根據中國電力科學研究院2025年發布的《配網電纜運維檢測設備采購白皮書》,2025年國內電纜局部放電檢測設備采購規模同比上漲47%,其中搭載特高頻局放檢測、超聲波局放檢測技術的設備占總采購量的68%以上。作為電纜局放檢測領域應用廣泛的兩類技術,不少運維單位在選型時經常對二者的適用場景、檢測精度存在混淆,厘清兩類技術的局放測試原理與優劣勢,是提升電纜絕緣故障預警效率的核心前提。
電纜在長期運行過程中,絕緣層內部的氣泡、雜質、界面半導電層缺陷會在電場作用下發生局部擊穿,這種未貫通整個絕緣的放電現象*是局部放電,也是電纜絕緣老化的核心先兆信號,及時開展電纜局部放電檢測,可將電纜非計劃停運風險降低70%以上【1】。
特高頻局放檢測的核心原理是捕捉局部放電發生時輻射的300MHz~3GHz頻段電磁波信號,由于該頻段遠高于工頻電磁干擾的頻率范圍,因此可通過濾波手段有效屏蔽現場的工頻、載波干擾。特高頻信號在電纜本體中可通過波導結構傳輸,傳播距離*長可達200m,適合長距離電纜的全局缺陷普查。根據國網江蘇省電力有限公司2025年配網電纜檢測試點數據,特高頻法對10kV電纜中間接頭內部氣隙放電的檢出率可達92%,對絕緣層內部的隱含缺陷靈敏度較高【2】。
超聲波局放檢測的原理是捕捉局部放電能量釋放過程中產生的20kHz~200kHz頻段聲波信號,局放發生時局部區域的瞬時能量釋放會激發介質振動,通過壓電傳感器可將振動信號轉換為電信號進行分析。由于聲波信號的傳播衰減速率快,且不同介質的傳播特性差異大,因此超聲波法更適合局部區域的缺陷定位。南網廣東省電力科學研究院2025年的實驗室測試數據顯示,超聲波法對電纜終端沿面放電的定位誤差可控制在15cm以內,對裸露部位的表面放電、懸浮電位放電靈敏度較高【3】。
特高頻局放檢測的核心優勢在于抗電磁干擾能力強、檢測距離遠,適合長距離埋地電纜、電纜廊道內的大范圍普查,無需接觸帶電部位即可完成檢測,在防爆、高電壓等特殊場景下的安全性更高。其劣勢在于無法實現精準的缺陷定位,對沿面放電、懸浮放電的靈敏度相對較低,且檢測效果容易受電纜金屬屏蔽層結構的影響,鎧裝層包裹嚴密的電纜會大幅衰減特高頻信號,降低檢出率。
超聲波局放檢測的核心優勢在于定位精度高,可直觀對應缺陷的具體位置,對表面放電、懸浮電位放電的靈敏度更高,且可通過信號幅值大致判斷放電的嚴重程度,適合異常點位的復核與定位。其劣勢在于檢測范圍小,單個檢測點的覆蓋半徑僅為3~5m,不適合大范圍普查,且容易受現場的機械振動、氣流擾動等干擾,在風機、水泵等振動源較多的場景下誤報率較高。
針對110kV及以上主網電纜的定期巡檢,建議采用兩類技術搭配的檢測方案,先通過特高頻局放檢測完成全線普查,標記異常信號區段,再通過超聲波法對異常區段的接頭、終端進行逐一排查,確定缺陷的具體位置與嚴重程度,2025年國網浙江省電力有限公司在特高壓換流站電纜運維中采用該組合方案,電纜缺陷預警準確率較單一技術提升38%。
針對光伏、風電等新能源場站的箱變內電纜檢測,由于現場存在大量逆變器、風機產生的振動干擾,建議優先選擇特高頻局放檢測作為主要手段,可有效規避振動信號的干擾,對箱變內隱藏的電纜接頭缺陷實現高效檢出。
針對軌道交通地下電纜廊道、市政管廊內的電纜檢測,由于環境潮濕、沿面放電缺陷占比較高,建議采用兩類技術同步檢測的方案,既可以通過特高頻實現長距離區段的缺陷篩查,也可以通過超聲波定位終端、接頭部位的沿面放電缺陷。
針對石化、煤礦等防爆場景的電纜檢測,建議優先采用非接觸式的特高頻局放檢測設備,無需接觸帶電部位即可完成檢測,符合防爆區域的作業安全要求。
康高特自研的金吒/哪吒手持式多功能局放測試儀,集成了特高頻、超聲波、暫態地電壓三類檢測通道,可一鍵切換檢測模式,同時支持兩類信號的同步采集與分析,滿足不同場景下的電纜局部放電檢測需求,設備內置的AI缺陷識別模型可自動區分干擾信號與真實放電信號,現場檢測的準確率較常規設備提升25%以上。針對停電狀態下的電纜交接試驗、預防性試驗需求,康高特RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統兼容特高頻耦合單元,可實現10kV~35kV電壓等級電纜的全段局放檢測與缺陷定位,符合DL/T 1576-2016《10kV~35kV電纜振蕩波局部放電測試方法》的要求。
參考文獻
【1】 IEC 60270:2022, High-voltage test techniques - Partial discharge measurements[S]
【2】 中國電力科學研究院. 2025年配網電纜運維檢測設備采購白皮書[R]. 北京: 中國電力科學研究院, 2025
【3】 國網江蘇省電力有限公司. 10kV配網電纜局放檢測技術試點應用報告[R]. 南京: 國網江蘇省電力有限公司, 2025