局部放電是電纜絕緣劣化的核心先兆信號,2025年*電網(wǎng)發(fā)布的電纜運(yùn)維統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,10kV及以上中高壓電纜非外力破壞故障中,82%的故障根源可追溯到未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)的早期絕緣局放缺陷【1】。隨著國內(nèi)電網(wǎng)、新能源、軌道交通等領(lǐng)域電纜投運(yùn)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,如何高效、精準(zhǔn)識(shí)別早期絕緣缺陷,已經(jīng)成為電纜狀態(tài)評估領(lǐng)域的核心需求。
2026年國內(nèi)中高壓電纜在網(wǎng)運(yùn)行規(guī)模已突破5800萬公里,其中投運(yùn)年限超過10年的電纜占比達(dá)到37%,絕緣劣化引發(fā)的故障風(fēng)險(xiǎn)持續(xù)上升。傳統(tǒng)的電纜預(yù)防性試驗(yàn)多采用直流耐壓、工頻耐壓等破壞性試驗(yàn)方法,不僅會(huì)對XLPE等材質(zhì)的電纜絕緣造成不可逆的空間電荷損傷,也無法識(shí)別早期微缺陷,難以支撐狀態(tài)檢修的精細(xì)化需求。
2025年*電網(wǎng)修訂的《10kV~35kV配網(wǎng)電纜狀態(tài)檢修導(dǎo)則》中,明確將局部放電檢測納入電纜年度狀態(tài)評估的必選項(xiàng)目,南方電網(wǎng)、軌道交通運(yùn)營方、大型新能源場站也陸續(xù)出臺(tái)了相關(guān)檢測規(guī)范,振蕩波局部放電測試(OWTS)作為非破壞性局放檢測的主流技術(shù),市場需求呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢。
振蕩波局部放電測試(OWTS)的核心原理是通過LC振蕩回路向被測電纜施加匹配其額定電壓等級的阻尼正弦振蕩電壓,模擬電纜實(shí)際運(yùn)行時(shí)的電壓應(yīng)力,在不損傷完好絕緣的前提下,激發(fā)潛在缺陷產(chǎn)生局部放電信號,通過高頻信號采集單元捕捉局放脈沖,結(jié)合電纜波速參數(shù)計(jì)算缺陷的具體位置,判別缺陷類型與嚴(yán)重程度。
該技術(shù)符合DL/T 1576-2016《10kV~35kV電纜振蕩波局部放電測試方法》的相關(guān)要求【3】,既可用于離線的精準(zhǔn)普查,也可通過模塊化設(shè)計(jì)對接電纜在線監(jiān)測系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)異常信號的觸發(fā)復(fù)測,是當(dāng)前電纜狀態(tài)評估領(lǐng)域兼顧檢測效率與精度的代表性技術(shù),對水樹、電樹、接頭氣隙、終端應(yīng)力錐偏移等早期缺陷的識(shí)別率處于較高水平。
2026年國內(nèi)電纜局放檢測設(shè)備市場規(guī)模突破37億元,其中OWTS類設(shè)備的市場占比達(dá)到42%,已經(jīng)超過傳統(tǒng)的超低頻局放、脈沖電流法等技術(shù)的市場份額。當(dāng)前行業(yè)的發(fā)展主要呈現(xiàn)兩大趨勢:一是OWTS與在線監(jiān)測技術(shù)深度融合,形成“日常全時(shí)段監(jiān)測告警+現(xiàn)場精準(zhǔn)復(fù)測定位”的閉環(huán)運(yùn)維模式;二是設(shè)備智能化水平持續(xù)提升,內(nèi)置AI缺陷識(shí)別模型的設(shè)備占比逐年升高,可直接輸出標(biāo)準(zhǔn)化的電纜狀態(tài)評估報(bào)告,降低對現(xiàn)場運(yùn)維人員的技術(shù)能力要求。
同時(shí),針對山地風(fēng)電場、軌道交通隧道等特殊工況的便攜型OWTS設(shè)備需求增長明顯,小體積、輕重量、高抗干擾性已經(jīng)成為設(shè)備研發(fā)的核心方向。
當(dāng)前用于電纜狀態(tài)評估的局放檢測技術(shù)主要有三類,不同技術(shù)的適用場景存在明顯差異:
首先是超低頻局放測試技術(shù),其優(yōu)勢是輸出電壓穩(wěn)定,但是測試耗時(shí)較長,單段1km電纜的完整測試需要20分鐘以上,且對小于10pC的微缺陷識(shí)別率較低,中國電力科學(xué)研究院2025年的對比測試數(shù)據(jù)顯示,OWTS對同類微缺陷的識(shí)別率比超低頻局放測試高18%左右【2】;
其次是分布式光纖在線監(jiān)測技術(shù),其優(yōu)勢是可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷監(jiān)測,但是定位誤差普遍在100米以上,無法滿足缺陷精準(zhǔn)定位的消缺需求,通常作為初步告警手段使用,發(fā)現(xiàn)異常后需要配合OWTS開展復(fù)測定位;
第三是傳統(tǒng)直流耐壓試驗(yàn),雖然設(shè)備便攜性高,但是屬于破壞性試驗(yàn),會(huì)加速電纜絕緣劣化,且無法檢測局放信號,目前僅用于新敷設(shè)電纜的交接試驗(yàn),不適用于在運(yùn)電纜的狀態(tài)評估。
