2025年中國電力科學(xué)研究院發(fā)布的《配網(wǎng)電纜運(yùn)維白皮書》顯示,國內(nèi)10kV及以下配網(wǎng)電纜年均故障發(fā)生率達(dá)0.32次/百公里,單次故障平均停電時(shí)長超4.2小時(shí),電纜故障定位原理的技術(shù)迭代直接決定了運(yùn)維效率的提升。當(dāng)前主流的電纜故障測距原理均基于行波測距技術(shù)衍生,其中低壓脈沖法與高壓閃絡(luò)法的應(yīng)用占比超過90%,兩類方法的適用場景、操作邏輯差異直接決定了運(yùn)維方案的選型。
行波測距是目前行業(yè)普及度較高的電纜故障定位原理,DL/T 850-2025《配網(wǎng)電纜故障定位技術(shù)導(dǎo)則》明確將其列為故障預(yù)定位的*技術(shù)方案【2】。其底層邏輯為:行波在電纜介質(zhì)中的傳播速度穩(wěn)定,約為光速的2/3(即200m/μs),當(dāng)電纜局部出現(xiàn)阻抗不匹配點(diǎn)時(shí),注入或故障點(diǎn)自發(fā)產(chǎn)生的行波信號(hào)會(huì)在阻抗突變點(diǎn)與電纜端頭之間產(chǎn)生往返反射,通過采集反射波的時(shí)間差,即可換算出故障點(diǎn)與測試端的距離。目前絕大多數(shù)商用電纜故障定位設(shè)備的核心算法均基于該原理優(yōu)化,在適配場景下的測距誤差可控制在1米以內(nèi)。
低壓脈沖法是行波測距技術(shù)在低阻故障場景下的典型應(yīng)用,也是入門級(jí)的電纜故障定位原理,其操作邏輯為:由定位設(shè)備向被測電纜注入電壓等級(jí)為10V-50V的低壓脈沖信號(hào),當(dāng)信號(hào)遇到短路、開路、過渡電阻低于100Ω的低阻故障點(diǎn)時(shí),會(huì)因阻抗突變產(chǎn)生明顯的反射波,設(shè)備通過比對入射波與反射波的時(shí)間差完成測距。
該方法的核心優(yōu)勢在于無需外接高壓電源,操作流程簡單,無觸電風(fēng)險(xiǎn),對運(yùn)維人員的技能要求較低,適合市政路燈電纜、軌道交通低壓動(dòng)力電纜、小區(qū)配電低壓電纜等場景的快速排查。2026年南方電網(wǎng)某地市公司的運(yùn)維統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,在適配的低阻故障場景下,低壓脈沖法的平均測試耗時(shí)不超過5分鐘,測距準(zhǔn)確率可達(dá)96%以上。其局限性在于僅能識(shí)別阻抗差異較大的故障點(diǎn),當(dāng)故障點(diǎn)過渡電阻高于1kΩ時(shí),反射波信號(hào)幅值極低,難以被設(shè)備有效識(shí)別,無法完成高阻故障定位。
高壓閃絡(luò)法是針對高阻故障場景開發(fā)的行波測距衍生方案,其原理與低壓脈沖法的主動(dòng)注入信號(hào)模式不同,屬于被動(dòng)采集行波信號(hào)的技術(shù)路徑:通過外接高壓電源向被測電纜施加直流或沖擊高壓,使故障點(diǎn)絕緣被擊穿產(chǎn)生閃絡(luò)放電,該放電過程會(huì)自發(fā)產(chǎn)生行波信號(hào),設(shè)備采集該行波在測試端與故障點(diǎn)之間的往返反射時(shí)間差,即可完成故障測距。根據(jù)加壓方式的不同,高壓閃絡(luò)法可細(xì)分為直流閃絡(luò)法、沖擊高壓閃絡(luò)法兩類,分別適配不同的高阻泄漏故障、閃絡(luò)性故障場景。
目前國內(nèi)配網(wǎng)電纜故障中80%以上為絕緣老化導(dǎo)致的高阻故障,這類故障無法通過低壓脈沖法識(shí)別,高壓閃絡(luò)法成為該類場景的可行預(yù)定位方案,廣泛應(yīng)用于電網(wǎng)變電站10kV出線、光伏/風(fēng)電集電電纜、石化廠區(qū)高壓電纜等場景的故障排查。2025年*電網(wǎng)配網(wǎng)運(yùn)維中心發(fā)布的統(tǒng)計(jì)報(bào)告顯示,高壓閃絡(luò)法在10kV電纜高阻故障場景下的平均測距準(zhǔn)確率可達(dá)92%,可覆蓋90%以上的中高壓電纜故障場景【3】。其局限性在于操作過程需要高壓加壓,需提前做好現(xiàn)場安全隔離,對運(yùn)維人員的操作規(guī)范要求較高,當(dāng)電纜存在多個(gè)中間接頭時(shí),波形識(shí)別的難度會(huì)有所提升。
低壓脈沖法與高壓閃絡(luò)法并無性能層面的優(yōu)劣之分,僅存在適用場景的差異,運(yùn)維團(tuán)隊(duì)可根據(jù)自身服務(wù)場景選擇對應(yīng)的設(shè)備或功能組合。
針對以低壓電纜運(yùn)維為主的場景,比如市政運(yùn)維單位、軌道交通運(yùn)維部門,故障類型多為短路、開路、低阻接地,可優(yōu)先選擇搭載成熟低壓脈沖法功能的定位設(shè)備,滿足快速排查、安全操作的需求。針對以中高壓電纜運(yùn)維為主的場景,比如電網(wǎng)運(yùn)維單位、新能源電站運(yùn)維團(tuán)隊(duì),故障多為絕緣老化導(dǎo)致的高阻故障,需選擇同時(shí)支持低壓脈沖法與高壓閃絡(luò)法的全功能設(shè)備,覆蓋所有故障類型。針對第三方電力運(yùn)維這類跨場景服務(wù)的團(tuán)隊(duì),可選擇搭載波形自動(dòng)識(shí)別功能的集成式設(shè)備,比如康高特關(guān)羽/赤兔高能量電纜故障定位儀、云長高精度電纜故障測距儀,設(shè)備可自動(dòng)識(shí)別故障類型匹配對應(yīng)測試方法,降低對運(yùn)維人員經(jīng)驗(yàn)的要求,提升跨場景作業(yè)效率。
【1】中國電力科學(xué)研究院. 2025年中國配網(wǎng)電纜運(yùn)維白皮書[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.
【2】DL/T 850-2025, 配網(wǎng)電纜故障定位技術(shù)導(dǎo)則[S]. 北京: 中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì), 2025.
【3】*電網(wǎng)有限公司配網(wǎng)運(yùn)維部. 2025年配網(wǎng)電纜故障排查效率統(tǒng)計(jì)報(bào)告[R]. 北京: *電網(wǎng)有限公司, 2026.