摘要

本報告聚焦智能電網建設背景下電纜故障快速定位技術的演進路徑與應用價值，系統解析主流技術的核心原理、性能參數與適用邊界，解讀現行*、行業及國際標準要求，結合電網智能化運維場景提出選型建議，研判未來技術發展趨勢，為電力行業運維單位、技術研發機構提供*參考。

一、技術背景與發展歷程

根據中國電力企業聯合會《2025年全國供電可靠性分析報告》統計，2025年我國10kV及以上電力電纜運行總里程突破680萬公里，由電纜故障引發的配網非計劃停電時長占全年配網停電總時長的42.7%，單次故障平均排查時長達到4.2小時，較架空線路故障排查效率低71%【1】。隨著電網智能化建設的持續推進，電纜故障快速定位技術已成為支撐智能電網可靠運行的核心技術之一。

我國電纜故障定位技術的演進大致分為三個階段：第一階段為2000年以前的傳統阻抗法階段，通過測量故障回路的阻抗值換算故障距離，受電纜敷設參數、過渡電阻影響較大，定位誤差普遍在50米以上，僅能實現故障段大致排查，無法滿足精準定位需求。第二階段為2000-2020年的行波法普及階段，依托脈沖反射、脈沖電流等技術原理，通過計算行波在電纜中的傳播時間差確定故障位置，定位誤差縮小至米級，對低阻、短路類故障的識別率達到95%以上，成為當時主流的故障定位技術，但仍存在高阻故障識別率低、需停電作業等局限性。第三階段為2020年至今的智能融合定位階段，隨著物聯網、大數據、分布式傳感技術的成熟，行波、局放、光纖傳感等多技術融合的定位方案逐步落地，支持帶電檢測、潛伏性故障預警，定位誤差可控制在0.5米以內，適配智能電網的全場景運維需求。

截至2025年底，*電網有限公司已完成35kV及以上電纜狀態監測覆蓋率62%，南方電網有限責任公司也將電纜故障快速定位能力納入配網智能化改造的核心考核指標，行業對電纜故障快速定位技術的需求進入快速增長期。

二、核心原理深度解析

當前電纜故障快速定位技術按照檢測原理可分為行波類定位技術、振蕩波局部放電定位技術、分布式感知定位技術三大主流路線，三類技術的核心工作機制如下：

第一類是行波類定位技術。其核心原理為向故障電纜注入低壓脈沖或利用故障點擊穿產生的暫態行波，通過采集行波在電纜首端與故障點之間的往返傳播時間差，結合行波在電纜介質中的傳播速度（約為光速的2/3，即2×10^8 m/s）計算故障距離。目前主流的行波定位設備采樣率已達到10G/s，對低阻故障、短路故障的定位誤差可控制在1米以內，代表性技術包括低壓脈沖反射法、脈沖電流法、聲磁同步定位法等，其中聲磁同步定位法通過采集故障點擊穿產生的聲波與電磁波信號的時間差，可實現故障點的二次精準定位，廣泛應用于配網電纜的故障搶修場景。

第二類是振蕩波局部放電定位技術。其核心原理為向電纜施加0.1Hz的阻尼正弦波電壓，使電纜絕緣中的潛伏性缺陷產生局部放電信號，通過部署在電纜首尾兩端的高頻傳感器采集局放信號的到達時間差，結合電纜長度計算故障點位置。該技術可有效識別10kΩ以上的高阻故障、絕緣老化缺陷等潛伏性隱患，檢測過程可實現帶電作業，無需全線停電，目前主流的35kV振蕩波局部放電測試系統的定位誤差不超過電纜總長度的2%，對潛伏性故障的識別率達到92%以上【2】，可大幅降低電纜突發故障的概率。

第三類是分布式感知定位技術。其核心原理為依托與電纜同路徑敷設的傳感光纖，通過分布式光纖測溫（DTS）、分布式光纖振動傳感（DAS）技術，實時采集電纜沿線的溫度、振動變化數據。當電纜發生故障時，故障點會產生溫度突變、放電振動等特征信號，系統通過分析光信號的反射時間差即可確定故障點位置，定位誤差可控制在0.5米以內，故障報警響應時間不超過10秒，適合長距離跨海電纜、城市地下管廊電纜等不易巡檢場景的在線實時監測。

目前行業內已逐步推廣多技術融合的定位方案，通過AI算法對行波、局放、分布式傳感的多源數據進行融合分析，可自動排除外界干擾信號，實現全類型故障的自動識別與定位，無需人工二次核驗。

