電纜故障的快速準(zhǔn)確定位,是保障電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行、提升供電可靠性的核心環(huán)節(jié)。根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)《2025年電力工業(yè)運(yùn)行分析報(bào)告》統(tǒng)計(jì),截至2025年末,我國(guó)10kV及以上地埋電力電纜總長(zhǎng)度已達(dá)632.7萬(wàn)公里,同比增長(zhǎng)8.2%,隨著城市配網(wǎng)入地改造進(jìn)度加快,地埋電纜占比已超過(guò)配網(wǎng)線路總長(zhǎng)度的47%【1】。與此同時(shí),地埋電纜受敷設(shè)環(huán)境復(fù)雜、外力破壞、絕緣老化等因素影響,年平均故障發(fā)生率達(dá)2.3次/百公里,故障排查平均耗時(shí)占搶修總時(shí)長(zhǎng)的68%,傳統(tǒng)人工排查方式已無(wú)法滿足當(dāng)前供電可靠性的要求。地埋電纜故障定位儀作為電纜故障排查的核心設(shè)備,其規(guī)范操作直接決定定位精度與搶修效率,本指南依據(jù)現(xiàn)行電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)編制,覆蓋電纜故障定位儀使用全流程,可為電力運(yùn)維、施工單位的電纜故障定位操作提供標(biāo)準(zhǔn)化參考。
一、應(yīng)用場(chǎng)景導(dǎo)入
地埋電纜故障定位儀的核心功能是在不大面積開挖路面的前提下,精準(zhǔn)識(shí)別地埋電纜的故障位置、路徑走向與埋深,其應(yīng)用場(chǎng)景主要覆蓋四類核心作業(yè)需求。第一類是故障應(yīng)急處置場(chǎng)景,當(dāng)?shù)芈耠娎|發(fā)生絕緣擊穿、線路跳閘等故障時(shí),可通過(guò)設(shè)備快速定位故障點(diǎn),壓縮搶修時(shí)長(zhǎng),符合*電網(wǎng)有限公司2025年發(fā)布的《配網(wǎng)故障搶修時(shí)效提升導(dǎo)則》中“10kV地埋電纜故障平均定位時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)4小時(shí)”的管控要求。第二類是預(yù)防性試驗(yàn)場(chǎng)景,按照《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》(DL/T 596-2021)要求,地埋電纜每3-5年需開展一次絕緣狀態(tài)檢測(cè),當(dāng)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)局部放電超標(biāo)、絕緣電阻下降等潛伏性缺陷時(shí),可通過(guò)地埋電纜故障定位儀鎖定缺陷位置,提前處置避免故障爆發(fā)【2】。第三類是新建電纜驗(yàn)收?qǐng)鼍埃稀峨姎庋b置安裝工程 電纜線路施工及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(GB 50168-2018)的驗(yàn)收要求,在電纜敷設(shè)完成后、投運(yùn)前,排查敷設(shè)過(guò)程中產(chǎn)生的外破損傷、接頭接觸不良等質(zhì)量缺陷,避免帶病投運(yùn)。第四類是老舊電纜改造場(chǎng)景,針對(duì)運(yùn)行年限超過(guò)20年的地埋電纜,在改造前全面排查隱性故障點(diǎn),為改造方案編制提供數(shù)據(jù)支撐,降低改造后的故障復(fù)發(fā)率。本電纜故障定位教程覆蓋上述四類場(chǎng)景的操作要求,可適配不同作業(yè)場(chǎng)景的定位需求。
二、設(shè)備準(zhǔn)備與檢查
規(guī)范的開機(jī)前檢查是保障電纜故障定位操作順利開展、測(cè)試數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提,需按照組件核查、性能校驗(yàn)、環(huán)境適配、防護(hù)準(zhǔn)備四個(gè)步驟執(zhí)行。首先是組件核查,地埋電纜故障定位儀通常由測(cè)距主機(jī)、高壓發(fā)生裝置、信號(hào)耦合器、路徑探測(cè)探頭、定點(diǎn)儀拾音器、接地系統(tǒng)、測(cè)試連接線七大組件構(gòu)成,作業(yè)前需對(duì)照設(shè)備清單逐一核查,確認(rèn)組件無(wú)缺失、外觀無(wú)破損、接口無(wú)氧化松動(dòng),目前市場(chǎng)上主流的地埋電纜故障定位儀(如康高特關(guān)羽/赤兔高能量電纜故障定位儀、云長(zhǎng)高精度電纜故障測(cè)距儀)均已集成測(cè)距、路徑探測(cè)、定點(diǎn)功能,可滿足不同電壓等級(jí)電纜的測(cè)試需求。