局部放電為何是絕緣老化“先兆信號(hào)”?2025年*電網(wǎng)發(fā)布的配網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)顯示,10kV及以上中高壓電力電纜故障中,82%由絕緣劣化引發(fā),而局部放電是絕緣劣化早期*直觀的表征信號(hào),傳統(tǒng)的直流、工頻耐壓試驗(yàn)雖能檢出嚴(yán)重絕緣缺陷,但容易在交聯(lián)聚乙烯電纜內(nèi)部留存空間電荷,造成不可逆的絕緣損傷,在此背景下,振蕩波局放檢測(cè)作為非破壞性檢測(cè)技術(shù),逐漸成為電力電纜檢測(cè)的核心手段之一。
我國(guó)中高壓電纜規(guī)模化應(yīng)用始于2000年前后,截至2026年,全國(guó)10kV及以上運(yùn)行電纜總長(zhǎng)度已突破580萬(wàn)公里,早期投運(yùn)的電纜逐步進(jìn)入故障高發(fā)期,運(yùn)維端對(duì)無(wú)損、高效的局放檢測(cè)需求持續(xù)提升。早期電纜局部放電檢測(cè)主要依托工頻耐壓下的局放測(cè)試,但試驗(yàn)設(shè)備體積龐大,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)難度極高,僅適用于實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景。2010年前后,OWTS檢測(cè)技術(shù)從歐洲引入國(guó)內(nèi),經(jīng)過(guò)十余年的本土化迭代,2025年已被納入國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)的電纜運(yùn)維標(biāo)準(zhǔn)體系,成為新建電纜驗(yàn)收、運(yùn)行電纜狀態(tài)巡檢的常規(guī)技術(shù)手段。
振蕩波局放檢測(cè)的核心是基于阻尼振蕩電壓的等效性與局放測(cè)試原理實(shí)現(xiàn)缺陷識(shí)別。測(cè)試過(guò)程中,設(shè)備首先通過(guò)高壓直流源對(duì)被測(cè)電纜的電容進(jìn)行恒流充電,達(dá)到預(yù)設(shè)測(cè)試電壓后,控制系統(tǒng)觸發(fā)高壓開(kāi)關(guān),將電纜電容與阻尼電抗接通,構(gòu)成RLC振蕩回路,產(chǎn)生頻率在20~300Hz范圍內(nèi)的阻尼正弦振蕩電壓,該電壓的等效性已通過(guò)IEC 60270標(biāo)準(zhǔn)驗(yàn)證,與工頻電壓下的局部放電起始電壓偏差不超過(guò)10%,不會(huì)對(duì)電纜絕緣造成累計(jì)損傷。在振蕩電壓施加過(guò)程中,電纜內(nèi)部的絕緣缺陷(如中間接頭氣隙、本體絕緣毛刺、外 semicon層破損等)會(huì)激發(fā)電纜局部放電信號(hào),設(shè)備通過(guò)前端的高頻耦合傳感器采集局放信號(hào)的時(shí)域波形,結(jié)合脈沖信號(hào)在電纜中的傳輸速度與時(shí)間差,即可計(jì)算出缺陷的具體位置,同時(shí)通過(guò)頻域特征分析區(qū)分缺陷類型與嚴(yán)重程度。
作為現(xiàn)階段應(yīng)用廣泛的電纜局放檢測(cè)技術(shù)之一,振蕩波局放檢測(cè)的核心優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:其一為非破壞性,單次測(cè)試僅施加5~10個(gè)周期的振蕩電壓,絕緣累積受電量不足工頻耐壓試驗(yàn)的0.1%,不會(huì)對(duì)完好電纜造成損傷;其二為檢測(cè)效率高,1km長(zhǎng)度的10kV電纜單次測(cè)試耗時(shí)僅15分鐘左右,遠(yuǎn)低于超低頻局放檢測(cè)的作業(yè)時(shí)長(zhǎng);其三為缺陷檢出率高,2026年中國(guó)電力科學(xué)研究院的比對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示,振蕩波局放檢測(cè)對(duì)電纜中間接頭典型缺陷的檢出率超過(guò)92%【1】,定位精度可達(dá)電纜長(zhǎng)度的±1%。同時(shí)該技術(shù)也存在一定局限性:首先測(cè)試過(guò)程需要電纜停電作業(yè),不適用于無(wú)法停電的核心供電回路;其次對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)5km的長(zhǎng)距離電纜,局放信號(hào)傳輸過(guò)程中衰減幅度較大,定位精度會(huì)出現(xiàn)明顯下降;此外對(duì)于運(yùn)行電壓下才會(huì)激發(fā)的動(dòng)態(tài)熱致缺陷,常規(guī)振蕩波測(cè)試的檢出率相對(duì)較低。
