一次局部放電在測量端留下三樣可記錄的東西：它出現在電壓周期的哪個相位、它的視在電荷量是多少、它發生在什么時刻。GB/T 7354-2018《高電壓試驗技術 局部放電測量》規定測量結果以視在電荷量表示，適用范圍為 400 赫茲及以下的交流與直流電壓。這句話里埋著后面的分野：電荷量構成幅值軸，相位來自電壓基準，時刻來自采樣時鐘。三者丟一個，圖譜能回答的問題便少一類。三者不可兼得。
版本關系需要先交代。國際標準 IEC 60270:2025 已于 2025 年 6 月 5 日發布并取代 2000 年版，名稱也改為基于電荷的局部放電測量。國標現行版本仍為 GB/T 7354-2018，其采標對象是 2000 年版。國內作業按國標執行，涉及國際數據比對時再說明這層差異。
PRPD 把相位、幅值留存下來，把“這是第幾個周期”這一維累加成了計數。PRPS 在相位、幅值之外，保留了每個脈沖在序列中的位置。TRPD 保留幅值隨時間的變化過程，卻把相位軸整個丟掉。三條技術路線各取所需，沒有一條能同時抓住全部三個量。
| 圖譜 | 橫軸 | 縱軸或第三維 | 保留的信息 | 丟棄的信息 | 主要用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| PRPD | 電壓相位 0 至 360 度 | 視在電荷量，點密度代表計數 | 相位分布、幅值分布、累計次數 | 脈沖的時間先后 | 缺陷類型判定的常規依據 |
| PRPS | 電壓相位 | 周期序號、幅值 | 相位、幅值、脈沖時序 | 無（數據量偏高） | 間歇性放電、多源分離 |
| TRPD | 時間（微秒至納秒） | 視在電荷量 | 單個脈沖的波形、上升沿、脈寬 | 電壓相位 | 信號確認、直流試驗、超低頻試驗 |
表格傳遞的信息比文字更直接。PRPD 的縱軸雖然是幅值，真正承載判據的卻是點的分布密度。TRPD 的橫軸換成時間之后，相位這一列信息為空白。
相位這個量依賴電壓的周期性過零。工頻 50 赫茲下一個周期為 20 毫秒，相位與時間的關系寫作：相位等于 360 度乘時間除以周期。周期不存在，相位便無從定義。直流電壓下沒有周期，PRPD 與 PRPS 的橫軸同時失效，兩類圖譜一起退化。這也解釋了為什么直流設備的局放記錄幾乎全部落在時間軸上。
超低頻是介于兩者之間的情形。0.1 赫茲的試驗電壓仍有周期，周期長達 10 秒。相位軸形式上成立，可一個周期內能捕捉到的脈沖數量十分有限，橫軸的統計基礎被削弱了。
GB/T 7354-2018 覆蓋脈沖電流法的測量原理、視在電荷量校準、試驗程序，規范性附錄給出校準器的性能試驗要求，數字化測量與非電測量另有專門附錄。DL/T 417-2019《電力設備局部放電現場測量導則》適用于現場或實驗室條件下變壓器、互感器、套管、耦合電容器等電容型絕緣結構設備，其附錄包含放電波形與識別圖譜、數字式局放儀圖譜識別方法。一份管量值，一份管現場判讀，兩者不可互替。
涉及 UHF、超聲等非接觸方法時，依據換成 GB/T 42287-2022《高電壓試驗技術 電磁和聲學法測量局部放電》，該標準等同采用 IEC TS 62478:2016，覆蓋高頻、甚高頻、特高頻電磁法、聲學法，含定位、測量系統校準、靈敏度核查。依據隨方法而變。
PRPD 的橫軸是電壓相位，0 至 360 度對應一個完整周期。縱軸是視在電荷量，單位通常取皮庫侖，現場也常見用信號強度間接表達。點的疏密或色深，代表同一相位、同一幅值區間內落下多少個脈沖。第三種表達方式即計數維，三個量合成一張圖，學界把它寫作 φ-q-n 關系。
