高压电缆的老化判断已从经验性观察发展为多参数、标准化、智能化的综合评估体系。依据中国电力行业标准(DL/T)与国际规范(IEC),主要通过非破坏性在线/离线检测技术,结合量化判据进行科学诊断。
| 检测方法 | 技术原理 | 判定标准(依据DL/T、GB) | 适用场景 |
|---|---|---|---|
| 局部放电(PD)检测 | 检测绝缘内部气隙、水树、电树枝等缺陷引发的微放电脉冲 | - 110kV及以上电缆:稳态放电量≤100pC为正常;>200pC为严重缺陷 - 放电图谱呈“钟形”或“对称双峰”为正常;“不对称尖峰”或“密集脉冲群”提示绝缘劣化 | 带电检测首选,可早期发现绝缘微观缺陷 |
| 介质损耗因数(tanδ)测试 | 测量绝缘材料在工频电压下的有功损耗比例 | - 20℃时tanδ ≤ 0.005:绝缘优良 - tanδ > 0.015:严重老化 - 温度系数 > 0.0001/℃(20–70℃区间):热老化显著 | 离线预试或在线监测,对整体老化敏感 |
| 绝缘电阻(IR)与吸收比(PI) | 测量直流电压下绝缘体的电阻值及极化过程 | - 110kV及以上电缆:绝缘电阻 > 1000 MΩ(换算至1km) - 吸收比(R60s/R15s)≥ 1.3 - 极化指数(R10min/R1min)≥ 5 | 交接试验、定期预试,判断整体受潮与老化 |
| 红外热成像检测 | 通过表面温度分布识别异常热点 | - 接头/终端温差 > 15℃(与同路径其他部位或环境温度比) - 导体温度 > 70℃(XLPE长期允许温度) | 在线巡检,快速定位接触不良、过载点 |
| 超低频(0.1Hz)交流耐压试验 | 施加0.1Hz正弦波电压,模拟工频电场 | - 试验电压:1.7U₀(U₀为电缆相电压) - 持续时间:60分钟 - 无击穿、无闪络、泄漏电流稳定 | 停电检修时验证绝缘整体强度 |
注:DL/T 2324-2021《高压电缆高频局部放电带电检测技术导则》明确要求,检测应结合放电幅值、相位分布、脉冲重复率进行综合分析,单一参数不可作为唯一判据。
前期准备
查阅电缆历史运行数据(负荷、温度、故障记录)
确认检测环境:无雷雨、电磁干扰小、温度稳定
校准仪器:局部放电仪、红外热像仪、介损测试仪需在有效期内
检测顺序建议
在线监测优先:红外热成像 → 局部放电检测 → 接地电流监测
停电检测补充:绝缘电阻 → tanδ → 耐压试验
关键操作规范
绝缘电阻测试前必须充分放电≥5分钟,防止残余电荷影响结果
局部放电检测需屏蔽外部干扰(如手机、变频器),使用带滤波功能的传感器
红外检测应在满负荷运行≥2小时后进行,避免冷态误判
现代电网已引入AI驱动的状态评估系统,通过融合多源数据构建老化预测模型:
输入参数:tanδ随时间变化率、PD脉冲频次、接头温度波动、环境湿度
输出结果:健康指数(HI)评分、剩余寿命预测(RUL)、风险等级(低/中/高)
典型案例:石家庄某110kV电缆线路通过在线监测平台,发现某接头tanδ年均上升0.0012,结合PD数据,系统预警“中度老化”,提前安排更换,避免了非计划停电。
未来,数字孪生+边缘计算将实现电缆“自诊断”,老化判断从“定期体检”迈向“实时监护”。
判断高压电缆是否老化,必须依赖标准化检测数据,而非外观或年限。
局部放电(PD)与介质损耗(tanδ)是核心判据,其阈值明确写入DL/T与GB标准。
红外热成像为快速筛查工具,可定位热点,但不能替代电气参数分析。
单一指标不可靠,必须采用多参数综合评估,并结合历史趋势进行动态判断。
在河北石家庄地区,需特别关注冬季低温导致的接头应力集中与春季融雪期的湿度侵入,建议加强接头区域的tanδ与局部放电在线监测频次。