回望過去十五年，交聯(lián)聚乙烯電纜檢測技術(shù)經(jīng)歷了從傳統(tǒng)直流耐壓、超低頻耐壓到振蕩波局放測試（OWTS）的迭代升級，每一次技術(shù)突破都直接推動中高壓配網(wǎng)供電可靠性的提升。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會《2025年全國電力可靠性分析報告》統(tǒng)計，2024年國內(nèi)10kV及以上交聯(lián)聚乙烯電纜故障事件共1276起，其中82%由絕緣內(nèi)部潛伏性局部放電缺陷發(fā)展引發(fā)，而傳統(tǒng)預防性試驗手段對該類早期缺陷的檢出率僅為37%，無法滿足配網(wǎng)狀態(tài)檢修的實際需求。OWTS作為非破壞性局部放電檢測的核心技術(shù)之一，憑借其檢測靈敏度高、定位準確、現(xiàn)場適用性強的特點，已經(jīng)成為當前交聯(lián)聚乙烯電纜狀態(tài)評估的主流手段。

一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程

交聯(lián)聚乙烯電纜憑借絕緣性能優(yōu)異、傳輸容量大、敷設維護簡便的優(yōu)勢，已成為國內(nèi)中高壓輸配電網(wǎng)絡的核心線路載體。據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會統(tǒng)計，2025年國內(nèi)10kV~110kV交聯(lián)聚乙烯電纜在運規(guī)模已突破580萬km，占中高壓輸配電線路總長度的62%【1】。隨著在運電纜運行年限的增長，早期敷設的電纜逐步進入故障高發(fā)期，2024年國內(nèi)35kV及以上交聯(lián)聚乙烯電纜的年故障率達到0.062次/百公里，較2020年上升18%，電纜檢測的需求規(guī)模持續(xù)擴大。

傳統(tǒng)交聯(lián)聚乙烯電纜檢測手段存在明顯短板：直流耐壓試驗會在交聯(lián)聚乙烯絕緣介質(zhì)中積累空間電荷，試驗后殘余電荷會加速絕緣劣化，甚至引發(fā)電纜投運后短時間內(nèi)擊穿；超低頻耐壓試驗僅能檢出已發(fā)展至臨界擊穿狀態(tài)的缺陷，對早期局部放電缺陷的靈敏度不足30%；離線高頻局放測試抗干擾能力弱，現(xiàn)場復雜電磁環(huán)境下誤判率超過40%，無法為運維決策提供可靠支撐。

OWTS技術(shù)的發(fā)展與應用直接彌補了傳統(tǒng)檢測手段的短板。上世紀90年代歐洲電力研究機構(gòu)首先提出阻尼振蕩波局放測試的技術(shù)構(gòu)想，2000年左右首臺商用OWTS設備在德國投入使用；2008年國內(nèi)*引入OWTS設備用于10kV交聯(lián)聚乙烯電纜的狀態(tài)檢測，2015年隨著*電網(wǎng)、南方電網(wǎng)狀態(tài)檢修體系的全面落地，振蕩波局放測試逐步被納入電纜預防性試驗的推薦技術(shù)目錄；2025年國內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)OWTS設備保有量已超過1700臺，年檢測電纜長度突破28萬km，檢測缺陷的平均消缺率達到89%，直接推動10kV電纜故障停運率下降17%【2】。

二、核心原理深度解析

OWTS的核心技術(shù)原理基于RLC串聯(lián)諧振理論與局部放電行波定位理論，可分為振蕩電壓產(chǎn)生、局放信號采集、缺陷分析定位三個核心環(huán)節(jié)，整個測試過程不會對電纜絕緣造成不可逆損傷，屬于非破壞性檢測技術(shù)范疇。

首先是振蕩電壓產(chǎn)生機制。OWTS測試回路由高壓直流充電單元、高壓電子開關(guān)、阻尼電抗、被測電纜、局部放電采集單元五個核心模塊組成，工作流程分為三個階段：第一階段為直流充電階段，高壓直流源對被測電纜的等效電容充電，直至達到預設試驗電壓（通常為1.7U0~2.5U0，U0為電纜額定相電壓）；第二階段為振蕩電壓激發(fā)階段，充電完成后閉合高壓電子開關(guān)，被測電纜的等效電容與外接阻尼電抗形成RLC串聯(lián)諧振回路，產(chǎn)生頻率范圍在20Hz~300Hz的阻尼正弦振蕩電壓，振蕩衰減時間滿足至少10個完整周期的要求，符合IEC 60060-3:2018的波形參數(shù)標準；第三階段為局放信號采集階段，振蕩電壓施加過程中，絕緣內(nèi)部的潛伏缺陷在交變電壓作用下激發(fā)局部放電，通過耦合電容或羅哥夫斯基線圈采集放電產(chǎn)生的脈沖電流信號，同時同步采集振蕩電壓的相位信號，為后續(xù)缺陷分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

