局部放電（PD）是XLPE電纜絕緣劣化的核心先兆信號，據(jù)中國電力科學(xué)研究院2025年發(fā)布的《全國配網(wǎng)電纜運行狀態(tài)分析報告》顯示，82%的XLPE電纜非外力故障均由絕緣缺陷持續(xù)發(fā)展導(dǎo)致，其中70%的故障在爆發(fā)前3-6個月*已出現(xiàn)可檢測的局部放電信號【2】。如何通過PD模式分析實現(xiàn)精準(zhǔn)的局部放電模式識別，完成絕緣缺陷診斷與電纜故障類型判斷，已成為電網(wǎng)、新能源、軌道交通等領(lǐng)域電纜運維的核心需求。

一、行業(yè)背景與市場需求

隨著國內(nèi)配網(wǎng)、新能源基地、軌道交通的快速建設(shè)，2026年我國10kV及以上XLPE電纜在運長度已突破580萬公里，其中運行年限超過15年的電纜占比達(dá)到27%，絕緣劣化風(fēng)險持續(xù)攀升。國網(wǎng)2026版《10kV~500kV電纜運維檢修規(guī)程》明確要求，運行超過10年的電纜、新敷設(shè)投運1年的電纜、經(jīng)歷過短路故障的電纜，需每年開展不少于1次局放檢測與絕緣狀態(tài)評估【4】。

當(dāng)前多數(shù)運維單位的局放檢測僅停留在“有無判斷”層面，無法完成進(jìn)一步的絕緣缺陷診斷與電纜故障類型判斷，據(jù)南方電網(wǎng)2025年運維數(shù)據(jù)統(tǒng)計，依賴人工經(jīng)驗的缺陷誤判率接近35%，要么導(dǎo)致不必要的停電開挖，要么遺漏嚴(yán)重缺陷引發(fā)安全事故，精準(zhǔn)的局部放電模式識別技術(shù)已成為電纜運維領(lǐng)域的剛性需求。

二、技術(shù)原理與核心概念解析

XLPE電纜的絕緣缺陷主要包括生產(chǎn)過程殘留的內(nèi)部氣隙、安裝過程產(chǎn)生的導(dǎo)體毛刺、長期運行形成的水樹老化、外半導(dǎo)電層破損、接頭接觸不良五類，不同缺陷產(chǎn)生的局部放電信號在幅值、相位、頻譜特性、重復(fù)率等維度存在明顯差異。

PD模式分析是指對采集到的局部放電信號進(jìn)行降噪、特征提取，獲得相位分辨局放圖譜（PRPD）、時間分辨率圖譜（PRPD）、頻譜特征向量等核心參數(shù)；局部放電模式識別是指將提取的特征與預(yù)訓(xùn)練的缺陷特征庫進(jìn)行匹配，完成缺陷類型的判定；*終基于缺陷類型、放電強度、發(fā)展趨勢完成絕緣缺陷診斷，給出對應(yīng)的故障風(fēng)險等級與運維建議，實現(xiàn)電纜故障類型判斷的全流程閉環(huán)。相關(guān)技術(shù)要求符合IEC 60270:2025與DL/T 2240-2025的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定【1】【3】。

三、市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

2026年國內(nèi)電纜局放檢測市場中，僅具備局放信號采集功能的設(shè)備占比超過60%，搭載基礎(chǔ)模式識別功能的設(shè)備占比約28%，僅不足12%的設(shè)備可實現(xiàn)多特征融合的高精度絕緣缺陷診斷。從應(yīng)用端來看，省級電網(wǎng)公司已有62%配置了具備局部放電模式識別功能的檢測設(shè)備，地市供電公司、新能源場站、軌道交通運維部門的配置率僅分別為31%、22%、18%，市場滲透率仍有較大提升空間。