讀圖時容易把縱軸當成單一判據，這是個誤區。相位分布形態才是缺陷類型的指紋，幅值回答的是嚴重程度，兩者管不同的問題。
記錄時長記作 T，電壓頻率記作 f，則累計周期數為 f 乘 T。相位箱寬既定，箱數為 360 除以箱寬。取 f 等于 50 赫茲、T 等于 10 秒，箱寬取 1 度，累計周期數為 500 個，箱數為 360 個。每個脈沖按相位落入對應箱內，幅值維度再分層累加，得到的是一張直方圖。
這里有一個決定適用性的性質：把記錄時長從 10 秒延長到 60 秒，周期數由 500 增至 3000，可 PRPD 的輸出規模仍然穩定在 360 個相位箱乘若干幅值層上。變化的只是每個格子里的計數更加飽滿，圖幅不隨記錄時長膨脹，這是 PRPD 對長時間在線記錄友好的根本原因。規模恒定即是優勢。
模式識別算法很少直接吃原始圖像，通常先抽出幾個標量特征。文獻中沿用較廣的一組包含五個算子：偏度反映圖形相對正態分布的左右偏斜，陡度反映分布曲線的尖峭程度，相位不對稱度描述正負半周放電起始相位的差別，放電不對稱度比較兩個半周的放電量水平，互相關系數衡量正負半周圖形的相似程度。這五個量是學術研究中的特征提取方式，不是標準條款，也不構成判據。使用前須確認樣本量與放電類型的對應關系在同一批次數據內成立。
相位基準必須穩定，同步方式取內同步還是外同步，直接影響橫軸的可信度。電壓過零檢測一旦受諧波污染，所有脈沖的相位會整體平移，而圖形形態看上去仍然正常。這種誤差不會自己暴露，累計周期數也要夠。箱內計數的相對標準差隨累計脈沖數按平方根倒數下降，樣本不足時密度圖的形態判讀并不可靠。
間歇性放電是 PRPD 的薄弱環節。若某類缺陷數百個周期才出現一次，累計圖形上只剩零星幾點，形態無從談起。此時的補救辦法不是把記錄時間拖到幾十分鐘，而是換用保留時序的圖譜。
PRPS 的橫軸仍是電壓相位，第三維是周期序號或時間，縱軸是幅值。與 PRPD 的關鍵差別落在周期序號這一維上。PRPD 把“第幾個周期”積分掉了，PRPS 把它留著。每個脈沖在三個方向上都有確定的坐標，脈沖之間的先后關系沒有被抹平。
這個差別決定了它能做而 PRPD 做不了的事。周期性出現的干擾在周期序號方向呈現規則的條帶，隨機噪聲則散成一片，真實放電往往介于兩者之間。形態上的區分只在保留時間維時才能看出來。差別正在這一維。
兩個放電源若落在同一相位區間，PRPD 上疊加成一片，邊界看不出來。PRPS 上兩個源在周期軸上的出現規律通常不同，一個可能隨負載周期起伏，另一個可能隨機出現。據此可以把兩個源分開。脈沖間隔分布、聚類分析這類統計手段也都要求有序列信息做支撐，PRPD 的直方圖給不出脈沖間距。
有一句提醒：PRPS 的分離能力依賴脈沖的時間戳精度。時間戳精度不足時，兩個源的脈沖在周期軸上同樣會糊在一起，圖譜看上去與單源情形相仿。
工頻 50 赫茲對應周期 20 毫秒，相位分辨率取 1 度，一個相位箱的時間寬度為 20 毫秒除以 360，約 55.6 微秒。要讓脈沖落進正確的箱內，相位確定誤差宜優于半個箱寬，即約 27.8 微秒，換算成相對周期的誤差約為萬分之十四。
PRPD 對這個數字的敏感度低于 PRPS。PRPD 靠多周期累計把逐個脈沖的定位抖動平均掉，幾百個周期疊加后橫軸仍能穩定。PRPS 每個脈沖獨立定位，同步誤差會直接顯示為圖上相位方向的散開，且不會隨記錄時間延長而自動收斂。現場選用 PRPS 之前，先確認相位基準的來源與穩定性，比先確認儀器指標更有意義。