其次是性能校驗(yàn),按照《高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件 第6部分:電纜故障探測(cè)儀》(DL/T 846.6-2018)的要求,設(shè)備開機(jī)后首先核查電池電量,主機(jī)續(xù)航需不低于8小時(shí),高壓發(fā)生裝置供電正常;隨后采用標(biāo)準(zhǔn)長(zhǎng)度測(cè)試電纜開展校準(zhǔn),測(cè)距誤差需控制在±0.5%以內(nèi),定點(diǎn)誤差需控制在±0.3m以內(nèi),未達(dá)校準(zhǔn)要求的設(shè)備不得投入現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)【3】。第三是現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境適配,作業(yè)前需核查測(cè)試點(diǎn)周邊電磁環(huán)境,測(cè)試點(diǎn)距離變電站主變、高壓架空線等強(qiáng)電磁干擾源的距離需不小于10m,當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)接地電阻大于4Ω時(shí),需增設(shè)臨時(shí)接地極,確保設(shè)備接地可靠。第四是防護(hù)裝備準(zhǔn)備,作業(yè)人員需配備符合安全標(biāo)準(zhǔn)的絕緣手套、絕緣靴、安全帽,開展10kV及以上電壓等級(jí)電纜的高壓測(cè)試時(shí),需額外配備屏蔽服、放電棒等防護(hù)裝備。上述檢查流程均納入電纜故障定位儀使用指南的強(qiáng)制要求,不得省略。
三、標(biāo)準(zhǔn)操作流程
電纜故障定位操作需遵循“先判性質(zhì)、再粗測(cè)距、后定路徑、*終定點(diǎn)”的標(biāo)準(zhǔn)化流程,所有操作需符合《電力電纜故障測(cè)試方法導(dǎo)則》(DL/T 1153-2012)的技術(shù)要求【4】。
第一步是故障性質(zhì)預(yù)判。作業(yè)前首先通過(guò)兆歐表測(cè)試電纜絕緣電阻,低壓電纜采用500V兆歐表,10kV電纜采用2500V兆歐表,35kV及以上電纜采用5000V兆歐表,根據(jù)測(cè)試結(jié)果劃分故障類型:電阻小于100Ω為低阻故障,電阻大于100Ω且小于10倍電纜特性阻抗為高阻故障,絕緣電阻正常但存在電壓閃絡(luò)現(xiàn)象為閃絡(luò)性故障,相間斷路為斷線故障,不同故障類型對(duì)應(yīng)不同的測(cè)試方法,可有效提升測(cè)試效率。
第二步是粗測(cè)(故障測(cè)距)。低阻故障、斷線故障采用低壓脈沖法測(cè)試,主機(jī)發(fā)射脈沖寬度可在1μs~10μs范圍內(nèi)調(diào)節(jié),采樣頻率不低于100MHz,根據(jù)脈沖反射時(shí)間差計(jì)算故障距離,計(jì)算公式為L(zhǎng)=v*t/2,其中v為電纜中的電波傳播速度,交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜波速為170m/μs,油紙絕緣電纜波速為160m/μs,需根據(jù)電纜出廠參數(shù)準(zhǔn)確設(shè)置;高阻故障、閃絡(luò)性故障采用高壓閃絡(luò)法(沖閃法)測(cè)試,沖擊電壓等級(jí)設(shè)置為電纜額定電壓的1.5倍,如10kV電纜沖擊電壓設(shè)置為15kV,記錄故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的反射波時(shí)間差,計(jì)算故障距離。粗測(cè)完成后需至少重復(fù)測(cè)試2次,兩次測(cè)試結(jié)果偏差需小于1%,取平均值作為*終粗測(cè)結(jié)果。
第三步是路徑探測(cè)。當(dāng)電纜路由臺(tái)賬不清晰時(shí),需先開展路徑探測(cè),通過(guò)路徑儀向電纜芯線注入1kHz~15kHz的音頻信號(hào),作業(yè)人員持接收探頭沿預(yù)估路由移動(dòng),信號(hào)強(qiáng)度*高的位置即為電纜走向,埋深測(cè)試采用45°傾角法,測(cè)試誤差需控制在±10%以內(nèi),探測(cè)結(jié)果需與現(xiàn)有臺(tái)賬逐一核對(duì),存在偏差的需更新電纜臺(tái)賬信息。
