回望過去十五年，交聯聚乙烯電纜檢測技術經歷了從傳統直流耐壓、超低頻耐壓到振蕩波局放測試（OWTS）的迭代升級，每一次技術突破都直接推動中高壓配網供電可靠性的提升。根據中國電力企業聯合會《2025年全國電力可靠性分析報告》統計，2024年國內10kV及以上交聯聚乙烯電纜故障事件共1276起，其中82%由絕緣內部潛伏性局部放電缺陷發展引發，而傳統預防性試驗手段對該類早期缺陷的檢出率僅為37%，無法滿足配網狀態檢修的實際需求。OWTS作為非破壞性局部放電檢測的核心技術之一，憑借其檢測靈敏度高、定位準確、現場適用性強的特點，已經成為當前交聯聚乙烯電纜狀態評估的主流手段。

一、技術背景與發展歷程

交聯聚乙烯電纜憑借絕緣性能優異、傳輸容量大、敷設維護簡便的優勢，已成為國內中高壓輸配電網絡的核心線路載體。據中國電力企業聯合會統計，2025年國內10kV~110kV交聯聚乙烯電纜在運規模已突破580萬km，占中高壓輸配電線路總長度的62%【1】。隨著在運電纜運行年限的增長，早期敷設的電纜逐步進入故障高發期，2024年國內35kV及以上交聯聚乙烯電纜的年故障率達到0.062次/百公里，較2020年上升18%，電纜檢測的需求規模持續擴大。

傳統交聯聚乙烯電纜檢測手段存在明顯短板：直流耐壓試驗會在交聯聚乙烯絕緣介質中積累空間電荷，試驗后殘余電荷會加速絕緣劣化，甚至引發電纜投運后短時間內擊穿；超低頻耐壓試驗僅能檢出已發展至臨界擊穿狀態的缺陷，對早期局部放電缺陷的靈敏度不足30%；離線高頻局放測試抗干擾能力弱，現場復雜電磁環境下誤判率超過40%，無法為運維決策提供可靠支撐。

OWTS技術的發展與應用直接彌補了傳統檢測手段的短板。上世紀90年代歐洲電力研究機構首先提出阻尼振蕩波局放測試的技術構想，2000年左右首臺商用OWTS設備在德國投入使用；2008年國內*引入OWTS設備用于10kV交聯聚乙烯電纜的狀態檢測，2015年隨著*電網、南方電網狀態檢修體系的全面落地，振蕩波局放測試逐步被納入電纜預防性試驗的推薦技術目錄；2025年國內電網系統OWTS設備保有量已超過1700臺，年檢測電纜長度突破28萬km，檢測缺陷的平均消缺率達到89%，直接推動10kV電纜故障停運率下降17%【2】。

二、核心原理深度解析

OWTS的核心技術原理基于RLC串聯諧振理論與局部放電行波定位理論，可分為振蕩電壓產生、局放信號采集、缺陷分析定位三個核心環節，整個測試過程不會對電纜絕緣造成不可逆損傷，屬于非破壞性檢測技術范疇。

首先是振蕩電壓產生機制。OWTS測試回路由高壓直流充電單元、高壓電子開關、阻尼電抗、被測電纜、局部放電采集單元五個核心模塊組成，工作流程分為三個階段：第一階段為直流充電階段，高壓直流源對被測電纜的等效電容充電，直至達到預設試驗電壓（通常為1.7U0~2.5U0，U0為電纜額定相電壓）；第二階段為振蕩電壓激發階段，充電完成后閉合高壓電子開關，被測電纜的等效電容與外接阻尼電抗形成RLC串聯諧振回路，產生頻率范圍在20Hz~300Hz的阻尼正弦振蕩電壓，振蕩衰減時間滿足至少10個完整周期的要求，符合IEC 60060-3:2018的波形參數標準；第三階段為局放信號采集階段，振蕩電壓施加過程中，絕緣內部的潛伏缺陷在交變電壓作用下激發局部放電，通過耦合電容或羅哥夫斯基線圈采集放電產生的脈沖電流信號，同時同步采集振蕩電壓的相位信號，為后續缺陷分析提供基礎數據。

