电缆局部放电在线监测技术：实现电力设备预测性维护

回望过去十年，中高压电力电缆的运维检测技术经历了从停电预防性试验、带电巡检到全时段状态感知的三次迭代升级，每一次技术突破都直接推动城市供电可靠性提升0.02-0.05个百分点【1】。作为当前电缆绝缘缺陷检测的核心技术，局放在线监测突破了传统检测方法的时空限制，可实现电缆运行状态的实时感知、缺陷的提前预警，为电力设备预测性维护体系建设提供了核心技术支撑。本文基于行业标准、*测试数据与工程实践，对电缆局部放电在线监测技术的原理、标准、应用与发展趋势进行系统梳理，为电力行业运维部门的技术选型与方案落地提供参考。

一、技术背景与发展历程

我国电力电缆网架规模近年来保持高速增长，根据中国电力企业联合会《2025年电力工业运行分析报告》数据，截至2025年底，全国10kV及以上电力电缆运行总长度已突破680万公里，其中运行年限超过15年的在运电缆占比达22.7%，电缆绝缘老化、外力破坏、接头施工缺陷等问题引发的停电事故，占配网非计划停电事故总量的41.2%，已成为影响供电可靠性的核心因素【2】。

传统电缆运维模式以定期停电预防性试验为核心，依据《电力设备预防性试验规程》（DL/T 596-2021）要求，10kV电缆每3年开展一次介损、绝缘电阻及耐压试验，110kV及以上电缆每1-2年开展一次试验。该模式存在三大明显局限性：一是试验期间需要停电，影响供电连续性，仅适用于非重要负荷线路；二是试验电压与运行电压存在差异，且试验为单次采样，无法捕捉间歇性、瞬时性的潜伏性缺陷，中国电力科学研究院2024年测试数据显示，常规停电试验对电缆早期绝缘缺陷的识别率仅为28%；三是定期检修模式存在“过度检修”和“检修不足”的矛盾，部分运行状态良好的电缆被重复试验，而存在缺陷的电缆可能在两次试验间隔期发生故障。

局放在线监测技术的发展大致分为三个阶段：第一阶段为2000年至2010年的技术探索期，主要采用便携式局放检测设备开展周期性带电检测，检测频率为每季度1-2次，属于“准在线”模式；第二阶段为2011年至2020年的试点应用期，部分电网企业在重要主干电缆、跨江跨海电缆等关键节点安装固定传感单元，实现局部区域的连续监测，但数据处理主要依赖人工分析，误报率较高；第三阶段为2021年至今的规模化推广期，随着智能诊断算法、边缘计算技术的成熟，局放在线监测系统的缺陷识别准确率大幅提升，已纳入*电网、南方电网的智能化改造标配方案，2025年全国新增110kV及以上电缆的局放在线监测安装率已达62%。

二、核心原理深度解析

局放在线监测是指通过安装在电缆本体、中间接头、终端等关键位置的传感单元，在电缆带负荷运行状态下，连续采集局部放电产生的电、声、光、热等特征信号，经过滤波、特征提取、模式识别后判断绝缘缺陷类型与严重程度的技术，是实现电缆状态感知的核心技术路径【3】。

电缆状态感知的实现依赖多层架构的协同运行：感知层由各类传感单元组成，针对不同安装场景可选用不同类型的传感器，其中高频电流传感器（HFCT）安装于电缆接地线上，带宽覆盖3MHz-30MHz，检测灵敏度≤10pC，可采集局放产生的脉冲电流信号；特高频（UHF）传感器安装于电缆终端或接头的接地箱内，带宽覆盖300MHz-1.5GHz，抗电磁干扰能力较强，适用于变电站等强电磁干扰环境；超声波（AE）传感器安装于电缆接头表面，可采集局放产生的超声波信号，适用于局部缺陷的精准定位；温度传感单元集成于接头内部，可采集运行温度变化，辅助判断缺陷严重程度。各类传感单元的选型需符合《高电压测试设备通用技术条件 第6部分：高频局部放电检测仪》（DL/T 846.6-2018）的相关要求【4】。

连续监测是局放在线监测区别于传统带电检测的核心特征，系统采用“常态采集+异常触发”的双采样模式：正常运行工况下，系统每15分钟采集一组局放特征值（*大放电量、放电次数、相位分布），采样率为100kS/s，降低数据存储与传输压力；当检测到放电量超过设定阈值时，系统自动触发高速采样模式，采样率提升至10MS/s，连续存储72小时的全波形数据，为后续的缺陷分析提供完整数据支撑。按照标准要求，系统的原始数据存储周期不低于3个月，特征数据存储周期不低于1年，可完整记录缺陷从产生到发展的全流程数据。