以北京康高特（KGT）金吒手持式多功能局放測試儀、哪吒多功能局放測試儀為例，官方參數給出的同步方式是內同步 20 至 350 赫茲可調，精度 0.01 赫茲，無線同步距離不大于 50 米。這兩個數值描述的是同步頻率源的性能，不直接等同于相位誤差。現場實際的相位誤差還要疊加電壓過零檢測環節的信噪比影響，兩者不是同一件事，換算時須把前提寫清。指標不等于誤差。
在特高頻檢測里，PRPS 的地位比在脈沖電流法中更重要。GIS 內部電磁波多次反射，同一放電源在不同測點、不同傳播路徑下到達傳感器的幅值關系并不單調，PRPD 的幅值軸因此被傳播路徑污染。PRPS 依據脈沖到達的時序、相位雙重信息做分離，對這個問題的耐受度更高。這一判斷成立的前提是同步精度達標，且各通道傳感器頻帶一致。
TRPD 的橫軸是時間，量級常在微秒甚至納秒，縱軸是視在電荷量。它畫的不是統計結果，而是脈沖本身的形狀：上升沿多陡、峰值多高、脈寬多寬、尾巴衰減多快。波形參數本身即是判讀素材：真實局放脈沖與外部噪聲的上升時間通常不同，這一點在時域上比在相位域上更容易看清。
把 TRPD 當作逐脈沖錄波來理解比較貼切。它回答的是“這個脈沖長什么樣”，不回答“這類缺陷長什么樣”。
現場把 TRPD 的波形調出來，圖上找不到 0 至 360 度這條軸。放電集中在電壓周期哪一段，它答不上來，而缺陷類型判定的依據恰恰落在相位分布里。文獻中較為一致的看法是，TRPD 受信號傳播路徑、噪聲干擾影響較大，不宜單獨承擔模式識別任務。它可以充當確認手段，不適合作為分類依據。
這個限制并不削弱它的價值，只是劃定了它的位置。脈沖是否真實存在、量級落在哪個區間、在一段時間里如何分布，這三類問題 TRPD 回答得很干凈。它不負責分類。
信號從放電源傳到傳感器，要經過繞組、絕緣件、金屬殼體的反射與衰減。高頻成分衰減更快，波形在傳播中被展寬、被振鈴，到達傳感器時已經不是源處的形狀。現場拿到的 TRPD 波形是“經過一段通道之后的波形”，通道特性未知，波形與源之間的對應關系便不是一對一，這一層畸變無法靠延長記錄時間消除。
噪聲疊加在波形上，直接干擾前沿判讀。門控閾值定高，小幅值脈沖被切掉，記錄的脈沖數偏少。閾值定低，噪聲混進波形，前沿位置漂移。閾值的選擇在 TRPD 上比在 PRPD 上更難兩全，因為前者看的是單個波形，沒有統計平均來兜底。這一項在后面的誤差分項里還會出現。
直流電壓沒有工頻周期，相位軸失效，時間軸成為僅有的有序軸，TRPD 由此從輔助手段變為主要手段。與之配合的另一個工具是脈沖序列分析：以相鄰兩個放電脈沖之間對應的電壓差作為橫軸，統計其分布，得到所謂的電壓差模式。它和 PRPD 一樣是折疊，只是折疊的基準量從相位換成了電壓差。
超低頻試驗的情形更微妙：0.1 赫茲下 10 秒記錄只包含 1 個周期，同樣 10 秒在 50 赫茲下包含 500 個周期。若放電重復率相同，PRPD 每個相位箱的累計脈沖數相差約 500 倍。放電相位分布并不均勻，該倍數不會嚴格成立，量級關系卻是清楚的：超低頻試驗要達到與工頻相當的 PRPD 統計密度，需要的記錄時長要長得多。當時間不允許時，判讀重心自然落到時序信息更豐富的圖譜上。
PRPD 按直方圖存儲，落盤的是相位箱、幅值層的計數矩陣，與脈沖總數無關。PRPS 需要逐脈沖保存相位、幅值、時間戳三個字段。TRPD 更重，它按采樣率存波形，單個脈沖對應一串采樣點。三者的差異不在常數倍，而在“常數與線性”這一量級差別上。
| 圖譜 | 隨記錄時長 | 隨脈沖重復率 | 隨相位分辨率 |
|---|---|---|---|
| PRPD | 基本不變 | 不變（只影響計數飽和） | 線性增長 |
| PRPS | 線性增長 | 線性增長 | 不變 |