其次是缺陷定位原理。OWTS采用行波時差法實現缺陷的精準定位：局部放電產生的脈沖信號會以近似恒定的速度向電纜兩端傳播，其中一路脈沖直接傳輸到測試端的采集單元，另一路脈沖傳輸到電纜末端后發生反射，再次傳輸到測試端被采集單元接收。兩次脈沖信號的時間差Δt與脈沖在交聯聚乙烯絕緣中的傳播速度v的乘積，即為缺陷位置到測試端距離的2倍，計算公式為L=v×Δt/2。其中交聯聚乙烯電纜中局部放電脈沖的傳播速度由絕緣材料的介電常數決定，通常為1.7×10^8 m/s~1.9×10^8 m/s，對于長度1km~5km的交聯聚乙烯電纜，定位誤差不超過電纜總長度的0.5%，*高定位精度可達0.3m。

*后是缺陷定性與定量評估原理。不同類型絕緣缺陷的局部放電信號具備明顯的特征差異，OWTS系統通過提取放電量、放電相位分布、放電重復率三個核心參數，結合標準缺陷特征庫實現缺陷的定性判斷：氣隙缺陷的局放起始電壓較低，放電量通常在100pC~1000pC，放電相位集中在電壓正負半周的上升沿，屬于中等風險缺陷；半導體屏蔽層劃傷缺陷的放電量通常在50pC~500pC，放電相位集中在電壓峰值附近，屬于高風險缺陷；沿面放電缺陷的放電量通常大于2000pC，相位分布覆蓋整個正負半周，屬于極高風險缺陷，需要立即安排消缺。目前主流的OWTS系統均內置符合DL/T 1815-2018標準的缺陷分類規則，可自動給出缺陷的風險等級與處置建議。

三、技術優勢與局限性

OWTS作為當前交聯聚乙烯電纜檢測的主流技術，其技術優勢與應用局限性均較為明顯，行業應用中需結合實際場景選擇合適的檢測方案。

從技術優勢來看，OWTS具備四個核心特點：一是非破壞性，振蕩電壓的總作用時間不超過2s，施加的總能量僅為傳統工頻耐壓試驗的1/1000左右，不會對電纜絕緣造成不可逆損傷，也不會像直流耐壓試驗那樣在絕緣中積累空間電荷，試驗完成后電纜可直接投入運行；二是缺陷檢出靈敏度高，根據中國電力科學研究院2024年的驗證試驗結果，OWTS對直徑大于0.1mm的氣隙缺陷、深度大于0.5mm的半導體屏蔽層缺陷的檢出率可達92%以上，遠高于超低頻耐壓試驗的37%【3】；三是現場適用性強，主流10kV電壓等級的OWTS設備重量僅為傳統工頻耐壓試驗裝置的1/5，接線流程簡便，單段3km長度的10kV交聯聚乙烯電纜測試時間不超過40分鐘，檢測效率較超低頻局放測試提升60%；四是定位精度高，對于長度1km~5km的交聯聚乙烯電纜，OWTS的缺陷定位誤差普遍小于1m，可直接指導運維人員開挖檢修，避免不必要的線路開挖成本。

從應用局限性來看，OWTS存在四個明確的適用邊界：一是僅適用于停電檢測，OWTS測試需要將被測電纜退出運行，無法實現帶電狀態下的實時狀態監測，不適用于無法安排停電計劃的核心保電線路；二是超長電纜測試性能下降，當被測電纜長度超過15km時，振蕩電壓的衰減速度過快，無法滿足10個完整振蕩周期的標準要求，局放信號的信噪比會下降30%以上，檢測準確率降低至75%以下；三是多中間接頭電纜測試易出現誤判，當被測電纜包含3個及以上中間接頭時，不同接頭的反射信號會產生疊加，容易導致缺陷誤判，誤判率*高可達25%，需要結合其他檢測手段進行交叉驗證；四是無法評估均勻性絕緣劣化，OWTS僅能檢出局部集中缺陷，對于交聯聚乙烯電纜的整體水樹老化、熱老化等均勻性劣化，無法給出定量評估結果，需要結合超低頻介損測試等手段完成整體狀態評估。

