1. 方案背景

電力電纜作為輸配電系統的關鍵組成部分，其運行狀態直接影響電網的可靠性和安全性。局部放電(Partial Discharge, PD)是電纜絕緣劣化的早期征兆，若不及時監測和處理，可能導致絕緣擊穿甚至重大故障。傳統離線檢測方式效率低、實時性差，而高頻局部放電在線監測系統可實現對電纜運行狀態的實時監控與預警，有效提升電網運維水平。

2. 系統概述

本方案采用高頻電流互感器(HFCT)和超高頻(UHF)傳感器相結合的方式，結合智能分析算法，構建一套高靈敏度、抗干擾能力強的電纜高頻局放在線監測系統。系統可實時采集局放信號，并通過大數據分析實現故障預警與定位，適用于高壓電纜、變電站、新能源場站、地鐵供電系統等場景。

3. 系統組成

3.1 監測層

HFCT傳感器：耦合電纜接地線中的高頻局放信號(頻段3-30MHz)，適用于中高壓電纜監測。

UHF傳感器：檢測300MHz-3GHz頻段的電磁波信號，適用于GIS終端或電纜接頭監測。

暫態地電壓(TEV)傳感器：輔助檢測電纜表面局放信號，提高監測可靠性。

3.2 數據采集與傳輸層

數據采集單元(DAQ)：采用高采樣率(≥100MS/s)AD轉換，確保信號完整性。

邊緣計算網關：本地預處理數據，降低云端計算負載，支持4G/5G/WiFi/光纖通信。

電纜高頻局部放電在線監測系統技術方案

3.3 數據分析與診斷層

智能算法分析：

模式識別：基于深度學習的局放類型分類(如電暈放電、內部放電)。

趨勢預測：結合歷史數據預測絕緣劣化趨勢。

噪聲抑制：采用小波變換、自適應濾波技術提升信噪比。

云平臺管理：提供可視化監測界面，支持PC/移動端遠程訪問。

3.4 預警與運維層

多級報警機制：根據局放強度設定閾值(如輕微、中度、嚴重報警)。

自動生成報告：輸出局放活動統計、風險評估及維護建議。

4. 技術優勢

高靈敏度：HFCT+UHF雙模式檢測，局放信號檢出率≥95%。

抗干擾能力強：采用數字濾波和AI降噪技術，適應復雜電磁環境。

實時性強：數據采集與分析延遲<1s，支持快速響應。

可擴展性：模塊化設計，支持多監測點組網，兼容現有SCADA系統。

5. 應用場景

高壓電纜隧道：實時監測電纜接頭、終端局放情況。

新能源電站：光伏/風電場集電線路電纜狀態監測。

城市配電網：地下電纜環網柜、開關柜局放檢測。

軌道交通：地鐵供電電纜絕緣狀態在線評估。

6. 實施步驟

現場勘察：確定監測點(如電纜接頭、接地箱等)。

設備安裝：部署HFCT/UHF傳感器及數據采集單元。

系統調試：校準傳感器靈敏度，優化算法參數。

試運行與驗收：連續監測1-3個月，驗證系統穩定性。

運維培訓：提供操作手冊及故障處理指南。

7. 預期效益

降低故障率：提前發現絕緣缺陷，減少非計劃停電。

延長電纜壽命：通過早期干預延緩絕緣老化。

智能運維轉型：從“定期檢修”升級為“狀態檢修”，降低運維成本。

8. 結論

本方案通過高頻局放在線監測技術，實現電纜絕緣狀態的實時感知與智能診斷，為電力系統安全運行提供可靠保障。未來可結合數字孿生技術，進一步優化預測性維護能力。