隨著我國(guó)城市電網(wǎng)電纜化率的持續(xù)提升，高壓電纜故障定位已經(jīng)成為電力運(yùn)維環(huán)節(jié)的核心難點(diǎn)之一。中國(guó)電力科學(xué)研究院2025年發(fā)布的《高壓電纜運(yùn)行狀態(tài)分析報(bào)告》顯示，全國(guó)10kV及以上高壓電纜年故障量達(dá)17.2萬(wàn)次，其中因電纜故障檢測(cè)技術(shù)選擇不當(dāng)導(dǎo)致的排查延誤占比達(dá)62%。從早期的人工巡線到低壓脈沖法，再到目前主流的弧反射法，高壓電纜故障定位技術(shù)的演進(jìn)直接推動(dòng)了運(yùn)維效率的迭代提升。

一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程

早期高壓電纜故障定位多采用人工巡線、直流電橋法，依賴運(yùn)維人員經(jīng)驗(yàn)，誤差可達(dá)數(shù)十米，排查效率極低。20世紀(jì)90年代低壓脈沖法逐步普及，解決了低阻故障、斷線故障的快速測(cè)距問(wèn)題，大幅縮短了故障排查時(shí)間，但該技術(shù)對(duì)高阻泄漏、閃絡(luò)類故障無(wú)法產(chǎn)生有效反射信號(hào)，適用場(chǎng)景存在明顯局限。

2010年之后，弧反射法技術(shù)逐步成熟，通過(guò)高壓擊穿故障點(diǎn)形成短時(shí)低阻通道，結(jié)合低壓脈沖測(cè)距原理，實(shí)現(xiàn)了全類型電纜故障的精準(zhǔn)測(cè)距，成為目前行業(yè)內(nèi)認(rèn)可度較高的電纜故障檢測(cè)技術(shù)。2026年國(guó)網(wǎng)運(yùn)維統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)前國(guó)內(nèi)35kV及以下配網(wǎng)運(yùn)維中，低壓脈沖法與弧反射法組合使用的覆蓋率已經(jīng)達(dá)到48%，較2023年提升了21個(gè)百分點(diǎn)。

二、核心原理深度解析

低壓脈沖法的核心邏輯為脈沖反射原理：測(cè)試端向電纜注入幅值為10V-50V的低壓窄脈沖，脈沖沿電纜傳播時(shí)遇到阻抗不匹配點(diǎn)（故障點(diǎn)、接頭、終端）會(huì)產(chǎn)生反射波，通過(guò)記錄入射波和反射波的時(shí)間差，結(jié)合電纜的波速參數(shù)，按照公式L=v*t/2（v為電纜波速，交聯(lián)聚乙烯電纜波速通常為170m/μs）即可計(jì)算得出故障點(diǎn)與測(cè)試端的距離。

弧反射法是低壓脈沖法的升級(jí)技術(shù)，針對(duì)高阻故障阻抗偏差小、低壓脈沖無(wú)法產(chǎn)生有效反射的痛點(diǎn)，先通過(guò)高壓發(fā)生單元向故障電纜施加沖擊高壓，使故障點(diǎn)絕緣擊穿形成短時(shí)電弧，此時(shí)故障點(diǎn)的阻抗會(huì)降至低阻狀態(tài)，再同步注入低壓脈沖，即可采集到清晰的故障點(diǎn)反射信號(hào)，待電弧熄滅后再次采集的脈沖波形作為對(duì)照，通過(guò)兩次波形的差值即可精準(zhǔn)計(jì)算故障點(diǎn)位置。

三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限性

低壓脈沖法的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)較為明顯：操作門檻低，無(wú)需配套高壓設(shè)備，測(cè)試過(guò)程無(wú)需等待電纜放電，安全性較高，單次測(cè)試時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)10s，適合故障初篩和低阻故障、斷線故障的快速測(cè)距。但該技術(shù)也存在明確局限性：僅能識(shí)別阻抗偏差大于20%的低阻故障、開路故障，對(duì)于高阻泄漏故障、閃絡(luò)性故障無(wú)法采集到有效反射信號(hào)，測(cè)距誤差通常在±1m-±3m之間，對(duì)于長(zhǎng)度小于100m的短距離電纜，測(cè)試精度會(huì)進(jìn)一步下降。

弧反射法的核心優(yōu)勢(shì)在于場(chǎng)景適配性廣：可覆蓋95%以上的高壓電纜故障類型，包括低壓脈沖法無(wú)法適配的高阻泄漏、閃絡(luò)性故障等場(chǎng)景，測(cè)距精度可達(dá)到±0.5m，能夠大幅縮小后期人工排查的范圍。其局限性主要體現(xiàn)在操作要求較高：需要配套高壓發(fā)生裝置，測(cè)試前需要確認(rèn)電纜全線無(wú)人員接觸，對(duì)操作人員的安全操作規(guī)范要求較高，對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)30km的超長(zhǎng)距離高壓電纜，需要額外配置信號(hào)放大模塊才能采集到有效反射信號(hào)。