四、技術標準與規范要求

目前國內針對OWTS的技術標準體系已基本完善，覆蓋設備生產、現場測試、缺陷判定全流程，為技術的規模化應用提供了規范依據。

國際標準層面，IEC 60270:2015《高壓試驗技術 局部放電測量》規定了振蕩波電壓下局部放電測量的校準方法、放電量計量要求，明確局放校準的不確定度應不大于±10%；IEC 60060-3:2018《高壓試驗技術 第3部分：現場試驗的定義和要求》明確了阻尼振蕩波電壓的波形參數要求，振蕩頻率范圍應為10Hz~500Hz，衰減系數應滿足至少10個周期的振蕩要求，電壓波形的畸變率應不超過5%。

國內行業標準層面，DL/T 846.6-2018《高電壓測試設備通用技術條件 第6部分：振蕩波局部放電測試儀》規定了OWTS設備的技術參數、試驗方法、檢驗規則，要求10kV電壓等級設備的*小可檢測放電量不大于10pC，35kV等級設備不大于20pC，110kV等級設備不大于50pC，設備的環境適應溫度范圍為-10℃~40℃；DL/T 1815-2018《交聯聚乙烯電力電纜振蕩波局部放電測試導則》明確了測試的適用范圍、試驗流程、缺陷判定規則，規定10kV交聯聚乙烯電纜的試驗電壓為1.7U0，35kV為1.6U0，110kV為1.5U0，當測試過程中出現大于500pC的持續局部放電信號時，應判定為存在嚴重缺陷，需要進行停電檢修；DL/T 596-2021《電力設備預防性試驗規程》將振蕩波局放測試列為10kV~110kV交聯聚乙烯電纜預防性試驗的可選項目，對于投運超過10年、運行環境惡劣、經歷過短路故障的電纜，推薦優先采用OWTS進行檢測。

電網企業標準層面，*電網Q/GDW 11354-2014《電力電纜振蕩波局部放電測試技術規范》細化了現場測試的抗干擾措施、數據判定規則，明確現場測試前應拆除電纜兩端的避雷器、電壓互感器等附屬設備，避免信號干擾；南方電網Q/CSG 1205018-2019《電力設備預防性試驗規程》將OWTS列為10kV~35kV交聯聚乙烯電纜交接試驗的推薦項目，要求新建電纜投運前應優先開展振蕩波局放測試。

五、應用場景與選型建議

OWTS的應用場景已覆蓋交聯聚乙烯電纜全生命周期的狀態評估，設備選型需結合測試需求、應用場景明確核心參數要求。

在應用場景方面，OWTS主要適用于四類場景：一是新建電纜交接試驗，10kV~110kV交聯聚乙烯電纜敷設完成后，在投運前采用OWTS進行檢測，排查敷設過程中造成的機械損傷、終端接頭安裝缺陷，2025年國網系統新建10kV電纜交接試驗中OWTS的覆蓋率已達到78%；二是在運電纜預防性試驗，對于投運滿5年的35kV及以上電纜、投運滿8年的10kV電纜，每3~5年開展一次振蕩波局放測試，排查潛伏性絕緣缺陷，2024年國網系統通過OWTS檢測發現的嚴重缺陷共2176處，消缺后避免停電損失超過12億元；三是故障后電纜評估，電纜發生短路、接地故障后，對故障段相鄰的電纜段進行OWTS測試，排查是否存在未擊穿的關聯缺陷，避免故障重復發生；四是老舊電纜壽命評估，結合超低頻介損測試結果，采用OWTS檢測集中缺陷，為老舊電纜的更換、改造提供數據支撐，降低不必要的改造投資。