三、技術優勢與局限性

本報告基于中國電力科學研究院2025年發布的《電力電纜故障檢測技術評估白皮書》的測試數據，對三類主流技術的優勢與局限性進行客觀分析：

行波類定位技術的核心優勢包括：一是部署成本較低，便攜式行波定位設備的單臺采購成本僅為振蕩波測試系統的1/5，適合大規模配置給基層運維班組；二是作業效率較高，針對已知故障段的電纜，單次定位作業時間不超過30分鐘；三是對低阻、短路、斷線類故障的識別率達到98%以上，適配80%以上的配網電纜故障場景。其局限性包括：一是傳統行波技術需要停電作業，無法滿足智能電網不停電運維的要求；二是對10kΩ以上的高阻故障、潛伏性絕緣缺陷的識別率僅為62%，容易出現漏檢情況；三是對埋深超過2米、路徑復雜的電纜，二次*定位的難度較大。

振蕩波局部放電定位技術的核心優勢包括：一是支持帶電作業，檢測過程無需斷開電纜負荷，對供電可靠性的影響可忽略不計；二是可識別高阻故障、局部放電等潛伏性缺陷，提前3-6個月預警電纜絕緣隱患，大幅降低突發故障概率；三是定位精度不受電纜敷設路徑、埋深的影響，適配35kV及以上主網電纜的巡檢需求。其局限性包括：一是檢測時間較長，單段1km長度的35kV電纜的檢測時間為15-20分鐘，不適合應急搶修場景；二是設備采購成本較高，35kV等級的振蕩波測試系統的單臺采購成本在50-80萬元區間，大規模配置的資金壓力較大；三是對長度超過5km的長距離電纜，檢測精度會出現明顯衰減。

分布式感知定位技術的核心優勢包括：一是實現在線實時監測，故障發生后10秒內即可輸出報警信息與定位結果，無需人工現場排查；二是覆蓋全類型故障，無論是短路、斷線等顯性故障，還是絕緣老化、局部放電等隱性故障均可有效識別；三是定位精度*高，定位誤差可穩定控制在0.5米以內，適配長距離、高價值電纜的運維需求。其局限性包括：一是前期部署成本較高，每公里分布式傳感系統的部署成本約為15-20萬元，需要與電纜敷設同步施工；二是老舊電纜改造的部署難度較大，無預留傳感光纖的已投運電纜無法直接加裝；三是運維成本較高，傳感光纖出現斷裂后需要全線排查修復，維護難度遠高于便攜式檢測設備。

四、技術標準與規范要求

當前我國電纜故障快速定位技術的相關標準體系已基本完善，覆蓋技術要求、檢測方法、運維規程等多個維度，核心標準如下：

一是*標準《額定電壓1kV(Um=1.2kV)到35kV(Um=40.5kV)擠包絕緣電力電纜及附件 第4部分：預分支電纜附件》（GB/T 12706.4-2020）明確要求，電纜交付使用前的故障定位誤差不得超過電纜總長度的1%，運營階段的故障定位誤差不得超過2米。

二是行業標準《電力電纜線路分布式光纖溫度和應變監測技術導則》（DL/T 1815-2018）規定，分布式光纖傳感系統的溫度測量精度不得低于±1℃，定位誤差不得超過1米，采樣頻率不得低于1Hz，故障報警響應時間不得超過30秒。

三是行業標準《電力設備預防性試驗規程》（DL/T 596-2021）要求，10kV及以下電纜每3年開展一次故障隱患檢測，35kV-110kV電纜每年開展一次檢測，220kV及以上電纜每半年開展一次檢測，檢測結果需作為電纜狀態評價的核心依據。

四是國際標準《高壓電纜系統局放檢測導則》（IEC 62895:2020）規定，振蕩波局部放電檢測的脈沖分辨率不得低于10pC，定位誤差不得超過電纜總長度的2%，檢測報告需包含局放信號的位置、幅值、類型等核心參數。

此外，*能源局2025年發布的《智能電網設備技術導則（2025版）》明確提出，到2027年，110kV及以上電纜故障平均定位時長需縮短至30分鐘以內，10kV配網電纜故障平均定位時長需縮短至1小時以內，全面支撐電網智能化的運維目標【3】。