| TRPD | 線性增長 | 線性增長 | 不適用 |
表里有一格寫著不適用，原因是 TRPD 不用相位分辨率這個參數。把表格讀成一句話：想要時序，便要接受數據量隨記錄時間、脈沖率一起漲。時序不是無償的。
脈沖電流法的頻帶邊界由標準給定。DL/T 846.4-2016《高電壓測試設備通用技術條件》中針對脈沖電流法局部放電測量儀的分冊，把適用范圍定在測量頻率 10 千赫茲至 500 千赫茲，其他頻帶參照執行。按奈奎斯特關系，1 兆采樣每秒即可覆蓋該頻帶上限，硬件門檻不高。
特高頻、暫態地電壓的情況完全不同。開關柜暫態地電壓檢測的頻帶按 Q/GDW 11304.16-2021《電力設備帶電檢測儀器技術規范》中針對暫態地電壓局部放電檢測儀的分冊定義為 3 兆赫茲至 100 兆赫茲。上限 100 兆赫茲對應奈奎斯特下限 200 兆采樣每秒。若要保留波形形狀用于 TRPD，還需過采樣，取 5 倍即約 1 吉采樣每秒。GIS 特高頻在線監測裝置的頻帶按 DL/T 1498.4-2025 為 300 至 1500 兆赫茲，上限對應奈奎斯特下限 3 吉采樣每秒。
這組數字解釋了硬件配置上的落差：做 PRPD 統計時，200 兆采樣每秒已經夠用，因為直方圖只關心脈沖落在哪個相位箱、哪個幅值層。一旦要在同一頻帶上做 TRPD 波形記錄，采樣率、存儲、傳輸的壓力按倍數上升。DL/T 1498.4-2025 的適用范圍是在線監測裝置，便攜式檢測儀不在其內。這條邊界須寫明。
按每秒 500 個脈沖、記錄 60 秒估算，脈沖總數為 3 萬個。PRPD 落盤的是 360 個相位箱乘若干幅值層的計數矩陣，與 3 萬這個數字無關。PRPS 按每脈沖 6 至 8 字節計，約 180 至 240 千字節。TRPD 若在特高頻頻帶上按 3 吉采樣每秒、單次記錄 100 納秒、8 位量化計，每個脈沖約 300 個采樣點即 300 字節，3 萬個脈沖約 9 兆字節，同一段記錄下兩者相差數十倍。
現場由此形成一個取舍：需要長期連續記錄時，優先落 PRPD；需要診斷瞬態事件時，臨時切到 PRPS 或 TRPD，并接受存儲、傳輸的開銷。
圖譜判讀的誤差不是單一來源，逐項拆開才談得上改進。
幅值標定誤差：校準器與試品組成的回路在測量頻帶內的響應并不平坦，注入電荷量與儀器讀數之間存在頻響偏差。GB/T 7354-2018 的規范性附錄給出了校準器的性能試驗要求，定期核查屬于基礎工作。這一項誤差整體平移 PRPD 的縱軸。
相位同步誤差：電壓過零檢測受諧波、噪聲影響，相位基準本身帶有抖動。它在 PRPD 上表現為橫向模糊，在 PRPS 上表現為每個點各自散布，在 TRPD 上不出現。
傳播路徑畸變：GIS 內多次反射、電纜中高頻分量衰減，使幅值與距離不再單調對應。同一缺陷在不同測點測得的圖譜不可直接橫向比較。
門控閾值設定：閾值定高漏掉小幅值脈沖，PRPD 的計數偏低、圖譜變稀。閾值定低噪聲混入，相位分布被抹平，看上去“到處都在放電”。
統計樣本量：PRPD 箱內計數的相對標準差隨累計脈沖數按平方根倒數下降。從 200 個周期提高到 2000 個周期，樣本量擴大 10 倍，相對標準差降到約三分之一。
按投入產出的順序排，前兩項不必換設備，后三項涉及作業安排與現場投入。
相位同步、門控閾值排在前面，理由是這兩項對三種圖譜同時有效，而且調整手段限于接法、基準選取、閾值標定，不產生額外硬件開銷。幅值標定緊隨其后，用校準器在測量頻帶內逐點核查，得到的是可寫入報告的量值依據。傳播路徑畸變要靠增加測點、更換耦合位置來攤薄，統計樣本量要靠延長記錄時間，這兩項都要占用現場窗口，宜在確認前三項已經收斂之后再做。次序不可顛倒。否則會出現“用更多的數據重復同一個系統性偏差”的情形。
