在“雙碳”目標驅(qū)動下，我國電網(wǎng)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型進程加速，電力電纜憑借供電可靠性高、占地空間小等優(yōu)勢，在輸配電網(wǎng)絡(luò)中的占比持續(xù)提升。根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會《2025年電力電纜運行狀態(tài)分析報告》數(shù)據(jù)顯示，截至2025年底，我國10kV及以上電力電纜累計敷設(shè)長度已突破680萬公里，同比增長8.7%，其中配網(wǎng)電纜占比達到72%【1】。隨著電纜服役年限增長，絕緣老化、外力破壞等因素引發(fā)的故障發(fā)生率逐年上升，2025年全國10kV及以上電纜年平均故障發(fā)生率達到0.32次/百公里，因電纜故障導致的停電時長占配網(wǎng)總停電時長的41%，快速精準的電纜故障定位已成為保障電網(wǎng)供電可靠性的核心需求。

電纜故障定位儀作為電力電纜測試的核心設(shè)備，其技術(shù)路線的選擇直接決定了故障排查效率與定位精度。當前行業(yè)主流的故障檢測原理主要分為兩類：適用于故障距離粗測的高壓沖閃法，以及適用于故障點*定位的聲磁同步法，兩類技術(shù)在適配場景、檢測精度、操作要求等方面存在顯著差異，本文基于*標準與實測數(shù)據(jù)對兩類技術(shù)進行深度對比，為電力運維單位的設(shè)備選型與工程應(yīng)用提供參考。

一、電力電纜故障檢測的行業(yè)需求與標準框架

電纜故障檢測的核心目標是在盡可能短的時間內(nèi)確定故障點位置，降低停電損失。傳統(tǒng)人工排查模式依賴運維人員沿線路逐段巡檢，平均排查時長超過6小時，無法滿足當前電網(wǎng)的可靠性要求。隨著配網(wǎng)精益化運維要求提升，故障定位技術(shù)的標準化、規(guī)范化成為行業(yè)共識。

*能源局發(fā)布的《電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程》（DL/T 596-2021）明確要求，10kV及以上電纜每1~3年開展一次預防性試驗，故障發(fā)生后應(yīng)在4小時內(nèi)完成定位修復，核心供電區(qū)域要求縮短至2小時【2】。行業(yè)標準《電纜故障定位儀技術(shù)條件》（DL/T 1817-2018）對電纜故障定位儀的測量誤差、環(huán)境適應(yīng)性、安全性能等核心指標作出了明確規(guī)定，將設(shè)備定位誤差限值設(shè)定為不超過±1%測距值或±2m（取較大值）。

當前電力電纜測試的標準流程分為三個環(huán)節(jié)：一是故障性質(zhì)判斷，通過絕緣電阻測試等手段確定故障為低阻、高阻或閃絡(luò)型；二是粗測定位，確定故障點所在的大致區(qū)間，誤差通常在數(shù)米至數(shù)十米級別；三是*定點，確定故障點的*位置，誤差要求控制在1米以內(nèi)。高壓沖閃法與聲磁同步法分別對應(yīng)粗測、精測兩個核心環(huán)節(jié)，兩類技術(shù)的配合使用是當前行業(yè)公認的高效檢測方案。

二、兩類核心故障檢測原理的技術(shù)內(nèi)涵

（一）高壓沖閃法技術(shù)原理

高壓沖閃法是電力電纜測試中應(yīng)用*廣泛的粗測技術(shù)，其核心原理基于脈沖反射理論。操作過程中，電纜故障定位儀的高壓脈沖單元向故障電纜施加10~35kV的可調(diào)沖擊高壓，迫使故障點絕緣擊穿產(chǎn)生閃絡(luò)放電，放電脈沖信號沿電纜向兩端傳輸，設(shè)備通過采集脈沖信號的發(fā)射時間與反射時間差，結(jié)合電纜內(nèi)的電波傳播速度，即可計算出故障點與測試端的距離。

根據(jù)國際電工委員會《電力電纜檢測設(shè)備 *部分：脈沖反射類設(shè)備通用要求》（IEC 60271-1:2023）規(guī)定，交聯(lián)聚乙烯電纜的電波傳播速度取值范圍為160~170m/μs，高壓沖閃法的測量誤差應(yīng)不超過±1%測距值或±2m（取較大值）【3】。高壓沖閃法可適配低阻故障、高阻故障、閃絡(luò)型故障等所有常見電纜故障類型，僅需在電纜一端施加信號即可完成測量，無需沿線移動設(shè)備，是當前粗測環(huán)節(jié)的主流技術(shù)路線。

（二）聲磁同步法技術(shù)原理

聲磁同步法是故障*定點環(huán)節(jié)的核心技術(shù)，其原理基于故障點放電產(chǎn)生的聲信號與磁信號的傳播速度差。當故障點在高壓沖擊下發(fā)生放電時，會同時產(chǎn)生電磁波信號與聲波振動信號，其中電磁波信號的傳播速度接近光速，幾乎可以被設(shè)備瞬時接收，而聲波信號在土壤、電纜溝中的傳播速度約為300~500m/s，設(shè)備通過計算兩種信號的接收時間差，即可判斷故障點與檢測探頭的距離。