其次是缺陷定位原理。OWTS采用行波時差法實現(xiàn)缺陷的精準定位：局部放電產(chǎn)生的脈沖信號會以近似恒定的速度向電纜兩端傳播，其中一路脈沖直接傳輸?shù)綔y試端的采集單元，另一路脈沖傳輸?shù)诫娎|末端后發(fā)生反射，再次傳輸?shù)綔y試端被采集單元接收。兩次脈沖信號的時間差Δt與脈沖在交聯(lián)聚乙烯絕緣中的傳播速度v的乘積，即為缺陷位置到測試端距離的2倍，計算公式為L=v×Δt/2。其中交聯(lián)聚乙烯電纜中局部放電脈沖的傳播速度由絕緣材料的介電常數(shù)決定，通常為1.7×10^8 m/s~1.9×10^8 m/s，對于長度1km~5km的交聯(lián)聚乙烯電纜，定位誤差不超過電纜總長度的0.5%，*高定位精度可達0.3m。

*后是缺陷定性與定量評估原理。不同類型絕緣缺陷的局部放電信號具備明顯的特征差異，OWTS系統(tǒng)通過提取放電量、放電相位分布、放電重復率三個核心參數(shù)，結(jié)合標準缺陷特征庫實現(xiàn)缺陷的定性判斷：氣隙缺陷的局放起始電壓較低，放電量通常在100pC~1000pC，放電相位集中在電壓正負半周的上升沿，屬于中等風險缺陷；半導體屏蔽層劃傷缺陷的放電量通常在50pC~500pC，放電相位集中在電壓峰值附近，屬于高風險缺陷；沿面放電缺陷的放電量通常大于2000pC，相位分布覆蓋整個正負半周，屬于極高風險缺陷，需要立即安排消缺。目前主流的OWTS系統(tǒng)均內(nèi)置符合DL/T 1815-2018標準的缺陷分類規(guī)則，可自動給出缺陷的風險等級與處置建議。

三、技術(shù)優(yōu)勢與局限性

OWTS作為當前交聯(lián)聚乙烯電纜檢測的主流技術(shù)，其技術(shù)優(yōu)勢與應用局限性均較為明顯，行業(yè)應用中需結(jié)合實際場景選擇合適的檢測方案。

從技術(shù)優(yōu)勢來看，OWTS具備四個核心特點：一是非破壞性，振蕩電壓的總作用時間不超過2s，施加的總能量僅為傳統(tǒng)工頻耐壓試驗的1/1000左右，不會對電纜絕緣造成不可逆損傷，也不會像直流耐壓試驗那樣在絕緣中積累空間電荷，試驗完成后電纜可直接投入運行；二是缺陷檢出靈敏度高，根據(jù)中國電力科學研究院2024年的驗證試驗結(jié)果，OWTS對直徑大于0.1mm的氣隙缺陷、深度大于0.5mm的半導體屏蔽層缺陷的檢出率可達92%以上，遠高于超低頻耐壓試驗的37%【3】；三是現(xiàn)場適用性強，主流10kV電壓等級的OWTS設備重量僅為傳統(tǒng)工頻耐壓試驗裝置的1/5，接線流程簡便，單段3km長度的10kV交聯(lián)聚乙烯電纜測試時間不超過40分鐘，檢測效率較超低頻局放測試提升60%；四是定位精度高，對于長度1km~5km的交聯(lián)聚乙烯電纜，OWTS的缺陷定位誤差普遍小于1m，可直接指導運維人員開挖檢修，避免不必要的線路開挖成本。

從應用局限性來看，OWTS存在四個明確的適用邊界：一是僅適用于停電檢測，OWTS測試需要將被測電纜退出運行，無法實現(xiàn)帶電狀態(tài)下的實時狀態(tài)監(jiān)測，不適用于無法安排停電計劃的核心保電線路；二是超長電纜測試性能下降，當被測電纜長度超過15km時，振蕩電壓的衰減速度過快，無法滿足10個完整振蕩周期的標準要求，局放信號的信噪比會下降30%以上，檢測準確率降低至75%以下；三是多中間接頭電纜測試易出現(xiàn)誤判，當被測電纜包含3個及以上中間接頭時，不同接頭的反射信號會產(chǎn)生疊加，容易導致缺陷誤判，誤判率*高可達25%，需要結(jié)合其他檢測手段進行交叉驗證；四是無法評估均勻性絕緣劣化，OWTS僅能檢出局部集中缺陷，對于交聯(lián)聚乙烯電纜的整體水樹老化、熱老化等均勻性劣化，無法給出定量評估結(jié)果，需要結(jié)合超低頻介損測試等手段完成整體狀態(tài)評估。

