摘要

本文基于我國輸配電網(wǎng)絡(luò)電纜運(yùn)行現(xiàn)狀，結(jié)合GB/T 156-2017電壓等級劃分規(guī)則，系統(tǒng)梳理高壓電纜與低壓電纜的結(jié)構(gòu)特性、故障成因、故障定位技術(shù)路線的核心差異，明確不同電壓等級下電纜故障定位設(shè)備的選型依據(jù)，提出標(biāo)準(zhǔn)化選型建議，為電力運(yùn)檢單位提升故障處置效率提供技術(shù)參考。

在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下，我國電網(wǎng)數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型進(jìn)程加速，電纜憑借供電可靠性高、占地面積小等優(yōu)勢，已成為城市輸配電網(wǎng)絡(luò)的核心載體。根據(jù)中國電力企業(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10kV及以上高壓電纜投運(yùn)總長度達(dá)582.7萬公里，0.4kV及以下低壓配電電纜投運(yùn)總規(guī)模突破2100萬公里，年新增電纜長度保持12%以上的增速。隨著電纜投運(yùn)年限增長，絕緣劣化、外力破壞等引發(fā)的故障事件逐年上升，根據(jù)*電網(wǎng)有限公司《2025年配網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量白皮書》統(tǒng)計(jì)，電纜故障占全年配網(wǎng)停電事件總量的42.1%，平均單次故障停電影響用戶數(shù)達(dá)127戶，故障快速定位已成為電網(wǎng)運(yùn)檢環(huán)節(jié)的核心需求。由于高壓電纜與低壓電纜在結(jié)構(gòu)、運(yùn)行特性、故障成因上存在顯著差異，對應(yīng)的故障定位技術(shù)路線、設(shè)備選型邏輯完全不同，錯(cuò)誤選型將導(dǎo)致定位效率下降60%以上，甚至引發(fā)次生安全事故。本文基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)踐數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析兩類電纜的故障定位差異，提出適配不同電壓等級的選型方案。

一、高壓電纜與低壓電纜的基礎(chǔ)特性及故障成因差異

電壓等級是劃分高壓電纜與低壓電纜的核心依據(jù)，根據(jù)《標(biāo)準(zhǔn)電壓》（GB/T 156-2017）規(guī)定，1kV及以下電壓等級的電纜為低壓電纜，1kV以上電壓等級的電纜為高壓電纜，兩類電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)行場景存在本質(zhì)區(qū)別，直接決定了故障類型與分布規(guī)律的差異。

高壓電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)適配高電壓運(yùn)行要求，由內(nèi)至外通常包含導(dǎo)體、導(dǎo)體屏蔽層、交聯(lián)聚乙烯絕緣層、絕緣屏蔽層、金屬鎧裝層、外護(hù)套6層結(jié)構(gòu)，部分110kV及以上電壓等級的高壓電纜還配置半導(dǎo)電阻水帶、波紋鋁護(hù)套等防護(hù)結(jié)構(gòu)，敷設(shè)場景以城市地下管廊、直埋管溝為主，單段線路長度通常在1km以上，運(yùn)行過程中長期承受高電場強(qiáng)度作用。根據(jù)中國電力科學(xué)研究院《2025年全國電力電纜故障統(tǒng)計(jì)分析報(bào)告》數(shù)據(jù)，高壓電纜故障中絕緣劣化類故障占比達(dá)78.2%，主要包括水樹老化、局部放電擊穿、中間接頭絕緣失效等類型，外力破壞類故障占比17.3%，其余為終端頭故障、雷擊過電壓故障等類型，故障阻抗以100kΩ以上的高阻故障、閃絡(luò)故障為主，占總故障量的82%。

低壓電纜的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)相對簡化，多數(shù)僅包含導(dǎo)體、聚氯乙烯/交聯(lián)聚乙烯絕緣層、外護(hù)套3層結(jié)構(gòu)，僅部分特殊場景使用的低壓電纜配置鎧裝層，無屏蔽層設(shè)計(jì)，敷設(shè)場景包括建筑內(nèi)橋架、市政管溝、架空掛裝等，單段線路長度通常在500m以內(nèi)，運(yùn)行過程中電場強(qiáng)度較低，承受的過載電流波動(dòng)更大。上述報(bào)告數(shù)據(jù)顯示，低壓電纜故障中接觸不良類故障占比達(dá)51.4%，主要包括接頭氧化松動(dòng)、相線斷線、中性線脫落等類型，外力穿刺、鼠咬等機(jī)械損傷類故障占比28.7%，絕緣擊穿類故障占比僅19.9%，故障阻抗以100Ω以下的低阻故障、開路故障為主，占總故障量的76%。