根據(jù)《電力電纜故障聲磁同步定位裝置技術(shù)要求》（GB/T 37546-2019）規(guī)定，聲磁同步法的定位誤差應(yīng)不超過±0.5m，聲信號采樣頻率應(yīng)不低于200kHz，磁信號采樣頻率應(yīng)不低于1MHz。聲磁同步法可實現(xiàn)故障點的米級甚至亞米級定位，有效彌補了高壓沖閃法粗測誤差較大的不足，是當前*定點環(huán)節(jié)的*技術(shù)。

三、聲磁同步法與高壓沖閃法的多維度對比分析

（一）適配場景對比

高壓沖閃法適用于所有電壓等級、所有敷設(shè)方式、所有故障類型的粗測定位，尤其適合長距離輸電電纜（110kV及以上，長度超過5km）的故障區(qū)間排查，僅需在電纜一端施加信號即可完成測量，不受敷設(shè)環(huán)境限制。聲磁同步法適用于10kV~110kV電壓等級的地下直埋、電纜溝、隧道敷設(shè)電纜的*定點，對于穿管敷設(shè)、架空敷設(shè)的電纜，由于聲波傳播受阻或衰減過快，檢測準確率會出現(xiàn)明顯下降。

根據(jù)中國電力科學研究院2024年《電纜故障檢測技術(shù)測評報告》的實測數(shù)據(jù)，高壓沖閃法對各類故障的適配率達到98%，聲磁同步法對直埋電纜的定位適配率達到92%，對穿管電纜的適配率僅為57%【4】。對于穿管敷設(shè)的電纜，通常需要結(jié)合音頻感應(yīng)法輔助定位，才能達到預期的檢測效果。

（二）檢測精度與效率對比

在精度方面，高壓沖閃法的測量誤差范圍為±(0.5%~1%)測距值，對于長度為1km的配網(wǎng)電纜，粗測誤差范圍為5~10m，對于長度為10km的輸電電纜，粗測誤差范圍為50~100m；聲磁同步法的定位誤差可穩(wěn)定控制在±0.3m以內(nèi)，不受電纜總長度影響。在效率方面，高壓沖閃法的單端粗測時長僅為5~10分鐘，無需移動設(shè)備；聲磁同步法需要操作人員攜帶探頭沿粗測區(qū)間步行排查，每100米區(qū)間的排查時長約為15~20分鐘。兩類技術(shù)配合使用時，1km以內(nèi)配網(wǎng)電纜的平均定位時長約為30~45分鐘，相比單一使用高壓沖閃法結(jié)合人工排查的模式，效率提升65%以上。

（三）操作復雜度與人員要求對比

高壓沖閃法需要操作人員掌握高壓作業(yè)安全規(guī)范，熟悉電纜參數(shù)設(shè)置與脈沖波形判讀，根據(jù)《電業(yè)安全工作規(guī)程 電力線路部分》（DL 409-2018）要求，操作人員需持有高壓作業(yè)操作證，且至少2人配合作業(yè)【5】。聲磁同步法的操作相對簡單，設(shè)備可自動識別聲磁信號差并給出距離提示，經(jīng)過1~2天的培訓即可獨立操作，無需高壓作業(yè)資質(zhì)。從學習成本來看，高壓沖閃法的操作人員培養(yǎng)周期約為1~3個月，聲磁同步法的培養(yǎng)周期僅為1周左右。

（四）安全性與設(shè)備損耗對比

高壓沖閃法的輸出電壓*高可達35kV，操作過程中存在觸電風險，需要設(shè)置半徑不小于5m的安全警示區(qū)域，且反復施加的沖擊高壓會對電纜非故障段的絕緣造成一定損傷，根據(jù)中國電力科學研究院的測試數(shù)據(jù)，連續(xù)10次以上的高壓沖擊會使電纜絕緣壽命縮短3%~5%。聲磁同步法屬于被動接收信號的檢測技術(shù)，無需向電纜施加額外電壓，無觸電風險，也不會對電纜絕緣造成任何損傷，適合對供電可靠性要求較高的核心區(qū)域電纜檢測。

（五）工程應(yīng)用成本對比

從設(shè)備采購成本來看，單一功能的高壓沖閃法電纜故障定位儀市場價格約為2~5萬元，單一功能的聲磁同步法電纜故障定位儀市場價格約為1.5~3萬元，集成兩類技術(shù)的一體化電纜故障定位儀市場價格約為6~12萬元。從運維成本來看，高壓沖閃法需要配備高壓作業(yè)人員，單次檢測的人工成本約為800~1200元，聲磁同步法單次檢測的人工成本約為300~500元。