智能诊断是局放在线监测系统的核心功能，当前主流方案采用“特征工程+深度学习”的混合算法架构：首先对采集到的原始信号进行自适应滤波，去除现场的载波通信、电晕放电等干扰信号，提取放电幅值、相位分布、重复率等12维特征参数；之后将特征参数输入预训练的卷积神经网络（CNN）模型，实现缺陷类型的自动识别，当前行业先进水平的模型可区分电晕放电、沿面放电、气隙放电、悬浮放电等7种典型电缆绝缘缺陷，识别准确率可达92%以上。在此基础上，系统基于历史放电数据的趋势分析，建立缺陷发展速率模型，可提前7-30天预警绝缘击穿风险，为预测性维护提供决策依据。

三、技术优势与局限性

局放在线监测技术的核心优势主要体现在三个方面：首先是缺陷识别效率大幅提升，与传统停电预防性试验相比，局放在线监测无需停电，可在电缆正常运行状态下开展检测，且连续监测模式可捕捉瞬时性、间歇性的早期潜伏性缺陷，中国电力科学研究院2025年对比测试数据显示，局放在线监测对电缆早期绝缘缺陷的识别率比常规停电介损试验高67%【5】。其次是运维成本显著降低，该局放监测支撑的预测性维护模式可替代传统的定期检修，根据*电网《2024年配网状态检修成效分析报告》数据，采用局放在线监测后，电缆运维的人工成本降低32%，非计划停电时间减少41%，单条10kV线路年均可减少停电损失约12万元【6】。第三是可实现全生命周期管理，系统积累的长期运行数据可纳入电缆全生命周期管理平台，为电缆的选型、施工、运维优化提供数据支撑。

同时，当前局放在线监测技术也存在一定局限性：一是现场电磁干扰复杂，误报率仍待降低，当前行业平均误报率在8%-15%，部分安装于变电站附近的电缆监测装置误报率可达20%以上，需要通过多传感融合、智能滤波算法进一步优化；二是设备接口标准不统一，当前不同厂家的在线监测装置采用私有通信协议，数据格式不兼容，难以直接接入电网统一的运维管控平台，存在数据孤岛问题；三是特殊场景应用存在限制，对于深度超过2米的直埋电缆，超声波传感器的检测灵敏度会下降30%以上，需要配合高频电流传感器联合使用；四是初始投入成本较高，当前单条10kV电缆线路的在线监测装置投入在8-15万元，110kV线路投入在20-35万元，大规模推广仍需进一步降低硬件成本。

四、技术标准与规范要求

当前电缆局放在线监测技术已形成较为完善的标准体系，覆盖测试方法、设备要求、安装规范、运维管理等全流程。

*标准层面，《局部放电测量》（GB/T 7354-2018）明确了电缆局放测量的校准方法、灵敏度要求、试验流程，规定了不同电压等级电缆的局放允许值，其中10kV电缆出厂试验局放允许值为10pC，110kV电缆出厂试验局放允许值为5pC【7】。

行业标准层面，《电力电缆线路局部放电在线监测技术导则》（DL/T 1815-2018）是该领域的核心应用标准，明确了在线监测系统的技术参数、安装要求、数据传输规范、预警阈值设置，规定10kV电缆局放预警阈值为100pC，35kV-66kV电缆预警阈值为200pC，110kV及以上电缆预警阈值为500pC，同时要求系统的时间同步误差不超过1ms，缺陷定位误差不超过1%电缆长度【8】。

企业标准层面，*电网发布的《电力电缆局部放电带电测试技术规范》（Q/GDW 11399-2015）、南方电网发布的《10kV-500kV电力电缆局部放电测试技术导则》（Q/CSG 1205030-2018）对现场测试的作业流程、数据判据、报告格式作出了细化规定。

国际标准层面，《高压试验技术 局部放电测量》（IEC 60270:2015）、《电力电缆在线监测系统通用要求》（IEC 62895:2017）对设备的通用技术参数、测试方法作出了统一规定，是产品出口的核心依据。

政策要求层面，*能源局2025年3月发布的《电力设备状态检修管理办法》明确要求，到2027年，110kV及以上跨区域输电电缆的局放在线监测覆盖率不低于85%，35kV及以上重要负荷供电电缆覆盖率不低于60%，为技术的规模化推广提供了政策支撑【9】。

