在電力系統(tǒng)中，電纜局部放電是絕緣老化的重要信號(hào)，若未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，可能引發(fā)絕緣擊穿、線路跳閘甚至火災(zāi)等嚴(yán)重事故。電纜局部放電實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與診斷解決方案，通過(guò)融合傳感技術(shù)、數(shù)據(jù)分析與智能診斷算法，構(gòu)建起全時(shí)段、高精度的電纜健康監(jiān)測(cè)體系，為電力網(wǎng)絡(luò)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。?

該解決方案的核心在于 “實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè) + 精準(zhǔn)診斷” 的協(xié)同機(jī)制。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由分布式傳感器、數(shù)據(jù)傳輸單元和智能分析平臺(tái)三部分組成。安裝在電纜中間接頭、終端頭等易發(fā)生局部放電部位的高頻電流傳感器，能捕捉到放電產(chǎn)生的 10kHz-100MHz 高頻電磁信號(hào)，采樣頻率達(dá) 100MS/s，確保不遺漏任何微弱放電脈沖。傳感器采用無(wú)源設(shè)計(jì)，避免對(duì)電纜運(yùn)行產(chǎn)生電磁干擾，同時(shí)具備 IP68 防護(hù)等級(jí)，可在 – 40℃至 85℃的惡劣環(huán)境中穩(wěn)定工作。數(shù)據(jù)傳輸單元通過(guò)光纖或 5G 專網(wǎng)將原始信號(hào)實(shí)時(shí)上傳至分析平臺(tái)，傳輸延遲控制在 50ms 以內(nèi)，滿足實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的時(shí)效性要求。?

智能分析平臺(tái)是診斷功能的核心載體，通過(guò)三層算法模型實(shí)現(xiàn)放電特征的精準(zhǔn)識(shí)別。第一層采用小波變換算法對(duì)原始信號(hào)進(jìn)行降噪處理，濾除電網(wǎng)中的諧波干擾與環(huán)境電磁噪聲，提取純凈的放電脈沖波形;第二層通過(guò)脈沖序列分析法，統(tǒng)計(jì)放電的幅值、頻次、相位分布等特征參數(shù)，建立放電圖譜數(shù)據(jù)庫(kù);第三層引入深度學(xué)習(xí)模型，將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與歷史故障案例進(jìn)行比對(duì)，自動(dòng)判斷放電類型(如電暈放電、沿面放電或內(nèi)部放電)及嚴(yán)重程度，診斷準(zhǔn)確率達(dá) 95% 以上。當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到放電幅值超過(guò) 500pC 且頻次持續(xù)上升時(shí)，會(huì)立即觸發(fā)預(yù)警，通過(guò)短信、APP 推送等方式通知運(yùn)維人員，同時(shí)在電子地圖上標(biāo)注故障點(diǎn)位置，精度誤差不超過(guò) 3 米。?

電纜局部放電實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與診斷解決方案

在不同應(yīng)用場(chǎng)景中，解決方案可靈活適配。對(duì)于城市地下電纜隧道，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與隧道內(nèi)的環(huán)境監(jiān)測(cè)設(shè)備聯(lián)動(dòng)，當(dāng)局部放電信號(hào)伴隨溫度驟升、濕度異常時(shí)，自動(dòng)判定為高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)，啟動(dòng)隧道通風(fēng)系統(tǒng)降低環(huán)境濕度，并調(diào)度巡檢機(jī)器人前往現(xiàn)場(chǎng)復(fù)核。在風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的電纜集電線路中，系統(tǒng)針對(duì)風(fēng)電電纜的振動(dòng)特性優(yōu)化傳感器安裝方式，采用磁吸附式固定，避免因風(fēng)機(jī)振動(dòng)導(dǎo)致的信號(hào)失真，同時(shí)通過(guò)分析放電脈沖的相位分布特征，區(qū)分正常運(yùn)行產(chǎn)生的干擾信號(hào)與真正的絕緣缺陷放電。在變電站的電纜溝內(nèi)，系統(tǒng)通過(guò)多傳感器陣列實(shí)現(xiàn)空間定位，當(dāng) 3 個(gè)及以上傳感器同時(shí)檢測(cè)到放電信號(hào)時(shí)，利用時(shí)差定位法計(jì)算放電點(diǎn)坐標(biāo)，定位誤差可控制在 1 米范圍內(nèi)，大幅縮短故障排查時(shí)間。?

解決方案的優(yōu)勢(shì)還體現(xiàn)在全生命周期的管理能力上。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄每次放電事件的特征參數(shù)，生成電纜絕緣老化趨勢(shì)曲線，預(yù)測(cè)剩余壽命。例如，對(duì)于運(yùn)行超過(guò) 15 年的交聯(lián)聚乙烯電纜，平臺(tái)通過(guò)分析近 3 年的放電數(shù)據(jù)，可提前 12 個(gè)月預(yù)測(cè)絕緣老化臨界點(diǎn)，為運(yùn)維部門制定更換計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支持。在電纜檢修后，系統(tǒng)還能對(duì)修復(fù)效果進(jìn)行評(píng)估，通過(guò)對(duì)比檢修前后的放電參數(shù)變化，驗(yàn)證絕緣處理的有效性，避免因修復(fù)不徹底導(dǎo)致的二次故障。?

該解決方案已在多個(gè)電力工程中得到驗(yàn)證。某省級(jí)電網(wǎng)公司在 220kV 地下電纜線路應(yīng)用后，局部放電故障檢出率提升至 100%，故障處理時(shí)間從平均 8 小時(shí)縮短至 2 小時(shí)，年減少停電損失超 500 萬(wàn)元。在沿海地區(qū)的風(fēng)電場(chǎng)，系統(tǒng)成功預(yù)警了 3 起電纜終端頭的沿面放電故障，避免了風(fēng)機(jī)群集電線路跳閘事故。?

電纜局部放電實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)與診斷解決方案，打破了傳統(tǒng)離線檢測(cè)的時(shí)空限制，通過(guò) “感知 – 分析 – 決策 – 執(zhí)行” 的閉環(huán)管理，將電纜故障的被動(dòng)搶修轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)預(yù)防，為構(gòu)建堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)提供了關(guān)鍵技術(shù)支撐，也為電力系統(tǒng)的數(shù)字化運(yùn)維開(kāi)辟了新路徑。