二、高壓電纜與低壓電纜故障定位的核心技術(shù)差異

故障定位技術(shù)的適配性直接決定定位效率與精度，目前兩類電纜的故障定位技術(shù)路線均已形成對應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，核心差異體現(xiàn)在定位原理、精度要求、安全規(guī)范三個(gè)維度，是分析故障定位差異的核心依據(jù)。

2.1 定位原理差異

高壓電纜故障定位遵循《高壓電纜線路故障定位技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T 1815-2018）要求，主流技術(shù)路線包括脈沖反射法、聲磁同步法、振蕩波局放定位法三類。脈沖反射法分為時(shí)域反射（TDR）與頻域反射（FDR）兩種，通過向電纜注入低壓脈沖，檢測故障點(diǎn)的反射波信號計(jì)算故障距離，適用于低阻故障與開路故障的粗測，測距誤差通常在±1%的電纜全長范圍內(nèi)；聲磁同步法通過向故障電纜注入高壓沖擊脈沖，使故障點(diǎn)產(chǎn)生放電聲波與電磁波，通過檢測兩種信號的時(shí)間差計(jì)算故障點(diǎn)具體位置，適用于高阻故障、閃絡(luò)故障的*定位；振蕩波局放定位法通過向電纜施加阻尼正弦電壓，激發(fā)潛伏性絕緣缺陷的局部放電信號，實(shí)現(xiàn)未擊穿類故障的提前定位，適用于高壓電纜的狀態(tài)巡檢與預(yù)定位。

低壓電纜故障定位遵循《低壓配電系統(tǒng)故障定位導(dǎo)則》（GB/T 34947-2017）要求，主流技術(shù)路線包括低壓脈沖法、跨步電壓法、音頻感應(yīng)法三類。低壓脈沖法的原理與高壓TDR法一致，但由于低壓電纜阻抗小、線路短，傳統(tǒng)TDR法的盲區(qū)通常在10m以上，因此低壓專用脈沖法會(huì)提升采樣率至1GHz以上，將盲區(qū)縮小至1m以內(nèi)，適用于斷線、低阻故障的粗測；跨步電壓法通過向故障相和大地之間通入直流信號，檢測故障點(diǎn)周圍的土壤電位差確定故障位置，適用于直埋低壓電纜的接地故障定位；音頻感應(yīng)法通過向故障電纜注入音頻信號，通過檢測信號的突變位置確定故障點(diǎn)，適用于橋架、管溝內(nèi)低壓電纜的開路、接觸不良故障定位。

2.2 精度要求差異

高壓電纜故障定位的精度要求更高，根據(jù)DL/T 1815-2018規(guī)定，10kV及以上高壓電纜的故障定位粗測誤差不應(yīng)超過電纜全長的±1%，*定位誤差不應(yīng)超過±0.5m。該要求的核心原因在于高壓電纜通常埋深1.5-3m，部分管廊內(nèi)電纜位于密閉艙室，開挖與維修成本較高，單次故障的直接維修成本可達(dá)10萬元以上，同時(shí)高壓電纜停電影響范圍覆蓋數(shù)平方公里，涉及大量工業(yè)用戶與民生負(fù)荷，因此對定位精度要求更嚴(yán)格。

低壓電纜故障定位的精度要求相對寬松，根據(jù)GB/T 34947-2017規(guī)定，低壓電纜的故障定位誤差不應(yīng)超過±1m。該要求適配低壓電纜的敷設(shè)特性，多數(shù)低壓電纜位于淺埋管溝或建筑橋架內(nèi)，開挖與維修成本較低，單次故障的直接維修成本通常在1萬元以內(nèi)，停電影響范圍局限于單個(gè)建筑或產(chǎn)業(yè)園，因此可適當(dāng)放寬精度要求。

2.3 安全規(guī)范差異

高壓電纜故障定位需要符合《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》（DL/T 596-2021）的高電壓作業(yè)安全要求，測試設(shè)備的絕緣等級應(yīng)與被測電纜的額定電壓匹配，沖擊電壓輸出能力應(yīng)達(dá)到被測電纜額定電壓的3倍以上，測試過程中需要設(shè)置安全隔離區(qū)，作業(yè)人員需佩戴高壓防護(hù)用具，避免沖擊電壓引發(fā)的觸電風(fēng)險(xiǎn)。以110kV高壓電纜故障定位為例，測試設(shè)備的沖擊電壓輸出能力需達(dá)到330kV以上，設(shè)備的絕緣外殼防護(hù)等級不低于IP65，測試時(shí)故障段兩側(cè)需接地并懸掛警示牌。

