高压电缆是电力系统远距离输电的核心设备，其绝缘性能直接关系电网安全。气候环境（如高温、高湿度、盐雾等）是引发电缆绝缘老化、产生局部放电的重要诱因——局部放电作为电缆早期故障的“预警信号”，能反映绝缘内部的微缺陷状态。因此，在气候环境试验中模拟真实场景，开展局部放电量测试，是评估电缆耐环境性能、预防故障的关键手段，需结合环境因素的诱导机制与测试技术要点，确保结果准确可靠。

气候环境因素对高压电缆局部放电的诱导机制

高温是加速电缆绝缘老化的主要因素之一。电缆绝缘材料（如交联聚乙烯XLPE）长期处于高温环境中，会发生热氧老化，分子链断裂产生微裂纹——这些微裂纹会形成局部电场集中区，当电场强度超过绝缘材料的击穿场强时，就会引发局部放电。例如，XLPE电缆在80℃以上环境中，微裂纹的数量会随时间呈指数级增长，放电概率显著提升。

高湿度环境会导致水分渗入电缆绝缘层。电缆外护套若存在微小破损，空气中的水分会通过扩散作用进入绝缘内部，形成导电通道——这些通道会降低局部绝缘电阻，使电场分布不均，进而诱发放电。尤其当湿度超过90%时，水分易在绝缘与导体的界面处聚集，形成“水树枝”，其放电量会随水树枝长度增加而增大。

盐雾环境中的氯离子、钠离子等腐蚀性离子，会逐渐腐蚀电缆外护套（如聚氯乙烯PVC护套）。外护套破损后，盐雾会直接接触绝缘层，在绝缘表面形成导电盐层——盐层会引发表面放电，若盐层渗入绝缘内部，还会加剧内部微缺陷的发展，导致局部放电量急剧上升。沿海地区运行的电缆，盐雾诱导的放电故障占比可达30%以上。

高压电缆气候环境试验中局部放电测试的试样制备要求

试样需完整保留电缆的实际结构，包括导体、绝缘层、金属护套、外护套等，避免因结构破坏引入额外缺陷。试样长度一般为1-3米——过短会导致终端放电干扰占比过大，过长则会增加试验箱的空间需求，通常以“能覆盖电缆典型绝缘缺陷”为原则。

试样两端需安装符合标准的终端（如预制式XLPE终端或环氧应力锥终端），终端的绝缘性能需与电缆本体匹配，避免终端自身产生局部放电。终端安装时要严格控制应力锥的位置，确保电场均匀分布——若应力锥偏移，终端的局部电场会超过设计值，引发虚假放电，干扰测试结果。

试样表面需进行清洁处理：用无水乙醇擦拭去除油污、灰尘，用砂纸打磨去除表面划痕（若有）。若试样表面存在损伤，需标记损伤位置，测试时重点监测该区域的放电信号——表面损伤会成为水分、盐雾的渗入通道，是局部放电的高发区。

试样的代表性至关重要。需选取不同生产批次、不同运行年限（如全新电缆、运行5年的电缆）的试样，或选取实际故障电缆的典型段（如曾发生过局部放电的部位），确保测试结果能反映电缆的整体耐环境性能，而非个别试样的特殊状态。

局部放电测试中传感器的选择与安装要点

高频电流传感器（HFCT）是气候环境试验中最常用的传感器之一。它通过检测电缆接地线上的高频电流脉冲（10kHz-100MHz）来识别局部放电，具有安装方便（直接夹在接地线上）、灵敏度高（可检测pC级放电量）的优点。但需注意，HFCT易受其他接地回路的干扰，安装时应靠近试样一端，远离试验箱的接地端子。

超高频传感器（UHF）适合检测电缆绝缘内部的高频放电信号（300MHz-3GHz）。它通过接收绝缘内部放电产生的超高频电磁波来工作，抗干扰能力强——因为环境中的电磁干扰（如手机信号、电源谐波）多集中在低频段，难以进入UHF的检测范围。UHF传感器的安装方式有两种：

一、粘贴在电缆终端的绝缘套管上，二、在电缆护套上开直径5-10mm的小窗（不破坏绝缘层），将传感器嵌入其中。

声学传感器（AE）主要用于局部放电的定位。它通过检测放电产生的弹性波（100kHz-1MHz）来确定放电位置，适合识别“哪个部位的绝缘出现缺陷”。安装时需用耦合剂（如硅脂）将传感器粘贴在电缆表面，每隔0.5米安装一个，形成阵列——通过不同传感器接收信号的时间差，可计算出放电点的位置。但AE传感器受环境噪声影响大，若试验箱内有风扇、泵等设备，需先关闭这些设备再测试。

传感器需定期校准。用标准脉冲源（如pC级校准源）连接到传感器的检测回路，输出已知幅值的脉冲信号，记录传感器的输出电压——若输出电压与校准源的幅值不符，需调整传感器的增益或更换传感器。校准周期一般为每测试10个试样后进行一次，确保测试数据的准确性。

高温环境下局部放电量测试的关键注意事项

高温试验箱需满足均匀加热要求。试验箱内的温度分布差异应不超过±2℃，避免试样局部过热——若某段电缆温度比其他部位高10℃以上，该段的绝缘老化速度会显著加快，导致放电量异常升高，影响对整体性能的评估。可在试样表面粘贴多个温度传感器，实时监测温度分布。

