电缆局部放电与电磁干扰信号区别技巧

现场开展电缆检测时，怎么快速区分电缆局部放电和电磁干扰信号？怎么避免误判导致的过度运维或者漏检引发的安全隐患？这是不少电力运维团队、检测机构高频遇到的问题。随着城市配电网、工业供电系统的电缆覆盖率持续提升，电缆局部放电作为绝缘劣化的早期核心特征，已经成为电缆运维、交接验收中的必测项，但现场复杂的电磁环境带来的各类电磁干扰信号，经常会干扰检测结果的准确性，掌握科学的局放识别技巧、规范局放检测干扰排除流程、做好局放信号分析，是所有检测相关人员必备的能力。

一、电缆局部放电与电磁干扰信号的核心特征差异

要做好二者的区分，首先要明确两类信号的本质差异。电缆局部放电是电缆绝缘内部存在气隙、毛刺、杂质等缺陷时，在电场作用下发生的局部击穿现象，其产生的脉冲信号具备三个典型特征：一是时域上脉冲上升沿较短，大多在纳秒级别，脉冲持续时间短，重复频率和缺陷类型、施加电压幅值直接相关；二是频域上覆盖30kHz到30MHz的宽频段，不同类型的缺陷对应不同的优势频段；三是相位上和工频电压的相位高度相关，大多集中在工频正负半周的上升沿、峰值附近，正负半周的放电特征存在明显差异【1】。

而常见的电磁干扰信号主要来源于三个渠道：一是空间辐射干扰，包括移动通信基站信号、广播信号、现场电焊机、变频设备的辐射信号，这类信号大多是连续波或者周期固定的脉冲，和工频电压没有相位关联，频点固定；二是传导干扰，包括接地回路的环流、相邻高压设备的放电信号通过接地系统传入检测回路，这类信号大多会在多个检测通道同步出现，相位分布均匀；三是电晕干扰，主要是现场裸露的高压端子、接头产生的空气放电，这类信号虽然和工频相位相关，但信号幅值会随着传感器距离放电源的距离增加快速衰减，且大多出现在工频电压的负半周峰值位置。

在实际检测中，很多运维人员会把电晕干扰误判为电缆局部放电，这时候*需要结合多种特征做交叉验证，不能仅凭单一的幅值参数*下结论。

二、实用局放识别技巧及适用场景

针对现场的复杂场景，行业内已经总结出了多套成熟的局放识别技巧，不同的技巧对应不同的检测场景，运维人员可以根据现场条件灵活选用。

第一种是相位分辨识别法，这是应用较为广泛的局放识别技巧之一，核心是采集信号的同时同步采集工频电压的相位信号，绘制信号的相位分布图谱（PRPD图谱）。如果是真实的电缆局部放电，图谱会呈现出明显的相位聚集特征，不同缺陷类型的图谱有固定的特征，比如内部气隙放电的图谱在正负半周都有明显的聚集区，且对称分布；而电磁干扰信号的PRPD图谱要么是全相位均匀分布，要么是和工频相位无关的随机分布，很容易区分。现在很多便携检测设备都内置了PRPD图谱自动生成功能，比如ASM-P便携式局放检测仪，支持工频相位同步采集，检测过程中实时生成PRPD图谱，运维人员不需要手动分析，设备会自动标记出符合电缆局部放电特征的信号，大大降低了现场识别的难度，适合配电房日常巡检、电缆路径快速排查等场景，重量仅1.2kg，单手*可以操作，不需要外接电源，单次充电可以连续工作8小时以上，很多工业企业的运维团队都用它做日常电缆巡检。

第二种是频段筛选识别法，前面提到电缆局部放电和电磁干扰信号的优势频段存在明显差异，比如常见的变频器干扰的优势频段在10kHz以下，移动通信干扰的频段在900MHz、1800MHz等固定频段，都不在常规电缆局部放电的检测频段范围内。检测时可以通过调整滤波器的通带范围，逐段筛选信号，如果调整到某一频段后疑似信号消失，*说明是对应频段的电磁干扰信号，反之如果在多个局放特征频段都能检测到同特征的信号，*大概率是真实的电缆局部放电。

