高压电缆终端头局部放电检测技术在电气检修中的应用研究

引言

随着电网电压等级的提升与负荷密度的持续增长，电力设备绝缘安全面临更高挑战。高压电缆终端头因其结构复杂、电场分布不均，极易成为局部放电集中发生的区域。局部放电引起的绝缘退化已成为电气设备故障的重要诱因。采用高精度、多手段的局部放电检测技术，并将其嵌入预防性检修体系，能够实现对缺陷的早期识别和定位。结合数据分析与反馈机制，构建闭环管理模式，有助于推动电气检修从传统计划性向智能化、精准化转型，为构建新型电力系统提供技术支撑。

一、高压电缆终端头局部放电检测技术的理论基础与技术特点

当电缆终端头存在微小结构缺陷时，在工频电压作用下局部电场强度增强，超过介质击穿阈值即发生微放电，释放高能粒子、臭氧与热量，逐步破坏绝缘材料，最终可能引发击穿故障。高压电缆终端头常见缺陷包括内部气隙、绝缘层接触不良、屏蔽层不均、电场应力锥安装偏差等，所引发的局部放电表现为高频脉冲、周期性或间歇性信号，具体形式因缺陷类型而异，如电晕、空隙及表面放电等[1]。检测技术主要分为电气法、电磁波法和声学法，高频检测适用于接地系统放电电流采集，超高频检测具备较强的抗干扰性与定位功能，超声波检测则适用于高干扰环境中对局部机械振动的感知。不同检测手段各具优势，需根据缺陷特征与现场环境进行合理选型，以实现局部放电的高效识别与精准定位。

二、局部放电检测技术在电气检修流程中的集成与实施路径

（一）局部放电检测在预防性检修中的作用机制

通过对高压电缆终端头运行期间局部放电信号的连续监测，可以实现对绝缘老化和结构缺陷的早期识别。当检测到特征放电参数如放电幅值、重复频率或相位分布呈现异常趋势时，往往意味着绝缘系统正处于劣化初期，此时通过干预检修能够有效避免故障扩展至击穿级别。局部放电检测不依赖于突发故障信号，而是基于长时间积累的微弱放电数据进行趋势判断，为电缆终端头提供科学的状态评估依据，延长运行寿命并降低突发停电风险。此机制使得预防性检修从以时间为主的计划式检修转向以状态为核心的精准运维模式，显著提升了检修的针对性和经济性。

（二）现场检测流程的关键环节与技术实施要求

首先是传感器布设环节，高频和超高频传感器必须安装在电缆终端头的合理位置，确保能够覆盖可能存在放电源的区域，同时要考虑避开强干扰源区域以提升信噪比。其次是信号采集阶段，应使用高灵敏度数据采集装置，并保持对局部放电信号波形、频率、幅值等特征的高精度记录。随后进入信号处理环节，需利用滤波、去噪与模式识别算法对采集数据进行深度清洗与分析，以剔除非局放干扰信号。最后，检测报告的生成应包含关键参数统计、趋势对比与可能缺陷类型推断，为运维人员提供明确的诊断结论。技术实施过程中还必须保障检测系统与变电站设备的电气隔离性与运行安全，避免对电缆运行造成干扰。

（三）检测结果在检修决策中的反馈与闭环管理

局部放电检测结果是形成科学检修决策的依据，其反馈机制应纳入整个电力检修闭环管理体系。检测所得的数据不仅需用于判断设备当前运行状态，更应与设备历史运行记录、环境参数及检修档案进行关联分析，提升缺陷识别的准确性。一旦发现异常信号，应立即将分析结果反馈至检修调度系统，并生成检修建议，如是否需要现场复测、计划停电、解体检查或更换部件等 。反馈环节之后，若执行检修措施，还需在修复后再次进行局部放电复测，确认缺陷已彻底排除。此类正向验证不仅是检修质量的考核依据，更是闭环管理的重要一环。应将所有检测与检修数据归档，构建电缆终端设备运行大数据平台，为后续状态评估与寿命预测提供支撑，最终实现以数据驱动的电气设备智能运维管理模式。