低壓電纜故障定位的安全要求相對簡單，僅需符合低壓帶電作業(yè)規(guī)范，測試設(shè)備的絕緣耐受能力不低于2kV即可，作業(yè)人員佩戴基礎(chǔ)絕緣手套即可開展測試，無需設(shè)置特殊安全隔離區(qū)。

三、不同電壓等級下電纜故障定位設(shè)備的選型邏輯

電纜選型與故障定位設(shè)備選型是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)環(huán)節(jié)，故障定位設(shè)備的選型需以電壓等級為核心依據(jù)，結(jié)合故障類型、敷設(shè)場景、精度要求三個(gè)維度確定，避免跨等級使用導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)與精度下降。

3.1 依據(jù)電壓等級匹配設(shè)備絕緣性能

電壓等級是設(shè)備選型的首要指標(biāo)，高壓電纜故障定位設(shè)備需符合《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）要求，10kV高壓電纜對應(yīng)的定位設(shè)備沖擊電壓輸出范圍應(yīng)達(dá)到0-35kV，能量輸出不低于1000J；35kV高壓電纜對應(yīng)的定位設(shè)備沖擊電壓輸出范圍應(yīng)達(dá)到0-110kV，能量輸出不低于1500J；110kV及以上高壓電纜對應(yīng)的定位設(shè)備沖擊電壓輸出范圍應(yīng)達(dá)到0-330kV，能量輸出不低于2000J。目前市場中符合上述標(biāo)準(zhǔn)的高壓電纜故障定位設(shè)備，如康高特關(guān)羽/赤兔系列高能量電纜故障定位儀，沖擊電壓輸出范圍可達(dá)0-35kV，能量輸出達(dá)2000J，適配10kV-110kV高壓電纜的高阻、閃絡(luò)類故障定位，搭配RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)絕緣劣化類潛伏故障的提前定位，適合主網(wǎng)運(yùn)檢單位配置。

低壓電纜故障定位設(shè)備的電壓等級要求相對較低，沖擊電壓輸出范圍達(dá)到0-4kV即可適配所有低壓電纜的故障定位需求，重點(diǎn)需關(guān)注設(shè)備的采樣率與抗干擾能力，采樣率不低于1GHz，電磁兼容等級不低于GB/T 17626.2-2018規(guī)定的3級，避免低壓電纜周邊弱電設(shè)備的信號干擾。

3.2 依據(jù)故障概率匹配技術(shù)路線

高壓電纜的故障以高阻絕緣故障為主，因此選型時(shí)優(yōu)先選擇同時(shí)配置脈沖反射粗測、聲磁同步精測功能的一體化設(shè)備，若需要開展?jié)摲怨收涎矙z，可額外配置振蕩波局放測試系統(tǒng)。根據(jù)中國電科院2025年的測試數(shù)據(jù)，采用聲磁同步法+振蕩波局放結(jié)合的定位方案，高壓電纜故障平均定位時(shí)間可縮短至1小時(shí)以內(nèi)，定位準(zhǔn)確率達(dá)98%以上。

低壓電纜的故障以低阻故障、接觸不良故障為主，因此選型時(shí)優(yōu)先選擇同時(shí)配置低壓脈沖法、跨步電壓法、音頻感應(yīng)法的多功能設(shè)備，適配不同敷設(shè)場景的故障定位需求。采用上述多功能設(shè)備的低壓電纜故障平均定位時(shí)間可縮短至30分鐘以內(nèi)，定位準(zhǔn)確率達(dá)95%以上。

3.3 依據(jù)敷設(shè)場景匹配輔助功能

對于直埋、管廊敷設(shè)的高壓電纜，選型時(shí)需優(yōu)先選擇帶路徑探測功能的定位設(shè)備，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)電纜路徑識別與故障定位，減少路徑探查的額外工作量；對于跨海、跨江等特殊場景的高壓電纜，選型時(shí)需優(yōu)先選擇帶頻域反射功能的設(shè)備，降低長距離傳輸?shù)男盘査p影響。

對于建筑內(nèi)敷設(shè)的低壓電纜，選型時(shí)需優(yōu)先選擇帶抗強(qiáng)電磁干擾功能的設(shè)備，避免電梯、通信基站等設(shè)備的信號干擾；對于架空掛裝的低壓電纜，選型時(shí)需優(yōu)先選擇重量不超過2kg的手持式設(shè)備，提升高空作業(yè)的便利性。