第四步是*定點(diǎn)。在粗測(cè)故障點(diǎn)前后100m的范圍內(nèi)開展定點(diǎn)作業(yè),通過(guò)高壓發(fā)生裝置向電纜施加沖擊電壓,使故障點(diǎn)產(chǎn)生放電聲波與電磁波,作業(yè)人員持定點(diǎn)儀拾音器沿電纜路徑移動(dòng),聲波信號(hào)強(qiáng)度*高的位置即為故障點(diǎn),定點(diǎn)誤差需控制在±0.3m以內(nèi)。
第五步是結(jié)果驗(yàn)證。故障點(diǎn)挖掘完成后,對(duì)比定位位置與實(shí)際故障點(diǎn)的偏差,偏差超出標(biāo)準(zhǔn)要求的需重新開展測(cè)試,測(cè)試數(shù)據(jù)需如實(shí)記錄,形成完整的電纜故障測(cè)試報(bào)告存檔。上述流程為電纜故障定位儀使用的標(biāo)準(zhǔn)化操作要求,可覆蓋95%以上地埋電纜故障的定位需求。
四、常見問(wèn)題與解決方法
電纜故障定位操作受現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境、設(shè)備參數(shù)設(shè)置、人員操作水平等因素影響,易出現(xiàn)測(cè)試異常問(wèn)題,結(jié)合中國(guó)電力科學(xué)研究院2024年發(fā)布的《配網(wǎng)電纜故障測(cè)試常見問(wèn)題處置手冊(cè)》,針對(duì)四類高頻問(wèn)題給出標(biāo)準(zhǔn)化解決方案【5】。第一類是低壓脈沖法測(cè)試無(wú)反射波,主要原因包括故障電阻過(guò)高超出低壓脈沖法檢測(cè)閾值、測(cè)試線接觸不良、脈沖寬度設(shè)置不合理,解決方法為首先檢查測(cè)試接線是否牢固,適當(dāng)增大脈沖寬度,若仍無(wú)反射波則更換為高壓沖閃法開展測(cè)試。第二類是路徑探測(cè)信號(hào)干擾大,主要原因包括周邊存在其他帶電電纜、金屬管道等強(qiáng)干擾源,發(fā)射信號(hào)頻率與干擾信號(hào)頻率重合,解決方法為切換發(fā)射信號(hào)頻率,避開干擾頻段,或采用感應(yīng)耦合法替代直接耦合法注入信號(hào),降低干擾影響。第三類是定點(diǎn)時(shí)聲波信號(hào)弱,主要原因包括故障點(diǎn)放電能量不足、電纜埋深超過(guò)2m、故障點(diǎn)位于電纜接頭內(nèi)部,解決方法為適當(dāng)提高沖擊電壓的能量等級(jí),采用振動(dòng)傳感器替代傳統(tǒng)空氣拾音器,或結(jié)合局部放電檢測(cè)信號(hào)輔助判斷。第四類是測(cè)距誤差偏大,主要原因包括波速參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤、電纜中間接頭長(zhǎng)度未計(jì)入總長(zhǎng)度、電纜存在彎折段,解決方法為核對(duì)電纜出廠資料的波速參數(shù),調(diào)取電纜敷設(shè)臺(tái)賬扣除中間接頭的長(zhǎng)度,結(jié)合路由探測(cè)結(jié)果修正電纜實(shí)際長(zhǎng)度參數(shù),重新計(jì)算故障距離。
五、安全注意事項(xiàng)
地埋電纜故障定位操作涉及高壓試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)開挖等高危作業(yè)環(huán)節(jié),需嚴(yán)格遵守《電力安全工作規(guī)程 發(fā)電廠和變電站電氣部分》(GB 26860-2011)的要求,落實(shí)三類安全管控措施。首先是高壓測(cè)試安全管控,高壓發(fā)生裝置輸出端需串聯(lián)限流電阻,阻值不小于1MΩ/V,測(cè)試區(qū)域需設(shè)置硬質(zhì)圍欄,懸掛“高壓危險(xiǎn)”警示標(biāo)識(shí),安排專人值守,無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入測(cè)試區(qū)域;作業(yè)人員與高壓帶電部分的安全距離需符合等級(jí)要求,10kV不小于0.7m,35kV不小于1m,110kV不小于1.5m;每次測(cè)試完成后需對(duì)高壓電容、電纜芯線充分放電,放電時(shí)間不小于3分鐘,放電時(shí)先接接地端,再接測(cè)試端,嚴(yán)禁在未完全放電的情況下插拔測(cè)試線。其次是現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)安全管控,在市政道路、居民小區(qū)等公共區(qū)域作業(yè)時(shí),需按規(guī)定設(shè)置警示樁、警示標(biāo)識(shí),夜間作業(yè)需增設(shè)警示燈,避免交通事故;挖掘故障點(diǎn)前需采用管線探測(cè)儀探明地下燃?xì)狻⒐┧⑼ㄐ诺绕渌芫€的位置,避免挖損其他公共設(shè)施造成次生事故。第三是設(shè)備操作安全管控,嚴(yán)禁超出設(shè)備額定電壓等級(jí)開展測(cè)試,高壓測(cè)試時(shí)設(shè)備需放置在絕緣墊上,避免外殼帶電,雷雨、大霧等惡劣天氣下不得開展室外高壓測(cè)試作業(yè)。