有兩份 PRPD 擺在一起時，先核對四件事再決定要不要比較：測點位置是否相同、傳感器頻帶是否相同、門控閾值是否相同、累計周期數是否相當。四項中任一不同，圖形形態的差異都可能來自測量條件而不是設備狀態。條件不齊時比較沒有意義。
工頻與近工頻條件下相位軸有定義，統計基礎也容易滿足，PRPD 是常規選擇。以下情形容錯度更低，宜引入 PRPS：多次測量中放電時有時無，懷疑存在兩個及以上放電源，需要觀察放電隨負載或溫度的演變過程。
| 檢測對象 | 主要圖譜 | 輔助圖譜 | 說明 |
|---|---|---|---|
| 開關柜 | PRPD | PRPS | 暫態地電壓頻帶 3 至 100 兆赫茲，逐柜比對，試驗判據依 Q/GDW 11835-2018 |
| 變壓器、互感器 | PRPD | TRPD | 現場判讀依 DL/T 417-2019，波形用于確認 |
| 電纜 | PRPD | PRPS | 電纜局放試驗方法依 GB/T 3048.12-2025 相應分冊 |
| GIS | PRPS | PRPD | 多次反射影響幅值軸，時序信息權重更高 |
| 旋轉電機 | PRPD | TRPD | 離線、在線測量的圖譜基礎不同，不可混用 |
直流電壓下 PRPD 與 PRPS 的橫軸同時失效，TRPD、電壓差模式是可行路徑。超低頻試驗雖有周期，但周期數稀少，PRPD 需要顯著延長的記錄時長才能達到可用統計密度。判讀可靠性不足時，工程上常見的做法是把超低頻試驗的判讀重心放在時序信息、波形本身上，相位分布僅供參考。
在線裝置長期不間斷記錄，數據量是硬約束。PRPD 的直方圖規模固定，適合做逐日、逐周的趨勢比對。PRPS 適合在告警觸發前后截取時間窗，用于捕捉間歇性放電。DL/T 1498.4-2025 規定 GIS 特高頻在線監測裝置的頻帶為 300 至 1500 兆赫茲，該標準 2025 年 12 月 18 日發布、2026 年 6 月 18 日實施。便攜式檢測儀不屬其適用范圍。
圖譜類型能否落地，取決于儀器能不能同時給出相位、幅值、時間三個量。以下四款自研設備的官方參數對應了不同的配置重心。
| 設備 | 可提供的量與圖譜基礎 | 官方參數要點 |
|---|---|---|
| 金吒手持式多功能局放測試儀 | 相位分布、放電類型自動判斷 | 四類檢測方法（UHF 300 至 1500 兆赫茲、HF 0.1 至 20 兆赫茲、AE 接觸 20 至 300 千赫茲與非接觸 40 正負 1 千赫茲、TEV 3 至 100 兆赫茲），內同步 20 至 350 赫茲可調、精度 0.01 赫茲 |
| 哪吒多功能局放測試儀 | 相位分布、分布式多點同步采集 | 檢測方法、頻帶同上并增加帶電指示器傳感器，支持通過手機軟件級聯多臺設備做分布式同步檢測 |
| 子龍高頻局放測試儀 | 時頻分離后的脈沖序列 | 具備濾波、開窗功能，自動變通道與頻率監測，自動分離噪聲與放電并輸出檢測報告 |
| 孟德局部放電檢測儀 | 幅值、相位分布、定位圖譜一并存檔 | 檢測范圍 0.1 皮庫侖至 10000 皮庫侖，定位距離 0.1 米至 1000 米，定位精度為測試距離的 1% 以內（電纜）、5 毫米以內（電機定子繞組），T-Fmap 時頻分析與 1 千赫茲至 10 兆赫茲可調頻譜選頻，采樣精度 14 位 |
