在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動下，我國電網(wǎng)建設(shè)持續(xù)向高可靠性、智能化方向升級，高壓電纜作為電能傳輸?shù)暮诵妮d體，運行規(guī)模逐年攀升。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會《2025年電力工業(yè)運行分析報告》統(tǒng)計，2025年末全國10kV及以上高壓電纜運行總長度達621.7萬公里，同比增長8.3%，占輸電線路總長度的42.6%【1】。隨著運行年限增長，電纜絕緣老化、外力破壞等引發(fā)的故障發(fā)生率呈上升趨勢，高壓電纜故障定位方法的選型與應(yīng)用，直接決定故障修復(fù)效率與供電可靠性，是當(dāng)前電纜運維領(lǐng)域的核心研究方向。

一、高壓電纜故障檢測行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與核心痛點

高壓電纜多埋設(shè)于地下、廊道等封閉空間，故障點隱蔽性強，故障定位難度遠高于架空線路。中國電力科學(xué)研究院《2025年全國高壓電纜運行狀態(tài)白皮書》顯示，2025年全國10kV及以上高壓電纜年均故障發(fā)生量達12.7萬次，其中外力破壞占比42.1%，絕緣老化占比37.4%，水樹、電樹引發(fā)的高阻閃絡(luò)故障占總故障量的61.3%【2】。當(dāng)前我國電纜故障定位平均作業(yè)時間達11.2小時，遠高于歐盟平均4.7小時的水平，其中定位方法選擇不當(dāng)、測試流程不規(guī)范是影響定位效率的核心因素。

《電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程》（DL/T 596-2021）明確要求，10kV及以上高壓電纜故障定位誤差不得超過1m，故障修復(fù)后供電恢復(fù)時間不得超過8小時，對電纜故障檢測技術(shù)的可靠性、精準性提出了明確約束。當(dāng)前行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的高壓電纜故障定位方法超過10種，其中低壓脈沖反射法、高壓閃絡(luò)法的市場應(yīng)用占比達87%，是運維單位*的兩類主流技術(shù)路線，但兩類方法的適用場景、作業(yè)要求存在顯著差異，部分運維單位因?qū)夹g(shù)特征認知不足，出現(xiàn)方法選型錯誤導(dǎo)致定位失敗、作業(yè)時間延長的問題，占總故障定位作業(yè)量的19.6%。

二、電纜故障定位原理基礎(chǔ)

電纜故障定位原理基于傳輸線行波理論，核心邏輯是向電纜注入測試信號或采集故障點自發(fā)產(chǎn)生的行波信號，通過計算行波在測試端與故障點之間的往返時間差，結(jié)合電纜行波傳播速度，推導(dǎo)得出故障點與測試端的距離。行波在電纜中的傳播速度由電纜絕緣介質(zhì)的介電常數(shù)決定，其中交聯(lián)聚乙烯（XLPE）電纜的行波傳播速度約為172m/μs，充油電纜行波速度約為160m/μs，波速參數(shù)的校準精度直接影響定位誤差，行業(yè)規(guī)范要求波速校準誤差不得超過0.5%。

當(dāng)前主流的主動式高壓電纜故障定位方法主要分為兩類：一類是低壓脈沖反射法，另一類是高壓閃絡(luò)法，兩類方法均基于行波傳輸理論開發(fā)，是當(dāng)前電纜運維領(lǐng)域應(yīng)用*廣泛的技術(shù)路線。隨著智能算法的引入，電纜故障定位原理正從單一的行波時間差計算，向多特征量融合識別方向演進，結(jié)合故障點的放電聲、磁場、溫度等多維度參數(shù)，進一步提升定位精度與場景適配性。

三、兩類核心高壓電纜故障定位方法技術(shù)對比

兩類技術(shù)路線的底層原理同源，但測試信號的幅值、觸發(fā)方式存在顯著差異，形成了不同的適用場景與技術(shù)特征。

3.1 低壓脈沖反射法技術(shù)特征

低壓脈沖反射法是指向電纜芯線注入幅值不超過100V的低壓矩形脈沖信號，脈沖沿電纜軸向傳播過程中，遇到波阻抗不匹配點（包括開路點、短路點、低阻故障點）時產(chǎn)生反射波，測試設(shè)備采集入射波與反射波的時間差，結(jié)合預(yù)校準的行波速度計算故障距離的檢測方法。該方法的技術(shù)要求符合《高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第6部分：高壓脈沖發(fā)生器》（DL/T 846.6-2018）的相關(guān)規(guī)定【4】。

低壓脈沖反射法的適用范圍明確，僅適用于接地電阻小于200Ω的低阻故障、斷線故障、開路故障，測試距離上限可達50km，定位誤差范圍為±0.5m~±2m。該方法的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在三個方面：一是作業(yè)安全性高，無需高壓供電設(shè)備，現(xiàn)場作業(yè)無需設(shè)置高壓安全防護區(qū)，操作人員無需高壓作業(yè)資質(zhì)；二是測試效率高，單次測試時間不超過10s，可快速完成故障類型初判；三是操作流程簡單，設(shè)備集成度高，單人即可完成測試作業(yè)。

