警報，並同時判斷局部放電的類型及嚴重程度，讓維修人員能夠即時應對，降低局部放電所帶來的停機、短路風險，確保設備運行穩定。

AI 智慧濾除雜訊，大幅提升訊號辨識度

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