第三种是移动定位识别法，这种方法适用于沿电缆路径的巡检场景，将检测传感器沿着电缆的走向匀速移动，如果是电缆本体产生的电缆局部放电，信号的幅值会随着传感器和缺陷位置的距离变化呈现出先升高后降低的特征，在缺陷正上方时幅值达到峰值；而如果是空间的电磁干扰信号，信号幅值不会随着传感器的位置变化出现明显的波动，或者会在特定的干扰源附近出现幅值变化，比如靠近变频柜时信号升高，远离后降低，很容易和电缆局部放电区分开。熟练运用局放识别技巧可以大幅降低现场误判率，减少不必要的资源浪费。

三、局放检测干扰排除的标准化操作流程

仅仅掌握识别技巧还不够，要*大限度降低电磁干扰信号的影响，需要遵循规范的局放检测干扰排除流程，这也是各类标准中明确要求的操作规范【2】。

第一步是现场环境预处理，检测开始前15分钟，尽量关闭现场无关的移动通信设备、暂时关停非必要的变频设备、电焊机等强干扰源，清理检测区域附近的金属漂浮物，对于无法关停的运行设备，要做好标记，后续做局放信号分析时重点排查对应频段的电磁干扰信号。如果是户外检测，尽量避开阴雨、大风天气，避免绝缘子表面泄漏电流、风噪带来的干扰。

第二步是硬件抗干扰设置，首先要选用带屏蔽层的检测传感器，传感器的连接线要采用双层屏蔽的同轴电缆，避免空间电磁干扰信号耦合进入检测回路；其次检测设备的接地端要直接连接到被检测电缆的接地铜排上，不要连接到现场的钢结构、其他设备的接地端，避免接地回路的传导干扰。对于高精度的交接试验、高压电缆检测场景，可以选用抗干扰能力更强的设备，比如MPD800局放测试仪，所有检测通道都带双层电磁屏蔽，支持脉冲极性鉴别功能，能自动滤除同极性的外部空间电磁干扰信号，*高采样率达到200MS/s，检测灵敏度可达1pC，满足10kV到500kV不同电压等级电缆的检测要求，很多第三方检测机构、电网运维部门都会选用这款设备做交接验收试验，检测数据符合现行的电力行业标准要求，出具的检测报告可作为项目验收的有效依据。

第三步是软件后处理抗干扰，完成现场数据采集后，做局放信号分析时可以采用小波变换、自适应滤波等算法，进一步剔除残留的电磁干扰信号，对于疑似的电缆局部放电信号，要多次重复采集，确认信号的重复性，如果多次采集的信号特征一致、相位分布稳定，才能判定为真实的电缆局部放电，避免偶发的干扰信号导致误判。

四、不同场景下的局放信号分析注意事项

针对B端企业用户和G端政府/机构用户的不同需求，局放信号分析的侧重点也存在差异，需要结合自身需求调整分析策略。

对于B端的工业企业、商业地产等用户，核心需求是在控制运维成本的前提下，及时发现电缆局部放电缺陷，避免突发停电造成的损失。这类用户的检测场景大多是配电房的10kV、35kV电缆，现场的变频设备、动力设备较多，电磁干扰信号复杂，做局放信号分析时可以优先选用ASM-P便携式局放检测仪的自动分析功能，设备会自动标记出疑似电缆局部放电信号，对于标记的信号可以结合前面提到的局放识别技巧做交叉验证，确认是真实的电缆局部放电后，要建立对应的运维台账，每1-2个月复测一次，对比信号的幅值、放电次数的变化趋势，如果连续两次复测信号幅值上升超过20%，*要安排停电检修，不需要一发现电缆局部放电*直接更换电缆，这样可以大幅降低运维成本。

对于G端的电网、市政、质检机构等用户，核心需求是检测符合标准规范要求，检测数据可追溯，满足运维管理、项目验收的要求。这类用户做局放信号分析时，要严格遵循《电力电缆局部放电检测技术导则》的要求，检测过程中做好环境、设备参数的记录，采用MPD800局放测试仪检测时，设备会自动保存所有原始检测数据，包括PRPD图谱、时域波形、频域图谱，可随时溯源，出具的检测报告符合GB/T 7354的标准要求【3】，可以直接作为市政电缆项目验收、电网运维考核的有效依据。同时这类用户可以把每年的电缆局部放电检测数据纳入统一的运维管理平台，通过连续多年的局放信号分析，总结不同场景下的电缆劣化规律，提前制定检修计划，降低电缆故障的发生率。

参考文献

【1】 电力电缆局部放电检测技术导则

【2】 城市地下电缆运维管理规范

【3】 高电压试验技术 局部放电测量