局部放電為何是電纜絕緣老化的核心先兆信號(hào)?據(jù)2025年中國(guó)電力科學(xué)研究院發(fā)布的《城市配網(wǎng)電纜運(yùn)行狀態(tài)白皮書(shū)》統(tǒng)計(jì),國(guó)內(nèi)10kV及以上交聯(lián)聚乙烯電纜運(yùn)行年限超過(guò)10年的占比達(dá)42%,絕緣劣化引發(fā)的停電故障占電纜總故障的78%【1】。傳統(tǒng)的工頻耐壓試驗(yàn)屬于破壞性檢測(cè),易對(duì)完好絕緣造成累積損傷,無(wú)法實(shí)現(xiàn)缺陷的精準(zhǔn)定位,已經(jīng)難以適配當(dāng)前精益化運(yùn)維的需求。在此背景下,振蕩波局部放電測(cè)試(OWTS)作為非破壞性的電纜局放測(cè)試技術(shù),逐漸成為電纜狀態(tài)評(píng)估的核心技術(shù)手段。
隨著國(guó)內(nèi)新能源并網(wǎng)、城市配網(wǎng)改造進(jìn)程加快,2026年國(guó)內(nèi)10kV及以上電纜運(yùn)行總規(guī)模突破600萬(wàn)公里,電纜運(yùn)維壓力持續(xù)攀升。當(dāng)前國(guó)網(wǎng)、南網(wǎng)已全面推行狀態(tài)檢修模式替代傳統(tǒng)計(jì)劃?rùn)z修,電纜狀態(tài)評(píng)估作為狀態(tài)檢修的核心依據(jù),對(duì)檢測(cè)技術(shù)的無(wú)損性、精準(zhǔn)性、高效性提出了更高要求。傳統(tǒng)檢測(cè)手段存在諸多痛點(diǎn):工頻耐壓試驗(yàn)僅能判定絕緣是否擊穿,無(wú)法定位缺陷且易損傷絕緣;帶電局放測(cè)試受現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾影響大,準(zhǔn)確率偏低;超低頻局放測(cè)試作業(yè)時(shí)間長(zhǎng),批量檢測(cè)效率較低。在此背景下,振蕩波局部放電測(cè)試(OWTS)的市場(chǎng)需求持續(xù)釋放,成為電纜局放測(cè)試領(lǐng)域的主流技術(shù)選擇。
OWTS的核心原理是利用電纜自身電容與高壓電抗器組成振蕩回路,產(chǎn)生阻尼正弦振蕩電壓,電壓頻率通常控制在10Hz~300Hz區(qū)間,與工頻電壓下的局放激發(fā)特性高度匹配,符合IEC 60270標(biāo)準(zhǔn)對(duì)電纜局放測(cè)試的技術(shù)要求【2】。測(cè)試過(guò)程中,電纜絕緣內(nèi)部的氣隙、半導(dǎo)電層突起、受潮、安裝工藝缺陷等問(wèn)題會(huì)在振蕩電壓激發(fā)下產(chǎn)生局部放電信號(hào),設(shè)備通過(guò)采集信號(hào)的傳播時(shí)延,結(jié)合行波在交聯(lián)聚乙烯電纜中的傳播速度計(jì)算缺陷的具體位置,定位精度可達(dá)電纜長(zhǎng)度的0.5%以內(nèi),無(wú)需破壞電纜結(jié)構(gòu)即可完成全線路的絕緣狀態(tài)排查,為電纜狀態(tài)評(píng)估提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支撐。
2025年南方電網(wǎng)修訂發(fā)布的《配網(wǎng)電纜狀態(tài)評(píng)估導(dǎo)則》,已將振蕩波局部放電測(cè)試結(jié)果列為電纜狀態(tài)分級(jí)的核心判定依據(jù),明確運(yùn)行年限超過(guò)8年的電纜每3年需開(kāi)展至少1次OWTS檢測(cè)。2026年上半年國(guó)內(nèi)電網(wǎng)側(cè)OWTS檢測(cè)項(xiàng)目同比增長(zhǎng)63%,除電網(wǎng)領(lǐng)域外,光伏、風(fēng)電、軌道交通、石化等行業(yè)也逐步將OWTS納入電纜定期運(yùn)維流程,市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)擴(kuò)容。
從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,OWTS設(shè)備正朝著便攜化、智能化、數(shù)字化方向發(fā)展:一是設(shè)備體積重量持續(xù)降低,適配現(xiàn)場(chǎng)復(fù)雜作業(yè)環(huán)境;二是集成AI算法自動(dòng)識(shí)別局放信號(hào)類型,降低對(duì)運(yùn)維人員的門(mén)檻;三是支持與企業(yè)級(jí)運(yùn)維管理平臺(tái)對(duì)接,實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的自動(dòng)歸檔、趨勢(shì)分析和風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警,助力用戶實(shí)現(xiàn)全生命周期的電纜狀態(tài)管理。
當(dāng)前市場(chǎng)上主流的電纜局放測(cè)試技術(shù)各有適用場(chǎng)景,與振蕩波局部放電測(cè)試(OWTS)的對(duì)比如下:
工頻耐壓試驗(yàn)屬于破壞性檢測(cè),僅能判定電纜絕緣是否擊穿,無(wú)法定位具體缺陷位置,且試驗(yàn)過(guò)程中會(huì)對(duì)完好絕緣造成累積損傷,適合新電纜的交接驗(yàn)收,不適合在運(yùn)電纜的定期狀態(tài)檢測(cè)。
超低頻局放測(cè)試同樣屬于離線非破壞性檢測(cè),但測(cè)試過(guò)程需要持續(xù)加壓15分鐘以上,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率較低,且對(duì)電壓等級(jí)適配性有限,僅適合小范圍的專項(xiàng)檢測(cè)。
