高压电缆局部放电监测系统

什么是高压电缆局部放电监测系统？

高压电缆局部放电监测系统是一种专用于实时、在线检测高压（HV）及超高压（EHV）电力电缆线路及其附件（中间接头、电缆终端）内部绝缘缺陷的专业诊断设备。该系统的核心功能是连续捕获并分析因绝缘劣化而产生的局部放-电 (Partial Discharge, PD) 信号。通过对这些微弱信号的量化分析，系统能够实现对绝缘状态的精确评估、早期故障预警以及放电源的物理定位。

作为实施状态检修（CBM）和预测性维护（PdM）的关键技术，高压电缆局部放-电监测系统旨在将传统的、反应性的电缆运维模式，转变为主动的、基于数据的预防性管理模式，从而最大限度地降低因电缆绝缘击穿导致的非计划停运风险，保障关键电力通道的安全与可靠。

本文目录

• 什么是高压电缆局部放-电监测系统？
• 系统组成
• 系统优点
• 主要用途与应用领域
• 英诺通达综合监测系统方案
• 关键技术参数表
• 常见问题解答 (FAQ)

系统组成

一个完整的高压电缆局部放-电监测系统通常由以下四个逻辑层面构成：

1. 感知层：PD传感器
   这是信号捕获的前端。根据监测对象和现场条件，配置不同的高灵敏度传感器。
   • 高频电流互感器 (HFCT): 非侵入式地安装在电缆的接地线上，用于耦合PD产生的高频脉冲电流，是线路本体监测的主要手段。
   • 特高频 (UHF) 传感器: 安装在电缆附件（接头、终端）附近，用于接收PD辐射的高频电磁波信号，对附件内部缺陷有高灵敏度。
   • 声学发射 (AE) 传感器: 粘贴在附件外壳，用于探测PD产生的超声波信号，辅助进行缺陷定位和类型识别。
2. 采集层：数据采集单元 (DAU)
   部署在现场的智能终端，负责：
   • 对传感器捕获的微弱模拟信号进行放大、滤波和高速模数转换（A/D）。
   • 执行时间同步（如通过GPS或NTP），为后续的故障定位提供精确的时间基准。
   • 进行数据打包和初步的边缘计算。
3. 传输层：通信网络
   通过光纤以太网、4G/5G无线网络等方式，将现场采集单元的数据安全、可靠地传输至监控中心。
4. 分析层：诊断主站软件
   这是系统的智能核心，部署在服务器上，负责：
   • 海量PD数据的存储与管理。
   • 执行高级信号处理算法，如故障定位（TDOA）、PRPD图谱生成与自动模式识别。
   • 进行长期数据趋势分析，评估绝缘状态的发展。
   • 提供用户友好的可视化界面、告警管理和诊断报告生成功能。

系统优点

• 高灵敏度的早期预警: 能够在绝缘性能发生显著下降、但远未达到击穿程度的萌芽阶段就检测到缺陷信号，为安排检修提供数周甚至数月的时间窗口。
• 精确定位的指导性: 具备米级的故障定位精度，直接指导运维人员进行开挖或检修，避免了盲目寻址带来的巨大成本和时间浪费。
• 在线监测的无扰动性: 所有监测工作均在电缆正常带电运行状态下进行，不影响正常供电，能够捕捉真实工况下的缺陷特征。
• 状态评估的量化性: 将抽象的“绝缘状态”转化为具体的、可量化的指标（如PD幅值、放-电重复率），使资产健康管理有据可依。
• 提升运维效率与安全性: 实现了从被动抢修到主动预防的转变，减少了紧急、高风险的抢修工作，并降低了因电缆故障引发次生灾害的风险。

主要用途与应用领域

主要用途

1. 1. 预防性维护: 作为状态检修（CBM）策略的核心，根据监测结果制定精准的维护计划。
   2. 故障诊断与定位: 在发生跳闸或瞬时性故障后，快速提供故障位置信息，指导抢修。
   3. 资产状态评估: 对老旧电缆线路进行健康评估，为大修、更换或延寿决策提供数据支持。
   4. 工程质量验收: 对新建或新修复的电缆线路（特别是中间接头）进行投运后的质量评估。

重点应用领域

1. 1. • 城市中心电网: 密集区域的地下电缆通道，停电影响巨大，对可靠性要求极高。
      • 重要输电通道: 如跨江、跨海隧道电缆，或连接大型发电厂与主网的关键线路。
      • 轨道交通与机场: 为地铁、高铁、机场等交通枢纽供电的线路，不允许意外中断。
      • 核电站与大型工业用户: 对供电连续性有极端要求的场合。
      • 海上风电场: 海缆及其附件的维修成本极高，预测性维护的价值巨大。

英诺通达综合监测系统方案

单纯的局部放-电监测虽然强大，但仍存在局限性。例如，它无法直接反映由导体或连接点接触不良引起的过热问题。为此，英诺通达(福州)销售有限公司 (INNOTD) 推荐采用将局部放-电监测与分布式光纤测温 (DTS) 相结合的电缆综合监测系统。

综合监测的优势

1. 1. • 覆盖绝缘与热双重缺陷: PD监测关注“电”的问题，DTS关注“热”的问题，两者结合，实现了对电缆最主要的两大故障源的全面覆盖。
      • 多信息融合诊断: 通过对PD数据和温度数据的关联分析，可以更准确地判断故障的根本原因。例如，一个位置的PD信号和温度信号同时异常升高，极有可能指示该处存在严重的接触不良，既产生了过热，又引发了绝缘放-电。
      • 优化资产利用率: DTS系统还能实现动态增容 (DCR)，在保障安全的前提下提升电缆的输送能力，而PD系统则为这种极限运行提供了坚实的绝缘安全保障。

我们的综合平台将两种数据无缝集成，在一个界面上即可实现对电缆状态的全面掌控。

关键技术参数表

常见问题解答 (FAQ)

1. 该系统能监测所有类型的电缆吗？

是的，该系统适用于所有类型的中压、高压及超高压挤包绝缘电力电缆（如XLPE电缆）。针对不同类型的电缆和附件，我们会优化传感器的选型和布置方案。

2. 系统安装是否需要电缆停电？

绝大部分安装工作，如HFCT传感器的安装、UHF/AE传感器的外部布置以及数据采集单元的安装，都可以在电缆正常带电的情况下进行，对供电无任何影响。

3. 系统如何区分内部PD信号和外部噪声干扰？

这是系统的核心技术之一。我们通过多种手段来抑制噪声：首先，采用具有高信噪比的传感器（如UHF）；其次，利用多传感器信号的相关性进行判断；最重要的是，后台软件的PRPD图谱分析和智能算法能够有效识别并剔除来自电晕、无线电等外部源的周期性或随机噪声。

4. 系统的投资回报如何？

其投资回报是显著的。通过成功预防一次关键线路的意外停运，所避免的直接抢修成本、大面积停电造成的间接经济损失和社会影响，往往数倍于监测系统本身的投资。此外，它还能通过优化维护策略，在全生命周期内持续降低运维成本。

【本文内容仅为通用技术科普，不代表本公司任何具体产品的性能与规格。如需详细的产品资料、解决方案及报价，请务必联系我们获取。】

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