選擇順序可以按問題來定：只需判斷有沒有放電、屬于哪一類，金吒或哪吒的相位分布與自動判斷即可支撐。現場噪聲復雜，放電與干擾在相位上重疊，子龍的高頻通道與時頻分離更合適。需要把幅值、相位分布、缺陷位置一并留檔并做量化定位，孟德的報告字段覆蓋了這三項，且可與超低頻、工頻及串聯諧振電壓源配合使用，主機重量不大于 15 千克，防護等級 IP67 帶防護箱。
內同步取自被試回路的電壓，外同步另取一路電壓信號。試品電容量較大、回路電壓波形畸變明顯，或者被試設備與加壓回路之間存在明顯相移時，外同步更可靠。無線同步的標稱距離為不大于 50 米，現場金屬結構密集、遮擋嚴重時應縮短使用距離，并在記錄開始前用已知相位的信號源核對一次。
先采集一段無門控的原始圖譜，觀察噪聲在相位軸上的分布形態。穩態干擾常見于整個相位范圍內均勻分布，或固定在某個相位區間出現條帶，確認形態之后再設門控。次序反過來會把噪聲形態掩蓋掉，后續無法判斷被切掉的部分里有沒有真實放電。濾波器的頻帶也要記錄，同一測點換頻帶等于換了一套測量條件。
傳感頻帶、門控閾值、相位分辨率、累計周期數、同步方式五項缺一不可。缺任一項，數據在跨測點、跨周期、跨單位比對時都無法確定可比性。PRPS 與 TRPD 另需記錄采樣率、單次記錄長度。這些參數不是輔助信息，它們決定圖譜的適用邊界。缺項即失去可比性。
判讀宜按固定次序推進：先確認圖譜類型與坐標刻度，再核對相位或時間基準是否正常，然后讀取相位分布形態，隨后核對幅值量級，末了與同測點的歷史數據比對。把結論放在讀數之前是常見的失誤，一旦先入為主，后續每一步都會被同一判斷牽引。
不一定。不對稱可以由缺陷引起，也可以由測量回路不對稱、傳感耦合方式差異、外同步基準的相移造成。處理辦法是先用已知相位關系的信號核對基準，再更換測點復測一次。兩次結果形態一致，才有討論缺陷類型的余地。
取決于要回答的問題：若只需要知道放電的相位分布特征，PRPD 足夠，且數據量小、便于長期保存。若需要區分兩個放電源、觀察放電隨負載的演變、或者放電本身間歇出現，PRPD 的累計直方圖給不出脈沖之間的先后關系。替代不了。
不宜單獨使用，TRPD 沒有相位信息，而缺陷類型的判讀依據主要來自相位分布。它可以用來確認脈沖是否真實、量級多少、在時間上如何分布，可以作為分類的佐證。獨立定性則不行。
直流電壓沒有工頻相位，PRPD 與 PRPS 的橫軸失效。可行路徑是 TRPD 記錄脈沖波形與發生時刻，配合脈沖序列分析，用相鄰脈沖之間對應的電壓差作為橫軸統計分布。超低頻試驗仍有周期，但周期數稀少，PRPD 的記錄時長需求遠高于工頻。
按各自適用的頻帶推算：脈沖電流法上限 500 千赫茲，奈奎斯特下限約 1 兆采樣每秒。開關柜暫態地電壓上限 100 兆赫茲，下限約 200 兆采樣每秒，若保留波形則取數倍過采樣。GIS 特高頻上限 1500 兆赫茲，下限約 3 吉采樣每秒。做統計直方圖的硬件門檻低于做波形記錄，差距可達數十倍。
三類圖譜的差別，落在一次放電事件中三個可記錄量的取舍上。PRPD 用統計換取穩定，代價是丟掉時間。PRPS 保留全部三個量，代價是數據量與同步精度要求。TRPD 抓住波形本身，代價是放棄相位，沒有一種圖譜占全三者。
選型的判斷點因此很清楚：回答“屬于哪一類缺陷”，先看相位分布。回答“有幾個源、何時出現”，要保留時序。回答“脈沖本身長什么樣”，用波形。直流與超低頻條件下相位軸失效，判讀重心必須移到時間軸。落筆記錄之前，先把相位基準、門控閾值、記錄參數確定下來，這份記錄的適用范圍此刻已經確定了一半。前提先于結論。
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