测试需在温度稳定后进行。当试验箱达到设定温度（如60℃、80℃）后，需恒温2小时再开始测试——因为电缆绝缘材料的介电常数会随温度变化而变化，温度未稳定时，绝缘内部的电场分布不均，放电信号会出现波动。例如，XLPE材料的介电常数在25℃时约为2.3，在80℃时约为2.1，若温度未稳定，放电量的测试误差可达20%以上。

需记录不同温度点的放电量。例如，从40℃开始，每升高20℃测试一次，直到120℃（XLPE电缆的长期允许工作温度）。观察放电量随温度的变化趋势：若放电量随温度升高而线性增加，说明绝缘老化是“渐进式”的；若放电量突然增大（如温度从80℃升至100℃时，放电量从50pC增至200pC），则说明绝缘内部已出现严重缺陷（如微裂纹扩展为孔洞）。

要注意高温对传感器的影响。HFCT的线圈电阻会随温度升高而增大，导致灵敏度下降——例如，温度从25℃升至80℃时，线圈电阻会增加约20%，传感器的输出电压会降低15%左右。因此，高温环境下测试前，需重新校准HFCT的灵敏度，避免因传感器性能变化导致数据偏差。

高湿度环境下局部放电测试的干扰抑制方法

高湿度环境易导致试验箱内出现凝露，凝露附着在电缆表面或传感器上，会产生虚假放电信号（如表面泄漏电流引起的脉冲）。因此，试验前需对试样进行干燥处理：将试样放入80℃的干燥箱中干燥4小时，去除绝缘内部的水分——干燥后的试样，绝缘电阻应不低于1000MΩ·km（XLPE电缆的标准要求）。

试验箱内需安装除湿装置。可采用冷冻除湿或吸附除湿（如用硅胶吸附水分），将相对湿度控制在90%±5%——这个湿度范围既能模拟高湿环境，又能避免凝露产生。若试验过程中发现凝露，需立即停止测试，待凝露消失后再重新开始。

传感器表面需涂防凝露涂层。例如，在HFCT或UHF传感器表面涂一层硅橡胶涂层，能防止水分附着——硅橡胶的疏水性能好，凝露会形成水珠滚落，不会在传感器表面形成连续的水膜。涂层厚度需控制在0.5-1mm，过厚会影响传感器的信号接收灵敏度。

数据处理时需用滤波算法。采用带通滤波器（如中心频率100MHz，带宽50MHz）去除低频的凝露干扰信号——凝露产生的虚假放电信号频率一般在10kHz以下，而电缆内部的局部放电信号频率在100MHz以上，通过滤波可有效区分两者。

盐雾环境下局部放电测试的护套完整性评估

盐雾试验需符合标准要求。盐溶液浓度为5%NaCl（质量分数），喷雾量为1-2ml/(h·cm²)，试验温度为35℃——这些参数模拟了沿海地区的盐雾环境（沿海地区的盐雾浓度约为3-5mg/m³）。喷雾时需确保盐雾均匀覆盖试样表面，避免局部未被覆盖。

需监测外护套的绝缘电阻。用绝缘电阻测试仪（如500V兆欧表）定期测试外护套的绝缘电阻——若绝缘电阻下降到1MΩ以下，说明外护套已被盐雾腐蚀，产生了微小孔洞，盐雾中的离子已渗入绝缘层。此时需重点检测绝缘层的放电量：离子会在绝缘内部形成导电通道，使局部电场强度升高，引发放电。

要区分表面放电与内部放电。盐雾会在电缆表面沉积盐层，导致表面放电——表面放电的信号频率较低（一般在10-100kHz），且PRPD图谱呈“宽相位分布”（放电脉冲出现在整个电压周期内）；而内部放电的信号频率较高（100MHz以上），PRPD图谱呈“窄相位分布”（放电脉冲集中在电压峰值附近）。通过频率分析和PRPD图谱，可有效区分两者。

需观察终端的盐沉积情况。终端表面的盐沉积会导致表面电场集中，引发终端放电——若终端表面出现白色盐霜，需用湿布擦拭干净后重新测试。若擦拭后放电信号消失，说明是盐沉积引起的表面放电；若放电信号仍存在，则说明终端内部已出现缺陷（如绝缘套管开裂）。

局部放电量测试数据的有效性验证方法

用相位分辨局部放电（PRPD）图谱验证。内部放电的PRPD图谱具有明显的相位相关性：放电脉冲主要集中在电压波形的正半周或负半周的峰值附近（如0°-90°或180°-270°），且脉冲数量随电压升高而增加。而外部干扰（如电源谐波、电磁辐射）的PRPD图谱无固定相位，脉冲分布杂乱无章。

用脉冲波形分析验证。内部放电的脉冲上升时间短（一般为ns级），脉冲宽度窄（10-100ns）；而外部干扰的脉冲上升时间长（μs级），脉冲宽度宽（1-10μs）。例如，电源干扰的脉冲上升时间约为1μs，而XLPE电缆内部放电的脉冲上升时间约为10ns，通过示波器观察脉冲波形可区分。

用定位方法验证。用AE传感器阵列定位放电位置：若放电点位于电缆绝缘内部（如距离表面1-5mm处），则信号来自内部放电；若放电点位于电缆表面或终端，则是外部干扰。例如，某试样的放电信号定位在电缆中间位置的绝缘内部，说明是内部微裂纹引发的放电；若定位在终端的应力锥处，则是终端安装不当引发的放电。

需重复测试验证。同一试样在相同环境条件下测试3次，若3次的放电量偏差不超过10%，说明数据有效；若偏差超过20%，则需检查试样是否有损伤、传感器是否松动，或环境条件是否稳定（如温度、湿度波动过大）。重复测试能有效排除偶然因素的影响，确保结果可靠。