近30多年來,國內、外電力電纜制造技術迅速發展,全球電力電纜投運回路的數量迅猛增長,截止2004年底,我國電力裝機總容量達到4.4億千瓦,據初步統計分析,2005年投產機組約為6840萬至7000萬千瓦之間,全國裝機容量將達到5.1億至5.2億千瓦,發電量約為2.5萬億千瓦時左右,到2020年,將增加到9.4億千瓦,全社會用電量將達到約46000億千瓦時。電力裝機總容量快速增加的同時,電網建設與改造在全國大范圍展開,據統計2001年全國年度全國新增輸電線路總計14302.46公里,2001年年底全國輸電線路回路總長度達到了781854公里。
一般認為電力電纜在正常環境中的壽命為20-30年。然而由于電力電纜的制造工藝、產品質量、安裝運行環境,以及電纜敷設在電纜溝或直接埋于地下,敷設環境與使用狀態會極大的影響電纜的壽命。長期同土壤、水分、潮氣接觸,絕緣易受到腐蝕滲透,再加上電纜制造或安裝時的局部缺陷,都有可能使得電纜在運行中出現故障,甚至導致電纜本身或其附件的擊穿,一旦出現電纜擊穿事故,小則引起用戶長時間停電,嚴重時整個社會進入癱瘓狀態。如果故障得不到及時排除,將會造成嚴重的經濟損失和社會影響。因此如何準確、快速、經濟地探測到電纜故障點,多年來一直是國內外有關工程技術人員所研究的熱點。
電力電纜在電、熱、機械外力、水、油、有機化合物、酸、堿、鹽及微生物作用下,常常發生老化。實際上老化的原因很復雜,常常是多因素的,高壓電力絕緣電纜的絕緣破壞事故約占高壓電氣設備事故的40%左右。因此,分析老化原因,掌握老化現象與類型是非常重要的。從實際線路歸納電力電纜的老化原因和老化形態,一般認為局部放電、電樹枝、水樹枝的發生,是影響電纜及其附件絕緣性能降低的主要原因,且頻度較高。
國內外運行經驗和研究成果表明:電力電纜性能早期劣化或使用壽命很大程度上取決于其絕緣介質的樹枝狀老化,而局部放電測量是定量分析樹枝狀劣化程度的有效方法之一。所以局部放電測量是電纜絕緣監測工作的關鍵,電力電纜局部放電量與其絕緣狀況密切相關,局部放電量的變化預示著電纜絕緣一定存在著可能危及電纜安全運行的缺陷。首先,在局部放電過程中,電離出來的電子、正負離子在電場力的作用下具有較大的能量,當它們撞到絕緣內空氣隙的絕緣壁時,足以打斷絕緣材料高分子的化學鍵,產生裂解。其次,在放電點上,介質發熱可達到很高的溫度,使得絕緣材料在放電點被燒焦或融化;溫度升高還會產生熱裂解或促使氧化裂解;同時溫度升高會增大介質的電導和損耗,由此產生惡性循環,導致絕緣體破壞。在局部放電過程中還會產生許多活性生成物,這些生成物會腐蝕絕緣體,使得介質性能劣化。局部放電還有可能產生X射線或Y射線,這兩種射線具有較高的能量,能夠促使高分子裂解。除此之外,連續爆破性的放電以及放電產生的高壓氣體都會使絕緣體產生微裂,從而發展成電樹枝。在運行電壓下,局放能存在于電樹枝、孔隙、裂紋、雜質以及剝離的界面上,當絕緣中存在微孔或絕緣層與內、外半導電層間有空隙時,將由于局部放電侵蝕絕緣而使絕緣性降低,以至發生老化形態,表現為絕緣擊穿,以至于使得整個電網進入癱瘓狀態。因此,對電力電纜絕緣的局部放電進行在線檢測是及時發現故障隱患、預測運行壽命及保障電力電纜安全可靠運行的重要手段。