在選型建議方面，需重點關注四個核心參數：一是電壓等級匹配，根據被測電纜的*高電壓等級選擇設備，10kV及以下電纜可選額定輸出電壓35kV的設備，35kV電纜需選擇額定輸出電壓90kV的設備，110kV電纜需選擇額定輸出電壓220kV的設備；二是*小可檢測放電量，應滿足DL/T 846.6-2018的要求，10kV等級設備*小可檢測放電量≤10pC，35kV等級≤20pC，110kV等級≤50pC；三是振蕩頻率調節范圍，應覆蓋20Hz~300Hz，可根據被測電纜的電容自動調節諧振頻率，保證振蕩波形符合標準要求；四是配套分析軟件，應具備缺陷自動識別、定位計算、報告自動生成功能，內置符合DL/T 1815-2018的缺陷判定規則，可自動給出缺陷等級建議。例如康高特自研的RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統，額定輸出電壓35kV，*小可檢測放電量≤5pC，適配0.1μF~10μF的被測電纜電容，覆蓋長度100m~15km的10kV交聯聚乙烯電纜測試需求，內置AI輔助缺陷識別模型，對典型缺陷的識別準確率可達90%以上，適用于配網電纜的批量檢測需求。

六、技術發展趨勢與展望

隨著配網狀態檢修體系的不斷完善，OWTS技術正朝著便攜化、智能化、多技術融合的方向發展，未來應用邊界將進一步拓展。

一是便攜式、一體化設備開發，目前主流的10kV OWTS設備重量普遍在80kg以上，未來隨著高壓碳化硅半導體器件的升級，設備重量有望降低至30kg以內，實現單人可搬運，進一步提升復雜現場環境下的檢測效率，適配城市地下管廊、山區線路等交通不便場景的檢測需求。

二是與帶電檢測技術的融合，將OWTS的離線檢測結果與高頻局放、接地電流監測等帶電檢測數據打通，建立電纜絕緣狀態的多源數據評估模型，提升缺陷判定的準確率，將多中間接頭電纜的缺陷誤判率降低至10%以下，為電纜全生命周期狀態管理提供完整的數據支撐。

三是AI缺陷識別模型的優化，基于大樣本的現場測試數據，訓練針對不同電壓等級、不同運行年限、不同敷設場景電纜的缺陷識別模型，實現對水樹老化、熱老化等均勻性劣化的間接評估，拓展OWTS的應用范圍，逐步替代部分傳統的絕緣老化檢測手段。

四是高壓電纜測試標準的完善，未來2~3年，國內將出臺針對110kV及以上高壓交聯聚乙烯電纜的OWTS測試標準，進一步規范高壓電纜的振蕩波局放測試流程，統一缺陷判定閾值，提升不同廠家設備測試結果的可比性，推動OWTS技術在高壓電纜檢測領域的規模化應用。

參考文獻

【1】 中國電力企業聯合會. 2025年全國電力可靠性分析報告[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.

【2】 *電網有限公司設備管理部. 2025年配網狀態檢測技術應用白皮書[R]. 北京: *電網有限公司, 2025.

【3】 中國電力科學研究院. 2024年振蕩波局部放電測試技術檢測準確率驗證報告[R]. 北京: 中國電力科學研究院, 2024.

【4】 DL/T 846.6-2018, 高電壓測試設備通用技術條件 第6部分：振蕩波局部放電測試儀[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【5】 DL/T 1815-2018, 交聯聚乙烯電力電纜振蕩波局部放電測試導則[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【6】 IEC 60060-3:2018, High-voltage test techniques - Part 3: Definitions and requirements for on-site tests[S]. Geneva: International Electrotechnical Commission, 2018.