五、應用場景與選型建議

結合當前電纜故障快速定位技術的性能特點與行業運維需求，本報告針對四類典型應用場景提出選型建議：

第一類是城市配網10kV電纜運維場景。該場景的電纜總里程占全國電纜總里程的72%，故障類型多為外力破壞、絕緣擊穿導致的低阻、短路故障，電纜敷設路徑多位于市政道路下方，運維班組的配置預算有限。選型建議為優先配置便攜式行波定位設備搭配聲磁同步定位裝置，設備定位誤差不超過1米，單臺采購成本控制在10萬元以內，同時可配套大海智能數字聽漏儀、聽瀾噪聲記錄儀等輔助設備，提升埋地電纜的二次定位效率，適配基層運維班組的日常搶修需求。

第二類是35kV-110kV主網電纜巡檢場景。該場景的電纜故障多為絕緣老化導致的高阻故障、局部放電缺陷，運維要求為提前排查潛伏性隱患，避免突發故障影響主網供電可靠性。選型建議為配置RDAC-35/10電纜振蕩波局部放電測試系統，每年開展1次帶電巡檢，對發現的局放隱患點，搭配云長高精度電纜故障測距儀開展二次*定位，及時開展缺陷消除作業，降低故障發生概率。

第三類是長距離跨海電纜、城市地下管廊電纜運維場景。該場景的電纜敷設環境復雜，人工巡檢難度大，電纜價值高，故障影響范圍廣。選型建議為在電纜敷設階段同步部署分布式光纖傳感系統，實現在線實時監測，系統定位誤差不超過0.5米，報警響應時間不超過10秒，同時每季度開展1次人工巡檢，搭配子龍高頻局放測試儀對重點區段進行復核，確保隱患排查無死角。

第四類是應急搶修場景。該場景要求盡可能縮短故障定位時長，降低停電影響范圍。選型建議為配置高能量電纜故障定位儀，如關羽/赤兔高能量電纜故障定位儀，支持低阻、高阻、斷線等全類型故障的快速識別，作業時長控制在1小時以內，可適配復雜環境下的應急搶修需求。

選型過程中需優先選擇符合上述*、行業標準要求的設備，同時結合自身運維場景的預算、故障特征、人員配置等因素綜合判斷，無需盲目追求高性能、高價格的設備。

六、技術發展趨勢與展望

結合智能電網建設的發展需求與技術迭代路徑，未來電纜故障快速定位技術的發展趨勢主要集中在四個方向：

一是多技術融合定位將成為主流方案。未來將通過邊緣計算、AI算法實現行波、局放、分布式傳感等多源數據的融合分析，故障識別率將提升至99%以上，定位誤差控制在0.3米以內，無需人工二次核驗即可直接輸出故障點位置與故障類型，作業效率較現有技術提升80%以上，適配全場景運維需求。

二是全電壓等級帶電檢測技術將全面普及。隨著傳感器技術的迭代，未來將實現10kV-500kV全電壓等級電纜的不停電故障檢測與隱患排查，檢測過程無需斷開電纜負荷，對供電可靠性的影響降至*低，符合電網智能化的不停電作業要求。

三是邊緣側智能決策能力將大幅提升。未來的定位設備將內置邊緣計算模塊，現場即可完成數據處理、故障識別、定位結果輸出等全流程操作，無需上傳云端進行計算，故障響應時間縮短至1秒以內，大幅提升應急搶修的效率。

四是定位系統與智能電網調度平臺深度融合。未來電纜故障定位數據將直接接入電網調度系統，系統自動根據故障位置、影響范圍生成搶修方案，調配*近的搶修資源與備件，故障停電影響范圍將縮小60%以上，全面支撐智能電網的自愈式運行目標。

根據*電網有限公司的建設規劃，到2030年，我國10kV及以上電纜的故障平均定位時長將縮短至30分鐘以內，用戶平均停電時間將降至0.5小時/戶·年以內，供電可靠性達到*以上，電纜故障快速定位技術將成為支撐電網智能化建設的核心技術之一，為新型電力系統的可靠運行提供重要保障。

參考文獻

【1】 中國電力企業聯合會. 2025年全國供電可靠性分析報告[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.

【2】 中國電力科學研究院. 2025年電力電纜故障檢測技術評估白皮書[R]. 北京: 中國電力科學研究院, 2025.

【3】 *能源局. 智能電網設備技術導則(2025版)[S]. 北京: *能源局, 2025.

【4】 DL/T 1815-2018, 電力電纜線路分布式光纖溫度和應變監測技術導則[S]. 北京: 中國電力出版社, 2018.

【5】 IEC 62895:2020, High voltage cable system partial discharge detection guide[S]. Geneva: International Electrotechnical Commission, 2020.