隨著國(guó)內(nèi)城市電網(wǎng)入地改造的推進(jìn)，2025年*電網(wǎng)有限公司運(yùn)檢部發(fā)布的《配網(wǎng)電纜運(yùn)行狀態(tài)白皮書》顯示，全國(guó)10kV及以上電力電纜保有量突破580萬(wàn)公里，年均故障發(fā)生率達(dá)到0.23次/百公里【1】。電力電纜故障測(cè)距作為故障排查的核心環(huán)節(jié)，直接決定了故障復(fù)電的效率，對(duì)于降低電網(wǎng)停運(yùn)損失、保障用電可靠性具有重要意義。目前主流的電纜故障距離測(cè)量技術(shù)以行波法測(cè)距、電壓降法為主，兩類技術(shù)各有適用場(chǎng)景，是電力電纜故障探測(cè)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的技術(shù)路線。

一、技術(shù)背景與發(fā)展歷程

早期的電力電纜故障排查依賴人工巡線、分段測(cè)試的方式，排查效率極低，針對(duì)埋地電纜、穿管電纜的故障定位往往需要耗費(fèi)數(shù)天時(shí)間。20世紀(jì)80年代，國(guó)內(nèi)開始引進(jìn)國(guó)外的行波測(cè)距技術(shù)，*初應(yīng)用于110kV及以上高壓輸電電纜的故障排查；90年代國(guó)內(nèi)科研院所開始自主研發(fā)適配配網(wǎng)場(chǎng)景的故障測(cè)距技術(shù)，電壓降法因?yàn)椴僮鞅憬荨?duì)短距離電纜適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，逐漸在低壓配網(wǎng)、工業(yè)場(chǎng)景得到推廣。進(jìn)入2020年后，隨著電力電子技術(shù)、信號(hào)識(shí)別技術(shù)的進(jìn)步，兩類技術(shù)的測(cè)距精度、適用場(chǎng)景不斷拓展，目前已經(jīng)覆蓋了從0.4kV低壓電纜到500kV高壓電纜的全電壓等級(jí)故障排查需求。

二、核心原理深度解析

2.1 行波法測(cè)距原理

行波法測(cè)距的核心理論基于傳輸線的行波傳輸特性，當(dāng)電纜發(fā)生故障時(shí)，故障點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生向電纜兩端傳播的脈沖行波，行波在電纜中以固定的速度（約為光速的2/3，隨電纜絕緣介質(zhì)類型略有差異）傳輸，通過(guò)測(cè)量行波在電纜首端與故障點(diǎn)之間的往返傳輸時(shí)間，即可通過(guò)公式L=v×t/2計(jì)算得到故障點(diǎn)距離首端的距離，其中L為故障距離，v為行波傳輸速度，t為行波往返時(shí)間。根據(jù)注入信號(hào)的類型不同，行波法可分為低壓脈沖法和高壓閃絡(luò)法兩類，低壓脈沖法適合低阻故障、開路故障的測(cè)距，高壓閃絡(luò)法則適配高阻閃絡(luò)性故障的測(cè)距場(chǎng)景。

2.2 電壓降法原理

電壓降法的核心基于歐姆定律，通過(guò)向故障相電纜施加穩(wěn)定的直流電流，故障點(diǎn)前后的導(dǎo)體電壓降與導(dǎo)體長(zhǎng)度成正比，通過(guò)測(cè)量首端電壓與故障點(diǎn)電壓的比值，結(jié)合電纜的全長(zhǎng)參數(shù)，即可換算得到故障點(diǎn)的距離。電壓降法可分為低壓電壓降法和高壓電壓降法兩類，低壓電壓降法適合阻值在1kΩ以下的低阻故障，高壓電壓降法可適配阻值*高至10MΩ的中高阻故障。

三、技術(shù)優(yōu)勢(shì)與局限性

兩類技術(shù)的適用場(chǎng)景差異明顯，中國(guó)電力科學(xué)研究院2025年發(fā)布的《電力電纜故障測(cè)距技術(shù)測(cè)試報(bào)告》中，針對(duì)不同場(chǎng)景的兩類技術(shù)測(cè)試結(jié)果顯示，兩類技術(shù)的優(yōu)劣勢(shì)存在較強(qiáng)的互補(bǔ)性【2】。

行波法測(cè)距的優(yōu)勢(shì)在于測(cè)距精度高，針對(duì)長(zhǎng)度超過(guò)3km的電纜，測(cè)距相對(duì)誤差可控制在0.1%以內(nèi)，且不需要提前獲取電纜的導(dǎo)體電阻率、準(zhǔn)確截面積等參數(shù)，適配多段拼接的長(zhǎng)距離輸電電纜場(chǎng)景。其局限性在于針對(duì)長(zhǎng)度不足100米的短距離低壓電纜，行波反射信號(hào)的分辨率不足，測(cè)距誤差會(huì)明顯升高，同時(shí)針對(duì)高阻故障需要配合高壓沖擊設(shè)備使用，現(xiàn)場(chǎng)操作需要遵守高壓作業(yè)安全規(guī)范。

