充电桩电缆局放在线监测

文章由山东华科信息技术有限公司提供

在新能源汽车产业高速发展背景下，充电基础设施运行可靠性成为影响用户体验的关键因素。本文聚焦暂态地电压（TEV）检测原理在充电桩电缆局放监测中的创新应用，系统解析其技术特征与工程实践价值。

一、充电桩电缆局放成因分析

充电桩电缆长期处于高频充放电循环状态，其绝缘老化机制具有特殊性：

机械应力累积：频繁插拔导致电缆接头机械磨损，绝缘层产生微裂纹

热效应叠加：大电流充电时导体温升可达60℃，加速有机绝缘材料老化

电压波动冲击：快充过程中电压瞬变幅度达直流1000V级，易引发电场畸变

当绝缘缺陷尺寸达到毫米级时，局部放电产生的暂态地电压信号即可被检测到，其频谱范围覆盖3MHz-100MHz，幅值可达数百毫伏。

二、暂态地电压检测原理

TEV检测基于麦克斯韦方程组中的位移电流理论，当电缆绝缘局部缺陷引发放电时，脉冲电流通过接地系统传导，在设备金属外壳与接地点之间形成瞬态电压信号。监测系统采用电容耦合式传感器，通过以下技术实现精准检测：

宽频带检测模块，动态阈值判断机制，相位分辨技术（PRPD模式识别）

传感器安装于电缆接头处，无需断开线路即可实现非侵入式监测，检测灵敏度高。

三、智能监测系统架构

TEV信号特征提取（幅值、相位、重复率）

环境噪声滤波（50Hz工频及其谐波抑制）

无线通信模块

支持LoRa/NB-IoT双模传输，适应户外充电桩分布式部署需求。数据上传至云平台后，通过以下算法处理：

放电趋势分析（指数平滑法预测绝缘劣化）

健康指数评估（融合温升、负荷率等多维数据）

预警等级划分（三级预警机制）

机械防护设计

传感器适应-20℃~75℃工作环境。采用磁吸式安装结构，短时间内即可完成单台设备部署。

四、工程应用价值

运维模式革新

实现从"定期巡检"到"实时监测"的转变，预计：

计划外停机减少

年度维护成本降低

充电安全提升

通过早期绝缘缺陷预警，有效避免以下事故：

电缆接头烧毁引发的充电中断

绝缘击穿导致的短路火灾

接触不良造成的人员触电风险

能源管理优化

监测数据与充电桩运营平台深度集成，实现：

动态负荷调控（避免过载运行）

充电策略优化（平衡效率与设备寿命）

碳足迹追踪（支持绿色充电认证）

五、行业发展趋势

未来随着800V高压快充平台普及，充电桩电缆工作电压突破直流1500V，对局放监测提出更高要求。融合TEV检测与超声波定位的复合监测系统，正在从单一参数监测向多维度状态感知演进。据预测，2026年充电设施在线监测市场规模将突破15亿元，年复合增长率达41%。

在新型电力系统中，基于暂态地电压检测的充电桩电缆局放监测技术，通过构建"感知-诊断-治理"闭环管理体系，正在为新能源汽车产业高质量发展提供关键技术支撑。