四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求

目前國(guó)內(nèi)針對(duì)高壓電纜故障定位的技術(shù)規(guī)范已經(jīng)較為完善，DL/T 1815-2023《高壓電纜故障定位技術(shù)導(dǎo)則》中明確要求，10kV及以上高壓電纜故障定位應(yīng)采用“初測(cè)+精測(cè)”的組合方案，初測(cè)階段可采用低壓脈沖法排查是否存在低阻或斷線故障，若初測(cè)無(wú)有效信號(hào)則應(yīng)采用弧反射法進(jìn)行二次測(cè)試，測(cè)距誤差不得超過(guò)電纜全長(zhǎng)的0.1%且*大誤差不超過(guò)2m【1】。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)層面，IEC 60304-2022《電纜故障檢測(cè)設(shè)備通用技術(shù)要求》中也對(duì)兩種方法的測(cè)試波形存儲(chǔ)、參數(shù)校準(zhǔn)、設(shè)備耐壓等級(jí)等提出了明確的技術(shù)指標(biāo)要求【3】。2025年南方電網(wǎng)發(fā)布的《配網(wǎng)電纜運(yùn)維檢修技術(shù)規(guī)范》中，已將弧反射法納入35kV及以下配網(wǎng)電纜故障定位的*技術(shù)方案。

五、應(yīng)用場(chǎng)景與選型建議

不同場(chǎng)景下的高壓電纜故障類型存在明顯差異，可針對(duì)性選擇對(duì)應(yīng)技術(shù)方案：

一是電網(wǎng)配網(wǎng)運(yùn)維場(chǎng)景，10kV-35kV配網(wǎng)電纜故障多為外力破壞導(dǎo)致的低阻故障、接頭老化導(dǎo)致的閃絡(luò)故障，建議采用低壓脈沖法做初步排查，配合弧反射法做*定位。2025年某省國(guó)網(wǎng)電力公司在全省配網(wǎng)運(yùn)維中推廣該組合方案后，單起故障的平均定位時(shí)長(zhǎng)從4.2小時(shí)縮短至42分鐘，非計(jì)劃停運(yùn)時(shí)長(zhǎng)同比下降37%。

二是軌道交通供電場(chǎng)景，110kV主供電電纜多為深埋敷設(shè)，故障多為絕緣老化導(dǎo)致的高阻閃絡(luò)故障，且運(yùn)維窗口短，建議優(yōu)先選擇集成弧反射法的一體化故障定位設(shè)備，縮短測(cè)試流程。

三是石化、煤礦等特殊場(chǎng)景，存在防爆要求的區(qū)域，可采用帶防爆認(rèn)證的低壓脈沖法前置采集單元，遠(yuǎn)程配套高壓發(fā)生單元完成弧反射法測(cè)試，避免現(xiàn)場(chǎng)高壓作業(yè)帶來(lái)的安全風(fēng)險(xiǎn)。

選型方面，用戶可根據(jù)運(yùn)維的電纜電壓等級(jí)、常見故障類型選擇對(duì)應(yīng)設(shè)備，目前市場(chǎng)上主流的一體化故障定位設(shè)備如康高特關(guān)羽/赤兔高能量電纜故障定位儀，同時(shí)集成低壓脈沖、弧反射、直閃法等多種測(cè)試模式，可覆蓋35kV及以下全類型電纜故障測(cè)試需求，測(cè)距精度符合DL/T 1815-2023的規(guī)范要求，適配多場(chǎng)景的電力運(yùn)維需求。

六、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與展望

隨著電力運(yùn)維數(shù)字化轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，高壓電纜故障定位技術(shù)正朝著“離線+在線”融合的方向發(fā)展，未來(lái)將實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)識(shí)別到故障先兆后，自動(dòng)觸發(fā)離線定位單元完成故障點(diǎn)測(cè)距，大幅縮短故障響應(yīng)時(shí)間。同時(shí)AI波形識(shí)別技術(shù)的融入，將降低對(duì)運(yùn)維人員的波形解讀經(jīng)驗(yàn)要求，進(jìn)一步提升測(cè)試準(zhǔn)確率。

中國(guó)電力科學(xué)研究院2026年發(fā)布的《電力電纜運(yùn)維設(shè)備市場(chǎng)發(fā)展白皮書》預(yù)測(cè)，到2028年，采用弧反射法的智能型電纜故障檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)滲透率將達(dá)到65%以上，將成為支撐電網(wǎng)可靠運(yùn)行的核心技術(shù)裝備之一【2】。

參考文獻(xiàn)

【1】 DL/T 1815-2023, 高壓電纜故障定位技術(shù)導(dǎo)則[S]. *能源局, 2023.

【2】 中國(guó)電力科學(xué)研究院. 2026年電力電纜運(yùn)維設(shè)備市場(chǎng)發(fā)展白皮書[R]. 2026.

【3】 IEC 60304-2022, 電纜故障檢測(cè)設(shè)備通用技術(shù)要求[S]. 國(guó)際電工委員會(huì), 2022.