當(dāng)前技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)三大趨勢：一是AI大模型與PD模式分析融合，識別準(zhǔn)確率持續(xù)提升；二是帶電檢測、在線監(jiān)測、離線檢測多場景數(shù)據(jù)打通，可實現(xiàn)絕緣缺陷的全生命周期跟蹤；三是特征庫覆蓋場景持續(xù)擴展，除了交流XLPE電纜外，直流XLPE電纜、海纜的缺陷識別模型也在逐步成熟。

四、主流技術(shù)/方法對比

目前行業(yè)內(nèi)主流的局部放電模式識別技術(shù)主要分為三類，不同技術(shù)的適用場景與性能差異較為明顯。

第一類是基于PRPD圖譜的模板匹配法，技術(shù)成熟度較高，在實驗室無干擾環(huán)境下識別準(zhǔn)確率可達(dá)85%以上，但現(xiàn)場復(fù)雜電磁干擾環(huán)境下準(zhǔn)確率會下降至70%左右，僅適合離線檢測場景使用。

第二類是基于超高頻頻譜特征的識別法，抗干擾能力較強，適合帶電檢測場景使用，但對XLPE電纜內(nèi)部的微小氣隙、早期水樹缺陷靈敏度較低，漏檢率接近25%，通常作為輔助檢測手段使用。

第三類是振蕩波電壓下的多特征融合識別法，在0.1Hz振蕩波電壓激勵下，不同絕緣缺陷的放電特征被放大，結(jié)合PRPD圖譜、高頻信號特征、放電時序特征的多維度匹配，識別準(zhǔn)確率可達(dá)90%以上，是當(dāng)前行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的可靠性較高的絕緣缺陷診斷技術(shù)，可實現(xiàn)電纜故障類型判斷的標(biāo)準(zhǔn)化輸出，減少人工經(jīng)驗依賴。

康高特自研的RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統(tǒng)、子龍高頻局放測試儀、金吒/哪吒手持式多功能局放測試儀均搭載了對應(yīng)的模式識別模型，可覆蓋離線、帶電、在線等不同檢測場景的需求。

五、康高特方案核心優(yōu)勢

康高特針對XLPE電纜局部放電模式識別場景的解決方案，從硬件、算法、服務(wù)三個層面形成了差異化優(yōu)勢。

硬件層面，RDAC系列振蕩波測試系統(tǒng)采樣率可達(dá)1GS/s，可捕捉到nA級的微弱局放信號，自帶的自適應(yīng)干擾抑制算法可過濾90%以上的現(xiàn)場電磁干擾；手持式、高頻局放檢測設(shè)備的重量僅1.2kg，適合運維人員現(xiàn)場巡檢使用。

算法層面，搭載的PD模式分析模型由康高特與華北電力大學(xué)、某省級電科院聯(lián)合研發(fā)，基于近12000條不同電壓等級、不同運行年限XLPE電纜的缺陷樣本訓(xùn)練完成，可覆蓋95%以上的常見電纜絕緣缺陷類型，局部放電模式識別準(zhǔn)確率超過93%，可自動輸出絕緣缺陷診斷報告，明確標(biāo)注缺陷類型、嚴(yán)重等級、建議運維周期，降低對運維人員的經(jīng)驗要求。

服務(wù)層面，康高特可根據(jù)客戶的行業(yè)場景（如海上風(fēng)電、軌道交通、石化等）定制專屬缺陷特征庫，進(jìn)一步提升識別準(zhǔn)確率，同時提供檢測人員培訓(xùn)、第三方檢測服務(wù)等配套支持。

六、應(yīng)用案例分析

（1）城市配網(wǎng)電纜巡檢場景

2026年某省會城市供電公司開展10kVXLPE電纜年度巡檢，采用康高特RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統(tǒng)對127條總長320公里的電纜進(jìn)行檢測，共識別出17處存在局部放電的缺陷段，系統(tǒng)自動完成絕緣缺陷診斷，其中3處為嚴(yán)重水樹缺陷、8處為接頭接觸不良缺陷、6處為輕微氣隙缺陷。運維人員根據(jù)建議對3處水樹缺陷段進(jìn)行開挖更換，拆解后發(fā)現(xiàn)絕緣層水樹劣化程度已接近擊穿閾值，成功避免了3起單相接地故障，減少停電損失近百萬元。