高頻電流(HFCT)帶電局放測(cè)試無(wú)需停電即可開(kāi)展檢測(cè),但現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾復(fù)雜,信號(hào)識(shí)別準(zhǔn)確率偏低,僅適合作為初步篩查手段,無(wú)法作為電纜狀態(tài)評(píng)估的*終判定依據(jù)。
OWTS兼具非破壞性、檢測(cè)效率高、準(zhǔn)確率高、定位精準(zhǔn)的優(yōu)勢(shì),單次測(cè)試僅需3~5分鐘,現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)效率較高,適合批量在運(yùn)電纜的狀態(tài)排查,可直接作為電纜狀態(tài)分級(jí)的核心依據(jù)。
針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)的實(shí)際需求,康高特自研RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測(cè)試系統(tǒng),符合DL/T 1576標(biāo)準(zhǔn)要求【3】,整機(jī)重量?jī)H28kg,單人即可完成搬運(yùn)和接線操作,適配山地、隧道、狹窄管廊等復(fù)雜作業(yè)場(chǎng)景。設(shè)備測(cè)試過(guò)程全自動(dòng)運(yùn)行,一鍵啟動(dòng)后*快10分鐘即可完成單條3km長(zhǎng)度電纜的檢測(cè)和報(bào)告輸出,局放檢測(cè)靈敏度可達(dá)5pC,定位精度達(dá)0.3%,內(nèi)置AI干擾抑制算法,可自動(dòng)過(guò)濾現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾,識(shí)別局放信號(hào)類型,還支持檢測(cè)數(shù)據(jù)云端同步,對(duì)接用戶的電纜狀態(tài)評(píng)估管理系統(tǒng),助力用戶實(shí)現(xiàn)數(shù)字化運(yùn)維。
振蕩波局部放電測(cè)試(OWTS)目前已在多個(gè)行業(yè)的電纜狀態(tài)評(píng)估場(chǎng)景中得到廣泛應(yīng)用:
電網(wǎng)配網(wǎng)運(yùn)維場(chǎng)景:2026年3月某省會(huì)城市供電公司運(yùn)維中心,對(duì)所轄12條總長(zhǎng)度37km的10kV在運(yùn)電纜開(kāi)展振蕩波局部放電測(cè)試,采用康高特RDAC-35/10系統(tǒng)共檢測(cè)出7處局放缺陷,其中4處為中間接頭氣隙缺陷,3處為終端絕緣劣化缺陷,后續(xù)開(kāi)挖驗(yàn)證準(zhǔn)確率達(dá)*,提前消缺后避免了后續(xù)3次預(yù)計(jì)的大面積停電故障,減少直接經(jīng)濟(jì)損失超200萬(wàn)元。
海上風(fēng)電場(chǎng)景:2026年5月某沿海300MW海上風(fēng)電場(chǎng),對(duì)21條總長(zhǎng)度82km的35kV集電線路電纜開(kāi)展OWTS檢測(cè),排查出2處中間接頭受潮缺陷,及時(shí)更換接頭后,避免了因電纜擊穿導(dǎo)致的風(fēng)場(chǎng)停運(yùn)損失,保障了發(fā)電收益穩(wěn)定。
軌道交通場(chǎng)景:2026年7月某一線城市地鐵運(yùn)營(yíng)公司,對(duì)4條線路共12段區(qū)間供電電纜開(kāi)展電纜狀態(tài)評(píng)估,通過(guò)振蕩波局部放電測(cè)試排查出3處終端安裝工藝缺陷導(dǎo)致的局放信號(hào),提前消缺后保障了地鐵線路的運(yùn)營(yíng)安全,降低了運(yùn)營(yíng)風(fēng)險(xiǎn)。
不會(huì)。振蕩波局部放電測(cè)試施加的振蕩電壓符合標(biāo)準(zhǔn)要求的1.7倍額定電壓以下,單次測(cè)試的振蕩次數(shù)不超過(guò)100次,對(duì)完好絕緣造成的累積損傷僅為工頻耐壓試驗(yàn)的1%以下,屬于非破壞性檢測(cè),適合在運(yùn)電纜的定期檢測(cè)。
在規(guī)范操作的前提下,對(duì)于100pC以上的可感知局放缺陷,檢測(cè)準(zhǔn)確率可達(dá)95%以上,該數(shù)據(jù)已通過(guò)中國(guó)電力科學(xué)研究院2025年的實(shí)驗(yàn)室對(duì)比測(cè)試驗(yàn)證。
適合10kV、35kV電壓等級(jí)交聯(lián)聚乙烯電纜的交接驗(yàn)收、預(yù)防性試驗(yàn)、故障后排查、定期狀態(tài)評(píng)估等場(chǎng)景,部分特殊型號(hào)設(shè)備可擴(kuò)展適配110kV電壓等級(jí)電纜的檢測(cè)。
參考文獻(xiàn)
【1】 中國(guó)電力科學(xué)研究院. 2025年城市配網(wǎng)電纜運(yùn)行狀態(tài)白皮書(shū)[R]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2025.
【2】 IEC 60270:2022, 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 局部放電測(cè)量[S]. 日內(nèi)瓦: 國(guó)際電工委員會(huì), 2022.
【3】 DL/T 1576-2016, 10kV~35kV交聯(lián)聚乙烯電纜振蕩波局部放電測(cè)試導(dǎo)則[S]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 2016.