祝贺高雪婷在 IEEE TDEI 发表高压电缆老化无损检测研究论文
发布时间：2026-08-09
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- 2026-08-09
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- 祝贺高雪婷在 IEEE TDEI 发表高压电缆老化无损检测研究论文
- 摘要：
- 近日，课题组硕士生高雪婷参与完成的论文《Broadband Impedance Spectrum Resonance Peak Shift Detection for High-Voltage Cable Aging Evaluation》（基于宽频阻抗谱谐振峰偏移检测的高压电缆老化评估）在电气绝缘领域国际期刊《IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation》（IEEE TDEI）上发表，特此祝贺！
- 内容：
- 题目： Broadband Impedance Spectrum Resonance Peak Shift Detection for High-Voltage Cable Aging Evaluation作者： Yongbin Liu, Xueting Gao, Dedong Chang, Xiaoshan Li, Jinghui Gao, Jianying Li, Lisheng Zhong关键词： #高压电缆；#老化评估；#宽频阻抗谱；#无损检测；#谐振峰
一、研究背景
高压电缆是城市供电的"大动脉"，仅国家电网在运高压电缆已超过10万公里，预计2050年将达20万公里。电缆的主绝缘材料——交联聚乙烯（XLPE）——在长期热、电作用下会逐渐老化，威胁供电安全。但电缆敷设在地下和隧道中，现有评估手段主要依赖历史运行数据和绝缘取样试验，缺乏快速、无损的检测方法。因此，如何不开挖、不截样就能判断整条电缆的老化程度，是工程上亟待解决的问题。二、主要内容
1、XLPE材料老化规律对XLPE试样在125℃下开展120天加速热老化试验，测试其力学与介电性能随老化时间的变化。结果表明：老化60天左右材料由"抗氧剂消耗期"进入"加速老化期"，介电常数和介电损耗显著增大。据此以介电参数为阈值，将老化状态划分为未老化、轻度老化、严重老化三个等级；结合Arrhenius方程推算，两个阈值大致对应实际运行约18.5年和27.8年。2、电缆高频波传播模型将高压电缆等效为同轴传输线，建立分布参数阻抗模型。绝缘老化引起介电常数和损耗增大，会导致电缆特性阻抗下降、高频衰减增大、波速减慢——反映在阻抗频谱上，就是谐振峰位置向低频方向移动。以一条546 m新建220 kV电缆验证，模型计算与实测谐振峰位置偏差仅约2.5%，模型精度满足工程要求。3、基于谐振峰偏移的老化分级判据以第一个谐振峰频率的相对偏移量作为老化判据：偏移小于11.3%为未老化，11.3%～17.0%为轻度老化，超过17.0%为严重老化。该相对指标不受电缆长度和绝缘厚度影响，可推广至不同电压等级线路；综合考虑电缆尺寸制造偏差与测试误差，方法最大误差为−2%～1.3%。适用电缆长度范围为20 m～2 km。4、在运电缆现场验证对三条实际线路进行测试评估：一条新建220 kV电缆（546 m）评估为未老化；一条运行10年的110 kV电缆（743 m）谐振峰偏移12.74%，评估为轻度老化；一条运行20年的110 kV电缆（约120 m）偏移18.52%，评估为严重老化。评估结果与电缆实际服役年限和状态相符。三、研究意义
该方法只需在电缆首端注入1 V低压扫频信号，无需停电加压、无需截取样品，即可实现整条电缆老化状态的快速、无损、分级评估，可为电缆的检修、更换决策和电网安全运行提供技术支撑。四、引用信息
Y. Liu, X. Gao, D. Chang, X. Li, J. Gao, J. Li, and L. Zhong, "Broadband Impedance Spectrum Resonance Peak Shift Detection for High-Voltage Cable Aging Evaluation," IEEE Transactions on Dielectrics and Electrical Insulation, 2026.