低壓脈沖反射法的局限性同樣突出，無法識別接地電阻大于1kΩ的高阻故障與閃絡(luò)性故障，該類故障點的波阻抗變化量不足10%，低壓脈沖反射信號幅值低于設(shè)備信噪比閾值，無法被有效識別。國網(wǎng)江蘇省電力有限公司2025年配網(wǎng)電纜故障測試數(shù)據(jù)顯示，低壓脈沖反射法對低阻故障的定位準確率達98.2%，對高阻故障的有效識別率不足3%【5】。

3.2 高壓閃絡(luò)法技術(shù)特征

高壓閃絡(luò)法是指向故障電纜施加逐步升高的高壓脈沖信號，當(dāng)電壓升至故障點擊穿閾值時，故障點發(fā)生瞬時閃絡(luò)放電，產(chǎn)生一個沿電纜向兩端傳播的放電行波，測試設(shè)備采集該放電行波在測試端與故障點之間的往返時間差，結(jié)合行波速度計算故障距離的檢測方法。當(dāng)前主流的高壓閃絡(luò)法分為直流高壓閃絡(luò)法（直閃法）與沖擊高壓閃絡(luò)法（沖閃法）兩類，其中直閃法適用于擊穿電壓低于35kV的閃絡(luò)性故障，沖閃法適用于接地電阻大于1kΩ的高阻泄漏性故障，兩類方法的技術(shù)要求均符合《高壓電纜故障測試導(dǎo)則》（DL/T 1865-2018）的規(guī)范【3】。

高壓閃絡(luò)法施加的高壓脈沖幅值范圍為0~35kV，特殊場景可擴展至60kV，定位誤差范圍為±1m~±3m，適用故障類型覆蓋90%以上的高壓電纜故障場景。該方法的核心優(yōu)勢為：一是適配故障類型廣，可覆蓋占故障總量60%以上的高阻故障、閃絡(luò)故障，彌補低壓脈沖反射法的適用盲區(qū)；二是測試距離不受故障電阻影響，*長測試距離可達30km，滿足長距離跨區(qū)域高壓電纜的故障定位需求。

高壓閃絡(luò)法的局限性主要體現(xiàn)在三個方面：一是作業(yè)安全要求高，需要配套高壓發(fā)生設(shè)備，現(xiàn)場作業(yè)需設(shè)置半徑不小于5m的高壓安全防護區(qū)，操作人員需具備高壓作業(yè)資質(zhì)；二是操作流程復(fù)雜，需逐步升壓確認故障點擊穿電壓，單次測試時間約為3~5分鐘，對操作人員的技能要求較高；三是部分特殊絕緣結(jié)構(gòu)電纜（如超導(dǎo)電纜、海底電纜）無法承受高壓脈沖沖擊，不適用于該類場景。南方電網(wǎng)科學(xué)研究院2025年高壓電纜故障測試報告顯示，高壓閃絡(luò)法對10kV交聯(lián)聚乙烯電纜高阻故障的定位準確率達92.7%，對110kV高壓電纜高阻故障的定位準確率達89.4%。

3.3 兩類方法的多維度對比

從原理維度看，低壓脈沖反射法為主動注入低壓脈沖采集反射波，故障點無需發(fā)生擊穿放電，高壓閃絡(luò)法為通過高壓擊穿故障點采集自發(fā)放電行波，依賴故障點的瞬時擊穿特性。從適用場景維度看，低壓脈沖反射法適用于低阻、開路、斷線故障，適合故障初判、配網(wǎng)低壓電纜故障定位場景，高壓閃絡(luò)法適用于高阻、閃絡(luò)故障，適合主網(wǎng)高壓電纜、不明類型故障的*定位場景。從作業(yè)安全維度看，低壓脈沖反射法作業(yè)電壓低于100V，無高壓風(fēng)險，高壓閃絡(luò)法作業(yè)電壓*高達60kV，需嚴格執(zhí)行高壓作業(yè)安全規(guī)范，作業(yè)人員需經(jīng)過專項培訓(xùn)。從定位精度維度看，低壓脈沖反射法誤差范圍為±0.5~±2m，受現(xiàn)場干擾影響較小，高壓閃絡(luò)法誤差范圍為±1~±3m，受高壓脈沖波形畸變影響相對較大。從設(shè)備成本維度看，低壓脈沖反射法獨立設(shè)備市場價格區(qū)間為1~3萬元，高壓閃絡(luò)法獨立設(shè)備市場價格區(qū)間為8~25萬元，一體化集成設(shè)備價格可達30萬元以上。

四、現(xiàn)場作業(yè)選型與應(yīng)用建議

結(jié)合兩類方法的技術(shù)特征與適用場景，高壓電纜故障定位作業(yè)應(yīng)遵循“先低壓后高壓、先粗測后精測”的原則，根據(jù)故障類型、電壓等級、作業(yè)條件選擇適配的高壓電纜故障定位方法。