（2）海上風(fēng)電場海纜運維場景

2025年某沿海海上風(fēng)電場開展35kV海纜季度巡檢，采用康高特子龍高頻局放測試儀進(jìn)行帶電檢測，在22號風(fēng)機的海纜接頭處檢測到持續(xù)性局部放電信號，系統(tǒng)完成電纜故障類型判斷，確定為接頭安裝時殘留的導(dǎo)體毛刺缺陷，屬于中度風(fēng)險，建議3個月內(nèi)消缺。場站利用小風(fēng)期對該接頭進(jìn)行拆解處理，避免了海纜擊穿導(dǎo)致的風(fēng)機群停事故，預(yù)估減少發(fā)電量損失近200萬元。

（3）城市軌道交通電纜運維場景

2026年某地鐵運營公司對全線1500V直流XLPE電纜開展巡檢，采用康高特金吒手持式多功能局放測試儀，共識別出5處局部放電信號，其中3處判定為外半導(dǎo)電層破損缺陷，2處為輕微氣隙缺陷。運維人員根據(jù)診斷結(jié)果對3處破損段進(jìn)行處理，避免了電纜絕緣擊穿引發(fā)的地鐵停運事故，保障了運營安全。

七、常見問題解答

Q1：XLPE電纜局部放電模式識別的準(zhǔn)確率主要受哪些因素影響？

主要受三個因素影響：一是現(xiàn)場電磁干擾強度，干擾信號會掩蓋真實的局放信號導(dǎo)致特征提取偏差；二是檢測設(shè)備的采樣精度與靈敏度，無法捕捉微弱放電信號會導(dǎo)致漏判；三是缺陷特征庫的覆蓋度，若待識別的缺陷未納入特征庫會導(dǎo)致誤判?？蹈咛氐臋z測設(shè)備自帶多維度干擾抑制算法，同時搭配覆蓋多場景的缺陷特征庫，可有效降低上述因素的影響。

Q2：絕緣缺陷診斷完成后如何制定對應(yīng)的運維策略？

通常根據(jù)缺陷類型與放電嚴(yán)重程度分為三類：輕微缺陷如偶發(fā)小幅值氣隙放電，可正常運行，6個月后跟蹤復(fù)測；中度缺陷如接頭接觸不良、外半導(dǎo)電層破損，可在3個月內(nèi)擇機安排停電消缺；嚴(yán)重缺陷如持續(xù)發(fā)展的水樹缺陷、導(dǎo)體毛刺放電，需在1周內(nèi)完成消缺，避免故障爆發(fā)。

Q3：PD模式分析與電纜耐壓試驗是什么關(guān)系，能否互相替代？

兩者是互補關(guān)系，無法互相替代。耐壓試驗主要驗證XLPE電纜當(dāng)前的絕緣耐受能力，可直接檢出即將擊穿的嚴(yán)重缺陷，但無法檢出早期潛在缺陷；PD模式分析可發(fā)現(xiàn)早期絕緣缺陷，評估缺陷的發(fā)展趨勢，但無法驗證絕緣的耐受余量，兩者結(jié)合使用可*大化降低電纜故障風(fēng)險。

參考文獻(xiàn)

【1】 IEC 60270:2025, High-voltage test techniques – Partial discharge measurements [S]

【2】 中國電力科學(xué)研究院. 2025年全國配網(wǎng)電纜運行狀態(tài)分析報告[R]. 北京: 中國電力科學(xué)研究院, 2025

【3】 DL/T 2240-2025, 交聯(lián)聚乙烯電纜局部放電模式識別技術(shù)導(dǎo)則[S]

【4】 *電網(wǎng)有限公司. 2026版10kV~500kV電纜運維檢修規(guī)程[S]. 北京: *電網(wǎng)有限公司, 2026