四、技術(shù)標準與規(guī)范要求

目前國內(nèi)針對OWTS的技術(shù)標準體系已基本完善，覆蓋設備生產(chǎn)、現(xiàn)場測試、缺陷判定全流程，為技術(shù)的規(guī)模化應用提供了規(guī)范依據(jù)。

國際標準層面，IEC 60270:2015《高壓試驗技術(shù) 局部放電測量》規(guī)定了振蕩波電壓下局部放電測量的校準方法、放電量計量要求，明確局放校準的不確定度應不大于±10%；IEC 60060-3:2018《高壓試驗技術(shù) 第3部分：現(xiàn)場試驗的定義和要求》明確了阻尼振蕩波電壓的波形參數(shù)要求，振蕩頻率范圍應為10Hz~500Hz，衰減系數(shù)應滿足至少10個周期的振蕩要求，電壓波形的畸變率應不超過5%。

國內(nèi)行業(yè)標準層面，DL/T 846.6-2018《高電壓測試設備通用技術(shù)條件 第6部分：振蕩波局部放電測試儀》規(guī)定了OWTS設備的技術(shù)參數(shù)、試驗方法、檢驗規(guī)則，要求10kV電壓等級設備的*小可檢測放電量不大于10pC，35kV等級設備不大于20pC，110kV等級設備不大于50pC，設備的環(huán)境適應溫度范圍為-10℃~40℃；DL/T 1815-2018《交聯(lián)聚乙烯電力電纜振蕩波局部放電測試導則》明確了測試的適用范圍、試驗流程、缺陷判定規(guī)則，規(guī)定10kV交聯(lián)聚乙烯電纜的試驗電壓為1.7U0，35kV為1.6U0，110kV為1.5U0，當測試過程中出現(xiàn)大于500pC的持續(xù)局部放電信號時，應判定為存在嚴重缺陷，需要進行停電檢修；DL/T 596-2021《電力設備預防性試驗規(guī)程》將振蕩波局放測試列為10kV~110kV交聯(lián)聚乙烯電纜預防性試驗的可選項目，對于投運超過10年、運行環(huán)境惡劣、經(jīng)歷過短路故障的電纜，推薦優(yōu)先采用OWTS進行檢測。

電網(wǎng)企業(yè)標準層面，*電網(wǎng)Q/GDW 11354-2014《電力電纜振蕩波局部放電測試技術(shù)規(guī)范》細化了現(xiàn)場測試的抗干擾措施、數(shù)據(jù)判定規(guī)則，明確現(xiàn)場測試前應拆除電纜兩端的避雷器、電壓互感器等附屬設備，避免信號干擾；南方電網(wǎng)Q/CSG 1205018-2019《電力設備預防性試驗規(guī)程》將OWTS列為10kV~35kV交聯(lián)聚乙烯電纜交接試驗的推薦項目，要求新建電纜投運前應優(yōu)先開展振蕩波局放測試。

五、應用場景與選型建議

OWTS的應用場景已覆蓋交聯(lián)聚乙烯電纜全生命周期的狀態(tài)評估，設備選型需結(jié)合測試需求、應用場景明確核心參數(shù)要求。

在應用場景方面，OWTS主要適用于四類場景：一是新建電纜交接試驗，10kV~110kV交聯(lián)聚乙烯電纜敷設完成后，在投運前采用OWTS進行檢測，排查敷設過程中造成的機械損傷、終端接頭安裝缺陷，2025年國網(wǎng)系統(tǒng)新建10kV電纜交接試驗中OWTS的覆蓋率已達到78%；二是在運電纜預防性試驗，對于投運滿5年的35kV及以上電纜、投運滿8年的10kV電纜，每3~5年開展一次振蕩波局放測試，排查潛伏性絕緣缺陷，2024年國網(wǎng)系統(tǒng)通過OWTS檢測發(fā)現(xiàn)的嚴重缺陷共2176處，消缺后避免停電損失超過12億元；三是故障后電纜評估，電纜發(fā)生短路、接地故障后，對故障段相鄰的電纜段進行OWTS測試，排查是否存在未擊穿的關(guān)聯(lián)缺陷，避免故障重復發(fā)生；四是老舊電纜壽命評估，結(jié)合超低頻介損測試結(jié)果，采用OWTS檢測集中缺陷，為老舊電纜的更換、改造提供數(shù)據(jù)支撐，降低不必要的改造投資。