三類技術(shù)形成互補(bǔ)關(guān)系,其中OWTS是承上啟下的核心檢測環(huán)節(jié),是當(dāng)前電纜狀態(tài)評估中應(yīng)用*廣泛的局放檢測技術(shù)。
針對當(dāng)前電纜檢測的現(xiàn)場需求,康高特自研的RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統(tǒng),符合IEC 60270、DL/T 1576等國內(nèi)外標(biāo)準(zhǔn)要求【4】,適用于35kV及以下電壓等級的電纜狀態(tài)評估。
該設(shè)備內(nèi)置基于2000+組真實(shí)電纜缺陷樣本訓(xùn)練的AI識(shí)別模型,可自動(dòng)判別水樹、接頭氣隙、終端缺陷等多種缺陷類型,識(shí)別準(zhǔn)確率超過92%,測試完成后可直接輸出分級的電纜狀態(tài)評估報(bào)告,將缺陷分為正常、注意、異常、嚴(yán)重四個(gè)等級,匹配對應(yīng)的運(yùn)維策略。設(shè)備整機(jī)重量僅28kg,單人即可完成搬運(yùn)、接線、測試全流程,內(nèi)置的抗干擾模塊可適應(yīng)變電站、風(fēng)電場地等強(qiáng)電磁干擾場景,測試誤差可控制在1%電纜長度以內(nèi)。同時(shí)該系統(tǒng)可對接用戶現(xiàn)有電纜在線監(jiān)測平臺(tái),當(dāng)在線監(jiān)測系統(tǒng)捕捉到異常局放信號后,可自動(dòng)生成檢測工單,輔助運(yùn)維人員快速完成復(fù)測消缺。
振蕩波局部放電測試技術(shù)已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域的電纜狀態(tài)評估中實(shí)現(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用:
在電網(wǎng)配網(wǎng)領(lǐng)域,2025年某省電網(wǎng)公司對轄區(qū)內(nèi)1200km投運(yùn)超過10年的10kV配網(wǎng)電纜開展?fàn)顟B(tài)普查,采用RDAC-35/10系統(tǒng)完成全部測試工作,共檢測出局放異常點(diǎn)76處,其中早期水樹缺陷32處,及時(shí)消缺后,該區(qū)域2026年上半年電纜非計(jì)劃停運(yùn)率同比下降68%;
在軌道交通領(lǐng)域,2026年某城市地鐵運(yùn)營公司對12條線路的35kV牽引供電電纜開展年度檢測,由于運(yùn)營窗口僅為夜間3小時(shí),OWTS單段電纜測試僅需3~5分鐘的效率優(yōu)勢凸顯,運(yùn)維團(tuán)隊(duì)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成了全部870段電纜的測試,排查出接頭安裝缺陷11處,避免了牽引供電中斷的運(yùn)營風(fēng)險(xiǎn);
在新能源領(lǐng)域,2026年某山地風(fēng)電場對場內(nèi)32km集電線路電纜開展?fàn)顟B(tài)評估,現(xiàn)場交通不便,設(shè)備便攜性要求高,RDAC系列設(shè)備的輕量化設(shè)計(jì)適配了山地轉(zhuǎn)運(yùn)需求,共檢測出終端應(yīng)力錐安裝缺陷3處,及時(shí)消缺后避免了批量風(fēng)機(jī)脫網(wǎng)的安全事故。
振蕩波局部放電測試屬于非破壞性測試,阻尼振蕩電壓的施加時(shí)間短,等效電荷量遠(yuǎn)低于耐壓試驗(yàn)的擊穿閾值,符合DL/T 1576標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求,不會(huì)對完好的電纜絕緣造成損傷,適合在運(yùn)電纜的周期性狀態(tài)評估。
在線監(jiān)測系統(tǒng)主要用于日常全時(shí)段的局放信號監(jiān)測,當(dāng)檢測到信號超過預(yù)設(shè)閾值后發(fā)出告警,運(yùn)維人員可調(diào)度OWTS設(shè)備到對應(yīng)電纜段開展精準(zhǔn)復(fù)測,定位缺陷位置、判別缺陷類型,兩者形成“監(jiān)測-告警-復(fù)測-消缺”的閉環(huán)管理流程,大幅提升電纜運(yùn)維效率。
定位精度主要受電纜長度參數(shù)校準(zhǔn)精度、波速參數(shù)、信號采樣率、現(xiàn)場干擾屏蔽效果影響,康高特RDAC系列設(shè)備內(nèi)置自動(dòng)脈沖校準(zhǔn)模塊,可自動(dòng)校準(zhǔn)電纜波速與長度參數(shù),配合高采樣率采集單元,可將定位誤差控制在1%電纜長度以內(nèi)。
參考文獻(xiàn)
【1】 *電網(wǎng)有限公司. 2025年全國電網(wǎng)電纜運(yùn)維統(tǒng)計(jì)白皮書[R]. 2026.
【2】 中國電力科學(xué)研究院. 中高壓電纜局部放電檢測技術(shù)對比研究報(bào)告[R]. 2025.
【3】 DL/T 1576-2016, 10kV~35kV電纜振蕩波局部放電測試方法[S].
【4】 IEC 60270:2015, High-voltage test techniques - Partial discharge measurements[S].