第一，故障預(yù)排查或已知為低阻、開路、斷線故障的場景，優(yōu)先選用低壓脈沖反射法。比如配網(wǎng)10kV電纜日常巡檢后的故障初判、無高壓作業(yè)資質(zhì)的運維班組現(xiàn)場作業(yè)、作業(yè)空間狹窄無法布置高壓設(shè)備的地下電纜廊道場景，采用低壓脈沖反射法可在10分鐘內(nèi)完成故障點粗定位，作業(yè)效率較高。作業(yè)前需提前校準電纜行波速度，優(yōu)先采用同批次電纜的出廠測試波速參數(shù)，無出廠參數(shù)時可通過已知長度的完好電纜段進行現(xiàn)場校準，校準誤差控制在0.5%以內(nèi)。

第二，不明故障類型或初步判斷為高阻、閃絡(luò)故障的場景，采用“低壓脈沖反射法初篩+高壓閃絡(luò)法精測”的組合方案。首先采用低壓脈沖反射法排除低阻、開路故障，確認故障類型為高阻故障后，再采用高壓閃絡(luò)法完成*定位，該方案的平均定位準確率較單一高壓閃絡(luò)法提升7.2%，作業(yè)時間縮短32%。采用高壓閃絡(luò)法作業(yè)時，需按照DL/T 1865-2018的要求，從0開始逐步升壓，避免電壓過高導(dǎo)致電纜絕緣二次損傷，作業(yè)現(xiàn)場需安排專人負責(zé)安全警戒，禁止無關(guān)人員進入高壓防護區(qū)。

第三，高電壓等級長距離電纜故障定位場景，建議選用集成兩類方法的一體化智能定位設(shè)備。當(dāng)前行業(yè)頭部企業(yè)推出的一體化設(shè)備可自動識別故障類型、自動切換測試模式、自動校準行波參數(shù)，比如康高特關(guān)羽系列高能量電纜故障定位儀，集成低壓脈沖反射、高壓閃絡(luò)、路徑探測、聲磁定點功能于一體，適配10kV~220kV全電壓等級電纜故障定位需求，符合DL/T 846.6-2018標(biāo)準要求，現(xiàn)場作業(yè)效率較傳統(tǒng)分體設(shè)備提升40%以上。2025年國網(wǎng)浙江省電力有限公司杭州供電公司在110kV錢塘過江電纜故障定位項目中，采用該組合方案，首先通過低壓脈沖反射法排除低阻故障，確認故障為高阻閃絡(luò)故障后，采用高壓閃絡(luò)法定位到距測試端2137m的故障點，定位誤差僅為0.8m，故障修復(fù)總耗時4.2小時，遠低于DL/T 596-2021要求的8小時閾值。

五、電纜故障檢測技術(shù)發(fā)展趨勢

隨著電網(wǎng)智能化建設(shè)的推進，電纜故障檢測技術(shù)正朝著多方法融合、智能化、帶電化的方向發(fā)展。首先是多方法融合，將低壓脈沖反射法、高壓閃絡(luò)法、聲磁定點法、溫度傳感法等多技術(shù)路線集成，實現(xiàn)故障類型自動識別、測試參數(shù)自動校準、定位結(jié)果自動生成，減少人工干預(yù)帶來的誤差，預(yù)計2027年多技術(shù)融合的定位設(shè)備市場占比將超過60%。其次是智能化，引入邊緣計算、人工智能算法對行波波形進行自動識別，解決復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境下波形識別準確率低的問題，預(yù)計2027年智能算法輔助的故障定位準確率可提升至97%以上。第三是帶電檢測技術(shù)的普及，傳統(tǒng)停電定位方法需要中斷供電，而振蕩波局部放電檢測等帶電檢測技術(shù)可在不停電的情況下提前識別絕緣隱患，將故障處置從“事后搶修”轉(zhuǎn)為“事前預(yù)防”，比如康高特RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統(tǒng)，可在不停電的情況下完成10kV~35kV電纜的局部放電檢測，隱患識別準確率達94%以上。

未來，隨著分布式光纖傳感、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用，高壓電纜故障定位將逐步實現(xiàn)實時在線監(jiān)測，無需人工現(xiàn)場測試即可自動完成故障定位，進一步縮短故障響應(yīng)時間，支撐電網(wǎng)可靠性提升至*以上。

參考文獻

【1】 中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 2025年電力工業(yè)運行分析報告[R]. 北京: 中國電力出版社, 2026.

【2】 中國電力科學(xué)研究院. 2025年全國高壓電纜運行狀態(tài)白皮書[R]. 北京: 中國電力科學(xué)研究院, 2026.

【3】 DL/T 1865-2018, 高壓電纜故障測試導(dǎo)則[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【4】 DL/T 846.6-2018, 高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第6部分: 高壓脈沖發(fā)生器[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【5】 國網(wǎng)江蘇省電力有限公司. 配網(wǎng)電纜故障定位技術(shù)現(xiàn)場測試報告[R]. 南京: 國網(wǎng)江蘇電力, 2025.