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在跨越山川與城市的高空電力走廊中，架空絕緣電纜作為電能傳輸?shù)摹翱罩袆?dòng)脈”，其運(yùn)行安全直接關(guān)系到電網(wǎng)穩(wěn)定性。局部放電作為電纜絕緣劣化的早期信號，其在線監(jiān)測技術(shù)已成為預(yù)防故障、保障供電可靠性的關(guān)鍵手段。本文聚焦脈沖電流法在架空電纜局放監(jiān)測中的技術(shù)原理與應(yīng)用創(chuàng)新，解析這一數(shù)字預(yù)警方案如何守護(hù)空中電力走廊的安全。

技術(shù)本質(zhì)：解碼絕緣劣化的“微弱脈沖”

當(dāng)架空絕緣電纜因絕緣老化、機(jī)械損傷或環(huán)境侵蝕產(chǎn)生局部放電時(shí)，放電點(diǎn)會(huì)形成納秒級的高頻脈沖電流。脈沖電流法通過高頻電流傳感器（HFCT）和超高頻（UHF）傳感器，精準(zhǔn)捕捉這一微弱信號：

HFCT傳感器：采用羅格夫斯基線圈結(jié)構(gòu)，鉗裝于電纜接地線，非侵入式感應(yīng)局放電流，，可檢測電纜本體及附件的放電信號。

UHF傳感器：精準(zhǔn)定位電纜接頭或終端的放電源，尤其適用于戶外復(fù)雜電磁環(huán)境下的信號提取。

脈沖電流的幅值、頻次及相位分布特征，直接反映電纜內(nèi)部絕緣劣化程度。通過標(biāo)定試驗(yàn)，系統(tǒng)可量化視在放電量，為絕緣狀態(tài)評估提供數(shù)據(jù)支撐。

系統(tǒng)構(gòu)成：從感知到?jīng)Q策的閉環(huán)設(shè)計(jì)

一套完整的局放監(jiān)測系統(tǒng)包含三層架構(gòu)，以脈沖電流法為核心實(shí)現(xiàn)全流程數(shù)字化管理：

1. 前端感知層：非侵入式部署

HFCT與UHF傳感器陣列：通過磁吸或?qū)Ｓ每ň甙惭b于電纜本體、接頭及終端，無需停電作業(yè)即可完成部署。

高頻阻波器：抑制牽引電流、無線通信等外部干擾，確保局放信號純凈傳輸。

2. 數(shù)據(jù)傳輸層：邊緣計(jì)算與通信

4G/5G無線傳輸：將加密后的監(jiān)測數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至云平臺，支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)傳與數(shù)據(jù)壓縮，降低網(wǎng)絡(luò)負(fù)載。

邊緣計(jì)算模塊：在本地對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)字濾波、小波變換去噪及特征提取，減少云端計(jì)算壓力。

3. 分析決策層：智能診斷與預(yù)警

脈沖信號分析：基于IEC60270標(biāo)準(zhǔn)，通過統(tǒng)計(jì)脈沖幅值、頻次及相位分布，構(gòu)建設(shè)備健康指數(shù)模型。

分級預(yù)警機(jī)制：當(dāng)監(jiān)測值超過閾值時(shí)，自動(dòng)觸發(fā)三級預(yù)警（注意、異常、故障），并推送包含放電源位置、放電類型及嚴(yán)重程度的診斷報(bào)告。

技術(shù)優(yōu)勢：從被動(dòng)巡檢到主動(dòng)預(yù)防的跨越

傳統(tǒng)人工巡檢依賴定期檢測，存在時(shí)效性差、漏檢風(fēng)險(xiǎn)高等局限。脈沖電流法監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)三大突破：

全天候監(jiān)測：7×24小時(shí)持續(xù)采集數(shù)據(jù)，捕捉人工巡檢難以發(fā)現(xiàn)的間歇性放電，靈敏度可達(dá)5pC。

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策：積累的設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)可形成健康檔案，為電纜全生命周期管理提供數(shù)據(jù)支撐，預(yù)測絕緣剩余壽命。

技術(shù)演進(jìn)：適應(yīng)戶外場景的差異化升級

針對架空電纜高暴露、長距離、強(qiáng)電磁干擾等特點(diǎn)，監(jiān)測系統(tǒng)需具備三大核心能力：

抗干擾能力：采用頻域開窗與小波變換技術(shù)，抑制牽引電流、無線通信等復(fù)雜電磁干擾，提升信噪比至20dB以上。

多參數(shù)融合：集成溫度、濕度、振動(dòng)等傳感器，構(gòu)建設(shè)備狀態(tài)全景畫像，通過多物理量關(guān)聯(lián)分析區(qū)分外部干擾與真實(shí)放電信號。

邊緣協(xié)同計(jì)算：在本地部署輕量化AI模型，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)就地預(yù)處理，減少傳輸帶寬需求，同時(shí)支持與云平臺的協(xié)同分析。

結(jié)語：構(gòu)建空中電力走廊的“數(shù)字預(yù)警網(wǎng)”

在新型電力系統(tǒng)建設(shè)背景下，架空絕緣電纜局放監(jiān)測系統(tǒng)正從“單一監(jiān)測工具”升級為“智能運(yùn)維樞紐”。通過脈沖電流法的技術(shù)迭代與場景深耕，其將為高空電力走廊的安全高效運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)保障，助力中國電網(wǎng)這張“國家名片”持續(xù)領(lǐng)跑全球。