電壓降法的優(yōu)勢(shì)在于操作流程簡(jiǎn)單，信號(hào)識(shí)別難度低，運(yùn)維人員經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單培訓(xùn)即可上手，針對(duì)長(zhǎng)度1km以內(nèi)的短距離電纜，測(cè)距誤差可控制在2米以內(nèi)，且不需要高壓信號(hào)注入，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全性更高。其局限性在于需要提前獲取電纜的準(zhǔn)確全長(zhǎng)、導(dǎo)體電阻率等參數(shù)，若電纜存在中間接頭、導(dǎo)體老化導(dǎo)致電阻率不均勻的情況，測(cè)距誤差會(huì)有所升高，同時(shí)針對(duì)阻值超過(guò)10MΩ的高阻故障，電流注入難度大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效測(cè)距。

四、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求

目前國(guó)內(nèi)針對(duì)電力電纜故障測(cè)距的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)形成完善的體系，DL/T 1824-2023《電力電纜故障測(cè)距裝置技術(shù)條件》中明確規(guī)定，行波法測(cè)距裝置的靜態(tài)誤差不得超過(guò)量程的0.5%，電壓降法測(cè)距裝置的靜態(tài)誤差不得超過(guò)量程的0.2%，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行誤差均不得超過(guò)量程的1%【3】。IEC 62458-2022《電力電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通用要求》中也對(duì)在線式故障測(cè)距裝置的響應(yīng)時(shí)間、測(cè)量精度做出了明確要求【4】。此外DL/T 2010-2024《配網(wǎng)電纜運(yùn)維檢修規(guī)程》中明確提出，10kV及以上電纜故障排查應(yīng)優(yōu)先采用行波法與電壓降法結(jié)合的測(cè)距方案，提升故障排查效率【5】。

五、應(yīng)用場(chǎng)景與選型建議

結(jié)合兩類技術(shù)的特性，不同場(chǎng)景下的選型可參考以下方向：

第一是主網(wǎng)輸電場(chǎng)景，針對(duì)110kV及以上、長(zhǎng)度超過(guò)5km的長(zhǎng)距離輸電電纜，優(yōu)先選擇行波法測(cè)距設(shè)備，可滿足長(zhǎng)距離下的高精度測(cè)距需求。針對(duì)主網(wǎng)長(zhǎng)距離電纜運(yùn)維需求，康高特自研的云長(zhǎng)高精度電纜故障測(cè)距儀支持雙端行波同步采樣，采樣頻率達(dá)到200MHz，測(cè)距精度符合DL/T 1824-2023的一級(jí)精度要求，已在多個(gè)省級(jí)電網(wǎng)的220kV及以上電纜運(yùn)維中投入應(yīng)用。

第二是配網(wǎng)及市政場(chǎng)景，針對(duì)10kV及以下配網(wǎng)電纜、市政路燈電纜，此類電纜長(zhǎng)度多在3km以內(nèi)，故障類型覆蓋低阻、高阻、開路等多種類型，建議選擇行波法與電壓降法二合一的集成式設(shè)備，可根據(jù)故障類型靈活切換測(cè)距模式，提升適配性。

第三是工業(yè)及軌道交通場(chǎng)景，針對(duì)石化、軌道交通站內(nèi)的短距離低壓電纜，此類電纜長(zhǎng)度普遍不足1km，且故障以低阻、開路為主，優(yōu)先選擇電壓降法的設(shè)備，操作便捷，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全性高，可快速完成測(cè)距定位。

選型過(guò)程中需注意，所有測(cè)距設(shè)備應(yīng)符合DL/T 1824-2023的相關(guān)要求，同時(shí)結(jié)合運(yùn)維團(tuán)隊(duì)的技術(shù)能力、常見(jiàn)故障類型選擇適配的設(shè)備。

六、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)與展望

2026年電力電纜故障測(cè)距技術(shù)的發(fā)展方向主要集中在三個(gè)維度：一是兩類技術(shù)的融合應(yīng)用越來(lái)越廣泛，集成兩種測(cè)距模式的設(shè)備占比持續(xù)提升，可覆蓋95%以上的常見(jiàn)電纜故障場(chǎng)景；二是AI技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步提升行波信號(hào)的識(shí)別精度，針對(duì)復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)的噪聲干擾、微弱反射信號(hào)的識(shí)別準(zhǔn)確率可提升30%以上，進(jìn)一步優(yōu)化短距離場(chǎng)景下的行波法測(cè)距精度；三是在線式故障測(cè)距技術(shù)的普及，通過(guò)在電纜線路上安裝分布式行波采集終端，可實(shí)現(xiàn)故障發(fā)生后秒級(jí)自動(dòng)測(cè)距，無(wú)需人工現(xiàn)場(chǎng)操作，大幅提升故障排查效率。未來(lái)隨著技術(shù)的不斷迭代，電力電纜故障測(cè)距的精度、效率還將持續(xù)提升，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供更強(qiáng)的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

【1】 *電網(wǎng)有限公司運(yùn)檢部. 配網(wǎng)電纜運(yùn)行狀態(tài)白皮書[R]. 2025.

【2】 中國(guó)電力科學(xué)研究院. 電力電纜故障測(cè)距技術(shù)測(cè)試報(bào)告[R]. 2025.

【3】 DL/T 1824-2023, 電力電纜故障測(cè)距裝置技術(shù)條件[S].

【4】 IEC 62458-2022, 電力電纜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通用要求[S].

【5】 DL/T 2010-2024, 配網(wǎng)電纜運(yùn)維檢修規(guī)程[S].