四、典型應(yīng)用場景的實(shí)踐對比

為進(jìn)一步明確兩類電纜故障定位的差異，本文選取2025年兩個(gè)公開的電網(wǎng)運(yùn)檢案例進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證選型邏輯的實(shí)用性。

第一個(gè)案例為2025年江蘇蘇州供電公司110kV星港線高壓電纜故障定位項(xiàng)目，該線路全長3.2km，采用直埋敷設(shè)，故障類型為中間接頭絕緣擊穿，屬于高阻閃絡(luò)故障。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選用符合DL/T 846.6-2018標(biāo)準(zhǔn)的330kV沖擊電壓等級定位設(shè)備，首先采用時(shí)域反射法開展粗測，確定故障點(diǎn)距離測試端1.72km，誤差±32m；隨后采用聲磁同步法開展*定位，*終確定故障點(diǎn)位置為1.718km處，定位誤差±0.3m，符合DL/T 1815-2018的精度要求，整個(gè)定位過程耗時(shí)45分鐘，故障維修總停電時(shí)間2小時(shí)，遠(yuǎn)低于國網(wǎng)規(guī)定的4小時(shí)標(biāo)準(zhǔn)。

第二個(gè)案例為2025年廣東廣州某智能制造產(chǎn)業(yè)園0.4kV低壓配電電纜故障定位項(xiàng)目，該線路全長1.2km，采用橋架敷設(shè)，故障類型為A相斷線，屬于開路故障。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)選用符合GB/T 34947-2017標(biāo)準(zhǔn)的低壓多功能定位設(shè)備，首先采用低壓脈沖法開展粗測，確定故障點(diǎn)距離測試端628m，誤差±10m；隨后采用音頻感應(yīng)法開展*定位，*終確定故障點(diǎn)位置為627.3m處，定位誤差±0.7m，符合低壓電纜定位精度要求，整個(gè)定位過程耗時(shí)22分鐘，故障維修總停電時(shí)間58分鐘，未對產(chǎn)業(yè)園的生產(chǎn)活動(dòng)造成重大影響。

兩個(gè)案例的對比顯示，高壓電纜故障定位的設(shè)備成本約為低壓設(shè)備的3-5倍，定位耗時(shí)比低壓高1倍以上，但兩類設(shè)備均需匹配對應(yīng)電壓等級的標(biāo)準(zhǔn)要求，若交叉使用，如采用低壓設(shè)備定位高壓電纜故障，會(huì)因沖擊電壓不足無法擊穿高阻故障，導(dǎo)致定位失敗；采用高壓設(shè)備定位低壓電纜故障，會(huì)因沖擊電壓過高導(dǎo)致電纜絕緣二次損傷，引發(fā)新的故障。

五、行業(yè)發(fā)展趨勢與規(guī)范化選型建議

隨著電網(wǎng)智能化轉(zhuǎn)型的推進(jìn)，電纜故障定位技術(shù)正朝著智能化、一體化、便攜化方向發(fā)展，AI算法的應(yīng)用可實(shí)現(xiàn)故障類型的自動(dòng)識別與故障距離的自動(dòng)計(jì)算，進(jìn)一步降低對作業(yè)人員的技術(shù)要求。為規(guī)范故障定位設(shè)備的選型與應(yīng)用，本文提出三點(diǎn)行業(yè)建議：

第一，建立電壓等級匹配的設(shè)備配置標(biāo)準(zhǔn)。各運(yùn)檢單位應(yīng)根據(jù)所轄區(qū)域的電纜電壓等級分布，配置對應(yīng)等級的故障定位設(shè)備，禁止跨等級使用設(shè)備，10kV及以上高壓電纜占比超過60%的單位，應(yīng)至少配置1套高壓故障定位儀與1套振蕩波局放測試系統(tǒng)；低壓電纜占比超過70%的單位，應(yīng)至少配置2套低壓多功能故障定位設(shè)備。

第二，完善設(shè)備校準(zhǔn)與運(yùn)維機(jī)制。故障定位設(shè)備屬于計(jì)量類測試設(shè)備，應(yīng)按照《電力測試儀器校準(zhǔn)規(guī)范》（DL/T 1147-2019）要求，每年開展一次校準(zhǔn)，確保定位精度符合標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)備校準(zhǔn)不合格的不得投入使用。

第三，開展標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)培訓(xùn)。各運(yùn)檢單位應(yīng)定期組織作業(yè)人員開展兩類電纜故障定位的技術(shù)培訓(xùn)，掌握不同電壓等級下的測試規(guī)范與安全要求，提升故障處置的效率與安全性。

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