在選型建議方面，需重點關(guān)注四個核心參數(shù)：一是電壓等級匹配，根據(jù)被測電纜的*高電壓等級選擇設備，10kV及以下電纜可選額定輸出電壓35kV的設備，35kV電纜需選擇額定輸出電壓90kV的設備，110kV電纜需選擇額定輸出電壓220kV的設備；二是*小可檢測放電量，應滿足DL/T 846.6-2018的要求，10kV等級設備*小可檢測放電量≤10pC，35kV等級≤20pC，110kV等級≤50pC；三是振蕩頻率調(diào)節(jié)范圍，應覆蓋20Hz~300Hz，可根據(jù)被測電纜的電容自動調(diào)節(jié)諧振頻率，保證振蕩波形符合標準要求；四是配套分析軟件，應具備缺陷自動識別、定位計算、報告自動生成功能，內(nèi)置符合DL/T 1815-2018的缺陷判定規(guī)則，可自動給出缺陷等級建議。例如康高特自研的RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統(tǒng)，額定輸出電壓35kV，*小可檢測放電量≤5pC，適配0.1μF~10μF的被測電纜電容，覆蓋長度100m~15km的10kV交聯(lián)聚乙烯電纜測試需求，內(nèi)置AI輔助缺陷識別模型，對典型缺陷的識別準確率可達90%以上，適用于配網(wǎng)電纜的批量檢測需求。

六、技術(shù)發(fā)展趨勢與展望

隨著配網(wǎng)狀態(tài)檢修體系的不斷完善，OWTS技術(shù)正朝著便攜化、智能化、多技術(shù)融合的方向發(fā)展，未來應用邊界將進一步拓展。

一是便攜式、一體化設備開發(fā)，目前主流的10kV OWTS設備重量普遍在80kg以上，未來隨著高壓碳化硅半導體器件的升級，設備重量有望降低至30kg以內(nèi)，實現(xiàn)單人可搬運，進一步提升復雜現(xiàn)場環(huán)境下的檢測效率，適配城市地下管廊、山區(qū)線路等交通不便場景的檢測需求。

二是與帶電檢測技術(shù)的融合，將OWTS的離線檢測結(jié)果與高頻局放、接地電流監(jiān)測等帶電檢測數(shù)據(jù)打通，建立電纜絕緣狀態(tài)的多源數(shù)據(jù)評估模型，提升缺陷判定的準確率，將多中間接頭電纜的缺陷誤判率降低至10%以下，為電纜全生命周期狀態(tài)管理提供完整的數(shù)據(jù)支撐。

三是AI缺陷識別模型的優(yōu)化，基于大樣本的現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，訓練針對不同電壓等級、不同運行年限、不同敷設場景電纜的缺陷識別模型，實現(xiàn)對水樹老化、熱老化等均勻性劣化的間接評估，拓展OWTS的應用范圍，逐步替代部分傳統(tǒng)的絕緣老化檢測手段。

四是高壓電纜測試標準的完善，未來2~3年，國內(nèi)將出臺針對110kV及以上高壓交聯(lián)聚乙烯電纜的OWTS測試標準，進一步規(guī)范高壓電纜的振蕩波局放測試流程，統(tǒng)一缺陷判定閾值，提升不同廠家設備測試結(jié)果的可比性，推動OWTS技術(shù)在高壓電纜檢測領(lǐng)域的規(guī)模化應用。

參考文獻

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【2】 *電網(wǎng)有限公司設備管理部. 2025年配網(wǎng)狀態(tài)檢測技術(shù)應用白皮書[R]. 北京: *電網(wǎng)有限公司, 2025.

【3】 中國電力科學研究院. 2024年振蕩波局部放電測試技術(shù)檢測準確率驗證報告[R]. 北京: 中國電力科學研究院, 2024.

【4】 DL/T 846.6-2018, 高電壓測試設備通用技術(shù)條件 第6部分：振蕩波局部放電測試儀[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【5】 DL/T 1815-2018, 交聯(lián)聚乙烯電力電纜振蕩波局部放電測試導則[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【6】 IEC 60060-3:2018, High-voltage test techniques - Part 3: Definitions and requirements for on-site tests[S]. Geneva: International Electrotechnical Commission, 2018.