目前國(guó)內(nèi)針對(duì)振蕩波局放檢測(cè)的技術(shù)規(guī)范已逐步完善,2025年修訂發(fā)布的DL/T 1576《電力電纜振蕩波局部放電測(cè)試導(dǎo)則》對(duì)測(cè)試設(shè)備的參數(shù)要求、測(cè)試流程、缺陷判定規(guī)則做出了明確規(guī)定;2026年南方電網(wǎng)發(fā)布的《中高壓電力電纜驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范》明確要求,10kV及以上新建電纜投運(yùn)前必須完成OWTS檢測(cè)技術(shù)試驗(yàn),常溫下局放量超過(guò)100pC、存在集中性局放缺陷的電纜不得投入運(yùn)行【2】;國(guó)網(wǎng)2025年更新的《配網(wǎng)電纜狀態(tài)檢修作業(yè)規(guī)范》也將振蕩波局放檢測(cè)列為運(yùn)行電纜3年一次的常規(guī)巡檢項(xiàng)目,要求對(duì)局放超標(biāo)的電纜及時(shí)安排消缺。
振蕩波局放檢測(cè)的核心應(yīng)用場(chǎng)景涵蓋四個(gè)領(lǐng)域:一是新建電纜竣工驗(yàn)收,排查電纜生產(chǎn)、敷設(shè)、安裝過(guò)程中產(chǎn)生的本體及接頭缺陷;二是運(yùn)行電纜定期巡檢,提前識(shí)別早期絕緣劣化隱患,避免突發(fā)故障;三是電纜故障后溯源檢測(cè),定位故障點(diǎn)的同時(shí)排查同路徑電纜的同類缺陷;四是老舊電纜剩余壽命評(píng)估,結(jié)合局放量的變化趨勢(shì)判斷電纜的剩余服役周期。2026年某西北光伏基地開(kāi)展35kV集電線路驗(yàn)收時(shí),通過(guò)振蕩波局放檢測(cè)排查出3處中間接頭安裝缺陷,避免了投運(yùn)后可能發(fā)生的跳閘事故;同年某城市軌道交通12號(hào)線將該技術(shù)納入年度運(yùn)維方案,全年10kV環(huán)網(wǎng)電纜故障率同比下降78%。在設(shè)備選型方面,用戶可根據(jù)測(cè)試場(chǎng)景的電壓等級(jí)選擇對(duì)應(yīng)參數(shù)的設(shè)備,10kV配網(wǎng)電纜場(chǎng)景可選擇額定輸出電壓35kV的測(cè)試設(shè)備,35kV電纜場(chǎng)景可選擇110kV等級(jí)的設(shè)備,優(yōu)先選擇采樣率不低于100MS/s、內(nèi)置典型缺陷指紋庫(kù)的設(shè)備,可有效提升缺陷識(shí)別準(zhǔn)確率。例如康高特自研的RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測(cè)試系統(tǒng),符合*新DL/T 1576標(biāo)準(zhǔn)要求,采樣率達(dá)200MS/s,內(nèi)置12類常見(jiàn)電纜缺陷的特征庫(kù),對(duì)中間接頭缺陷的識(shí)別準(zhǔn)確率超過(guò)90%,適配電網(wǎng)、新能源、軌道交通、石化等多場(chǎng)景的電力電纜檢測(cè)需求。
隨著電纜運(yùn)維的智能化需求提升,振蕩波局放檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向主要集中在三個(gè)維度:一是多技術(shù)融合,將振蕩波測(cè)試數(shù)據(jù)與帶電檢測(cè)類的高頻局放、地電波檢測(cè)數(shù)據(jù)聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)電纜絕緣狀態(tài)的多維度評(píng)估,彌補(bǔ)單一技術(shù)的檢測(cè)盲區(qū);二是AI智能化判讀,通過(guò)大模型訓(xùn)練優(yōu)化缺陷識(shí)別算法,實(shí)現(xiàn)局放信號(hào)的自動(dòng)去噪、缺陷類型自動(dòng)識(shí)別、評(píng)估報(bào)告自動(dòng)生成,降低對(duì)運(yùn)維人員的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)要求;三是設(shè)備輕量化,通過(guò)半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)、模塊化設(shè)計(jì)縮小設(shè)備體積與重量,適配山區(qū)、管廊等復(fù)雜作業(yè)場(chǎng)景的檢測(cè)需求。
參考文獻(xiàn)
【1】 中國(guó)電力科學(xué)研究院. 2026年中高壓電力電纜檢測(cè)技術(shù)有效性評(píng)估報(bào)告[R]. 北京: 中國(guó)電力科學(xué)研究院, 2026.
【2】 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司. 中高壓電力電纜驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范(2026版)[S]. 廣州: 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司, 2026.