三、提升局部放电检测实效的技术优化策略与管理支撑

（一）检测设备精度与抗干扰能力的提升途径

首先在传感器设计方面，应采用高灵敏度材料与优化耦合结构，以提高对微弱放电脉冲的响应能力。选用多通道信号采集装置，结合高速模数转换与时间同步技术，可显著提升放电信号的时间分辨率与幅值精度。在抗干扰方面，应加强硬件滤波电路设计，配置带通滤波器与低噪放大器，以屏蔽工频干扰与背景噪声。检测系统需具备信号识别与分类算法，能有效区分局放信号与外部非局放干扰，如电弧焊、开关操作、电晕放电等干扰源。在现场环境复杂的变电站中，可通过隔离安装、屏蔽壳体、差分传输等手段降低电磁干扰影响。检测系统还应具备自校准和温度漂移补偿功能，保障其在长期运行中的稳定性与准确性，满足复杂电气系统运维需求。

（二）检修人员技术能力与响应机制的系统建设

实现局部放电检测技术的有效落地，需要建设一支具备专业技能与快速响应能力的检修队伍。检修人员必须熟悉多种局放检测原理和设备操作，掌握HF、UHF、超声波等多种检测方法的适用场景与技术要点，能够在实际环境中正确部署传感器并分析采集到的信号特征。还需具备基础电力系统知识与故障模式识别能力，能够将放电数据与电缆结构、运行工况联系起来进行综合判断。在响应机制方面，应建立覆盖日常巡检、异常响应与事故处理的全流程制度，当局部放电信号出现异常时，能快速组织诊断小组开展现场复测与定位排查，明确检修范围[3]。应设立技术培训与模拟演练制度，定期进行案例复盘与技能考核，提升实战能力。推动跨部门协作机制建设，实现运维人员、检测专家与调度中心的信息共享与指令联动，形成快速、闭环、高效的技术响应体系。

（三）构建基于大数据分析的智能检修预警体系

基于大数据分析构建智能检修预警体系，可大幅提升电缆终端头局部放电检测的预见性与自动化水平。系统应全面收集现场检测数据，包括放电幅值、频谱分布、放电相位、地电波信号等参数，并结合设备运行时间、历史故障、负荷波动与环境温湿度等关联数据，通过数据仓库与云平台实现多维度集中管理。在此基础上，引入机器学习模型对大数据进行训练与建模，识别局放演变趋势与隐性缺陷特征，实现对异常信号的自动识别与智能分类。可通过时间序列预测、频谱图分析、相位分布偏移等算法，构建动态健康评估模型，及时发出预警信息，并推荐相应的检修策略。系统还应支持可视化界面，实现对关键电缆终端的运行状态实时监控与多维度数据展示。通过与设备台账系统联动，可实现基于状态的维修决策与检修资源优化调度，推动电气检修从经验驱动走向数据驱动，构建高效、安全、智能的运维新模式。

结语

高压电缆终端头局部放电检测技术在电气检修中的应用具有重要工程价值。通过HF、UHF与超声波等多种检测手段的融合，可实现对放电信号的精准捕捉、缺陷类型的有效识别与故障位置的精确定位。将检测结果反馈至检修决策体系，形成闭环管理机制，有助于提升电气检修的实时性与科学性。结合大数据分析技术，可进一步构建智能预警体系，推动运维管理向数字化、智能化升级，为电力系统安全稳定运行提供坚实保障。

参考文献

[1]庞圣养.基于脉冲频率相位特性的高压电缆局部放电检测技术研究[D].华南理工大学,2024.

[2]李瑞,周自强,刘珊,等.高压电力电缆终端局部放电在线监测方法仿真[J].计算机仿真,2024,41(04):80-84.

[3]何维晟,吴照国,徐扬,等.高压电缆终端局部放电超声信号传输特性仿 真分析[J].高压电器,2023,59(11):48-55+64.