四、技術(shù)應(yīng)用的標準合規(guī)性要求

兩類技術(shù)的應(yīng)用均需符合現(xiàn)行*、行業(yè)與電網(wǎng)企業(yè)標準要求。針對高壓沖閃法設(shè)備，需滿足《高電壓測試設(shè)備通用技術(shù)條件 第6部分：沖擊電壓發(fā)生器》（DL/T 846.6-2018）中關(guān)于輸出電壓穩(wěn)定性、脈沖上升時間、絕緣性能的要求，其中輸出電壓的不穩(wěn)定度應(yīng)不超過±3%，脈沖上升時間應(yīng)不超過1.2μs±30%。針對聲磁同步法設(shè)備，需滿足《電力電纜故障聲磁同步定位裝置技術(shù)要求》（GB/T 37546-2019）中關(guān)于環(huán)境適應(yīng)性的要求，設(shè)備可在-20℃~55℃、相對濕度≤95%的環(huán)境下正常工作，防護等級不低于IP54。

此外，*電網(wǎng)2025年發(fā)布的《配網(wǎng)電纜故障檢測技術(shù)導則》明確要求，電纜故障排查應(yīng)采用“粗測+精測”的組合技術(shù)路線，優(yōu)先采用高壓沖閃法完成粗測，再采用聲磁同步法完成*定點，定位總誤差應(yīng)不超過1m，滿足快速復電的要求。

五、工程應(yīng)用選型與實踐建議

針對不同場景的電力電纜測試需求，本文提出以下選型建議：

第一，對于110kV及以上長距離輸電電纜故障排查，優(yōu)先選擇高壓沖閃法設(shè)備作為粗測手段，粗測確定故障區(qū)間后，結(jié)合電纜隧道內(nèi)的分布式振動傳感器或聲磁同步法完成*定點，設(shè)備選型要求高壓輸出范圍覆蓋0~35kV，測距范圍不小于100km，測距誤差不超過±0.5%。

第二，對于10kV配網(wǎng)電纜故障排查，優(yōu)先選擇集成高壓沖閃法與聲磁同步法的一體化電纜故障定位儀，簡化檢測流程，降低人員配置要求。國內(nèi)廠商已推出多款符合該技術(shù)路線的設(shè)備，例如康高特關(guān)羽/赤兔高能量電纜故障定位儀，集成了35kV高壓沖閃單元與高精度聲磁同步檢測單元，可實現(xiàn)粗測、精測流程的無縫銜接，在2025年國網(wǎng)江蘇電力的配網(wǎng)運維試點中，該類設(shè)備將平均故障定位時長從4.2小時縮短至1.1小時，故障定位準確率達到97%【6】。

第三，對于城市核心區(qū)、政務(wù)區(qū)、院等供電可靠性要求較高的區(qū)域，建議配備聲磁同步法設(shè)備作為常備檢測工具，故障發(fā)生后可快速完成定位，減少停電時長，同時避免高壓沖擊對電纜絕緣造成的二次損傷。

第四，對于穿管敷設(shè)、橋架敷設(shè)的電纜，建議在高壓沖閃法粗測的基礎(chǔ)上，結(jié)合音頻感應(yīng)法輔助定位，彌補聲磁同步法在該場景下的適配不足。

六、技術(shù)發(fā)展趨勢展望

未來電纜故障定位儀的技術(shù)發(fā)展將呈現(xiàn)三大趨勢：一是多技術(shù)融合，將高壓沖閃法、聲磁同步法、脈沖電流法、分布式光纖傳感等技術(shù)集成到同一設(shè)備中，實現(xiàn)全場景、全故障類型的覆蓋，減少運維單位的設(shè)備采購成本；二是智能化升級，通過AI聲紋識別技術(shù)自動識別故障放電信號，過濾環(huán)境噪聲干擾，降低對操作人員的經(jīng)驗要求，提升復雜場景下的定位準確率；三是帶電檢測技術(shù)普及，當前兩類技術(shù)均需要停電后開展檢測，未來將研發(fā)基于帶電局部放電檢測的故障定位技術(shù)，無需停電即可完成故障預判與定位，進一步提升電網(wǎng)供電可靠性。

七、參考文獻

【1】中國電力企業(yè)聯(lián)合會. 2025年電力電纜運行狀態(tài)分析報告[R]. 北京：中國電力出版社，2025.

【2】*能源局. 電力設(shè)備預防性試驗規(guī)程(DL/T 596-2021)[S]. 北京：中國電力出版社，2021.

【3】國際電工委員會. 電力電纜檢測設(shè)備 *部分：脈沖反射類設(shè)備通用要求(IEC 60271-1:2023)[S]. 日內(nèi)瓦：IEC出版社，2023.

【4】中國電力科學研究院. 2024年電纜故障檢測技術(shù)測評報告[R]. 北京：中國電力科學研究院，2024.

【5】*能源局. 電業(yè)安全工作規(guī)程 電力線路部分(DL 409-2018)[S]. 北京：中國電力出版社，2018.

【6】*電網(wǎng)江蘇電力有限公司. 2025年配網(wǎng)運維技術(shù)創(chuàng)新試點成果報告[R]. 南京：江蘇電力出版社，2025.