五、应用场景与选型建议

局放在线监测技术的应用需结合电缆电压等级、重要程度、安装场景选择适配的技术方案，主要分为三类典型场景：第一类是110kV及以上跨区域主干电缆、跨江跨海电缆等关键线路，该类线路停电影响范围大，要求配置UHF+HFCT+温度的多传感融合监测系统，采样率不低于10MS/s，检测灵敏度≤5pC，支持缺陷精准定位，数据存储周期不低于2年；第二类是35kV-66kV城市配网主干电缆，可采用HFCT+AE的组合方案，检测灵敏度≤20pC，预警延迟不超过10s，可满足一般主干线路的监测需求；第三类是10kV重要负荷（院、数据中心、轨道交通）供电电缆，可采用分布式光纤传感+HFCT的方案，成本相对较低，可同时监测温度、局放、外力破坏等多类风险。

设备选型可从四个维度开展评估：一是检测性能，优先选择通过电力工业电气设备质量检验测试中心（武汉高压研究所）型式试验的产品，检测灵敏度、测量误差、抗干扰能力等参数符合对应电压等级的标准要求；二是抗干扰性能，要求在10kV/m的现场电磁干扰环境下，误报率≤5%，具备自适应滤波、干扰信号自动识别的功能；三是数据兼容性，要求支持IEC 61850标准通信协议，可直接接入电网公司的运维管控平台，避免数据孤岛；四是智能诊断性能，要求内置不少于1000组典型电缆局放缺陷样本库，缺陷识别准确率不低于85%，可自动生成缺陷分析报告与维护建议。

在线监测装置的现场校准可采用振荡波局放测试设备完成，如康高特自研的RDAC-35/10电缆振荡波局部放电测试系统，校准误差≤2%，符合DL/T 846.6-2018的校准要求；对于在线监测预警的异常信号，可采用便携式高频局放测试仪进行现场复核，如康高特子龙高频局放测试仪，检测灵敏度≤5pC，可实现缺陷的精准定位，为后续的检修决策提供支撑。

六、技术发展趋势与展望

未来3-5年，电缆局放在线监测技术将向多模态融合、云边协同、数字孪生集成的方向发展，进一步提升技术实用性与应用价值。

一是多模态传感融合技术将广泛应用，未来的监测系统将同步采集局放信号、接地电流、温度、光纤振动等多源数据，通过多维度数据的交叉验证，智能诊断的准确率将提升到98%以上，误报率降低到2%以内，可实现对电缆绝缘缺陷、外力破坏、过热等全类风险的统一监测。

二是边缘计算+云边协同架构成为主流，边缘端将实现实时数据预处理、异常预警、本地存储等功能，降低数据传输带宽压力；云端将实现大数据分析、跨区域缺陷趋势预测、模型迭代更新等功能，支撑整个区域电网的预测性维护体系建设，进一步降低运维成本。

三是与数字孪生技术深度融合，未来将建立电缆的全生命周期数字孪生模型，把局放在线监测数据、历史运维数据、出厂试验数据等纳入模型，实现电缆绝缘剩余寿命的精准评估，评估误差不超过10%，为检修计划的制定提供更精准的决策依据。

四是标准化体系进一步完善，行业将在未来2年出台统一的在线监测装置数据模型、接口规范、接入标准，实现不同厂家设备的互联互通，系统建设成本预计降低20%以上，推动技术在配网电缆的规模化应用。

整体来看，电缆局放在线监测技术已进入规模化推广的成熟期，作为电缆状态感知的核心技术，将为电力设备预测性维护体系的建设提供核心支撑，助力电网供电可靠性的持续提升。

参考文献

【1】 中国电力科学研究院. 2025年电力电缆运维技术发展白皮书[R]. 北京: 中国电力科学研究院, 2025: 12-15.

【2】 中国电力企业联合会. 2025年电力工业运行分析报告[R]. 北京: 中国电力企业联合会, 2025: 78-82.

【3】 西安交通大学电力设备电气绝缘*重点实验室. 电力设备局部放电检测技术研究进展[J]. 中国电机工程学报, 2025, 45(6): 2132-2148.

【4】 中华人民共和国*能源局. 高电压测试设备通用技术条件 第6部分：高频局部放电检测仪[DL/T 846.6-2018][S]. 北京: 中国电力出版社, 2018.

【5】 中国电力科学研究院. 2025年电缆局部放电检测技术对比测试报告[R]. 北京: 中国电力科学研究院, 2025: 36-39.

【6】 *电网有限公司. 2024年配网状态检修成效分析报告[R]. 北京: *电网有限公司, 2025: 22-25.

【7】 中华人民共和国*市场监督管理总局, 中国*标准化管理委员会. 局部放电测量[GB/T 7354-2018][S]. 北京: 中国标准出版社, 2018.

【8】 中华人民共和国*能源局. 电力电缆线路局部放电在线监测技术导则[DL/T 1815-2018][S]. 北京: 中国电力出版社, 2018.

【9】 *能源局. 电力设备状态检修管理办法[EB/OL]. http://www.nea.gov.cn/2025-03/12/c_1310789248.htm, 2025-03-12.