大型旋转电机是工业生产中的核心装备,非计划停机将对造成巨大的经济损失。绝缘损伤是旋转电机故障的最主要因素,局部放电情况可以有效地表征定子绕组中绝大部分的绝缘缺陷,因此其监测是大型旋转电机状态监测的重要部分。现阶段针对旋转电机的局部放电监测系统,主要以国外的Iris、Ormicron等公司的专利技术为主,只使用分相电流传感器测量高频电流信号,导致相间局部放电和对地局部放电信号混叠,测量数据需要专家人工分析才可实现不同类型局部放电信号的分离。本文在对局部放电信号特性和局部放电监测系统研究的基础上,提出了一种使用空心线圈和耦合电容的混合型传感方法,可以直接在信号传感阶段分离相间局部放电和对地局部放电信号,不需要专家人工分析测量数据,分析准确性和效率显著提高,为在线监测的广泛应用奠定了基础。主要工作如下:1、针对高频信号频率和幅值相近的两种主要的局部放电类型:内部放电和端部放电,分别建立相应的电路模型进行解析计算。使用计算机仿真技术,对定子绕组绝缘局部放电进行仿真计算,确定了局部放电信号特征频率为100MHz左右,脉冲电流幅值小于0.6m A,为传感器的参数选择提供了依据。2、提出了一种空心线圈和耦合电容相结合的混合型传感方案,该传感方案利用耦合电容通高频阻低频的特点,滤除工频电流,提高了高频电流信号采集准确度;同时利用三相高频电流信号仅包含对地局部放电信号而不包含相间局部放电信号的特征,使用空心线圈分别对三相高频脉冲电流和分相高频脉冲电流进行采集,为相间局部放电和对地局部放电的识别提供数据基础,以解决传统局部放电检测中两种局部放电信号混叠的问题。3、开发了局部放电信号采集系统,包括:空心线圈及耦合电容结合的混合型传感器和基于高速FPGA和高速A/D信号采集的硬件平台。为进一步压缩数据大小以满足在线监测需求,提出了“低频监测、高频采集”的数据采集方案,开发了基于集合运算的数据处理算法,通过比对三相采集信号特征值集合和分相采集信号特征值集合中的元素,可识别出相间局部放电和对地局部放电的信号。4、在中国石化提供的待维护电机上,对本文开发的监测系统进行了功能性实验验证,结果表明所采用的混合型传感方法和数据处理算法可以有效地分离出对地放电和相间放电的脉冲电流信号,达到了设计要求。