六、維護(hù)保養(yǎng)建議
規(guī)范的維護(hù)保養(yǎng)可有效延長(zhǎng)地埋電纜故障定位儀的使用壽命,保障測(cè)試精度穩(wěn)定,需落實(shí)四項(xiàng)保養(yǎng)要求。首先是日常存儲(chǔ)管理,設(shè)備需存儲(chǔ)在干燥、通風(fēng)的環(huán)境中,存儲(chǔ)溫度控制在-10℃~40℃,相對(duì)濕度不超過(guò)85%,避免陽(yáng)光直射,嚴(yán)禁與腐蝕性物質(zhì)共同存放;設(shè)備內(nèi)置鋰電池長(zhǎng)期閑置時(shí),需每3個(gè)月完成一次完整的充放電循環(huán),避免電池虧電失效。其次是定期校準(zhǔn)核查,按照《電纜故障測(cè)試儀校準(zhǔn)規(guī)范》(JJF 1635-2017)的要求,設(shè)備每年需送具備計(jì)量檢定資質(zhì)的機(jī)構(gòu)開展校準(zhǔn),校準(zhǔn)合格后方可投入使用;每次完成重大故障搶修作業(yè)后,也需采用標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試電纜開展性能核查,確認(rèn)精度符合要求后再存儲(chǔ)【6】。第三是作業(yè)后清潔維護(hù),每次使用完成后,需清理測(cè)試線、探頭、接口處的灰塵、泥水等污染物,接口處擦拭干凈后加蓋防塵帽,避免進(jìn)水受潮造成設(shè)備損壞。第四是固件升級(jí)維護(hù),定期關(guān)注設(shè)備廠商的固件更新通知,及時(shí)升級(jí)測(cè)距算法、干擾抑制算法,提升復(fù)雜場(chǎng)景下的測(cè)試性能,禁止安裝非官方發(fā)布的固件版本,避免造成設(shè)備功能異常。
七、實(shí)戰(zhàn)案例分享
本案例來(lái)自國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司2025年發(fā)布的《配網(wǎng)故障搶修典型案例集》,為10kV地埋電纜故障定位實(shí)操場(chǎng)景【7】。案例背景:2025年7月,蘇州市工業(yè)園區(qū)10kV星湖線跳閘,重合閘失敗,影響周邊12個(gè)居民小區(qū)、3家工業(yè)用戶供電,電纜全長(zhǎng)2.3km,為交聯(lián)聚乙烯絕緣地埋電纜,投運(yùn)年限8年。測(cè)試過(guò)程:作業(yè)人員首先開展故障性質(zhì)預(yù)判,采用2500V兆歐表測(cè)試,A相對(duì)地絕緣電阻為2.1kΩ,屬于高阻故障;隨后采用高壓沖閃法開展粗測(cè),使用康高特云長(zhǎng)高精度電纜故障測(cè)距儀,設(shè)置沖擊電壓15kV,測(cè)得故障距離首端1.27km,兩次測(cè)試偏差為0.1%,符合精度要求;隨后開展路徑探測(cè),確認(rèn)電纜路由與臺(tái)賬一致,埋深0.8m;在粗測(cè)故障點(diǎn)前后100m范圍內(nèi)開展定點(diǎn)作業(yè),測(cè)得1.27km位置處聲波信號(hào)強(qiáng)度*高,判定為故障點(diǎn)。結(jié)果驗(yàn)證:挖掘后發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)為電纜外護(hù)套被市政施工鉆頭劃傷,造成絕緣擊穿,實(shí)際故障位置與定位位置偏差為0.2m,符合DL/T 846.6-2018的精度要求,整個(gè)定位過(guò)程耗時(shí)2小時(shí)15分鐘,遠(yuǎn)低于國(guó)網(wǎng)規(guī)定的4小時(shí)管控閾值,為后續(xù)搶修節(jié)省了大量時(shí)間,有效降低了停電損失。
參考文獻(xiàn)
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【7】 國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司蘇州供電分公司. 2025年配網(wǎng)故障搶修典型案例集[R]. 蘇州:國(guó)網(wǎng)蘇州供電公司,2025.