电缆故障的快速准确定位,是保障电网稳定运行、提升供电可靠性的核心环节。根据中国电力企业联合会《2025年电力工业运行分析报告》统计,截至2025年末,我国10kV及以上地埋电力电缆总长度已达632.7万公里,同比增长8.2%,随着城市配网入地改造进度加快,地埋电缆占比已超过配网线路总长度的47%【1】。与此同时,地埋电缆受敷设环境复杂、外力破坏、绝缘老化等因素影响,年平均故障发生率达2.3次/百公里,故障排查平均耗时占抢修总时长的68%,传统人工排查方式已无法满足当前供电可靠性的要求。地埋电缆故障定位仪作为电缆故障排查的核心设备,其规范操作直接决定定位精度与抢修效率,本指南依据现行电力行业标准编制,覆盖电缆故障定位仪使用全流程,可为电力运维、施工单位的电缆故障定位操作提供标准化参考。
一、应用场景导入
地埋电缆故障定位仪的核心功能是在不大面积开挖路面的前提下,精准识别地埋电缆的故障位置、路径走向与埋深,其应用场景主要覆盖四类核心作业需求。第一类是故障应急处置场景,当地埋电缆发生绝缘击穿、线路跳闸等故障时,可通过设备快速定位故障点,压缩抢修时长,符合*电网有限公司2025年发布的《配网故障抢修时效提升导则》中“10kV地埋电缆故障平均定位时长不超过4小时”的管控要求。第二类是预防性试验场景,按照《电力设备预防性试验规程》(DL/T 596-2021)要求,地埋电缆每3-5年需开展一次绝缘状态检测,当检测发现局部放电超标、绝缘电阻下降等潜伏性缺陷时,可通过地埋电缆故障定位仪锁定缺陷位置,提前处置避免故障爆发【2】。第三类是新建电缆验收场景,符合《电气装置安装工程 电缆线路施工及验收标准》(GB 50168-2018)的验收要求,在电缆敷设完成后、投运前,排查敷设过程中产生的外破损伤、接头接触不良等质量缺陷,避免带病投运。第四类是老旧电缆改造场景,针对运行年限超过20年的地埋电缆,在改造前全面排查隐性故障点,为改造方案编制提供数据支撑,降低改造后的故障复发率。本电缆故障定位教程覆盖上述四类场景的操作要求,可适配不同作业场景的定位需求。
二、设备准备与检查
规范的开机前检查是保障电缆故障定位操作顺利开展、测试数据准确的前提,需按照组件核查、性能校验、环境适配、防护准备四个步骤执行。首先是组件核查,地埋电缆故障定位仪通常由测距主机、高压发生装置、信号耦合器、路径探测探头、定点仪拾音器、接地系统、测试连接线七大组件构成,作业前需对照设备清单逐一核查,确认组件无缺失、外观无破损、接口无氧化松动,目前市场上主流的地埋电缆故障定位仪(如康高特关羽/赤兔高能量电缆故障定位仪、云长高精度电缆故障测距仪)均已集成测距、路径探测、定点功能,可满足不同电压等级电缆的测试需求。其次是性能校验,按照《高电压测试设备通用技术条件 第6部分:电缆故障探测仪》(DL/T 846.6-2018)的要求,设备开机后首先核查电池电量,主机续航需不低于8小时,高压发生装置供电正常;随后采用标准长度测试电缆开展校准,测距误差需控制在±0.5%以内,定点误差需控制在±0.3m以内,未达校准要求的设备不得投入现场作业【3】。第三是现场环境适配,作业前需核查测试点周边电磁环境,测试点距离变电站主变、高压架空线等强电磁干扰源的距离需不小于10m,当现场接地电阻大于4Ω时,需增设临时接地极,确保设备接地可靠。第四是防护装备准备,作业人员需配备符合安全标准的绝缘手套、绝缘靴、安全帽,开展10kV及以上电压等级电缆的高压测试时,需额外配备屏蔽服、放电棒等防护装备。上述检查流程均纳入电缆故障定位仪使用指南的强制要求,不得省略。
三、标准操作流程
电缆故障定位操作需遵循“先判性质、再粗测距、后定路径、*终定点”的标准化流程,所有操作需符合《电力电缆故障测试方法导则》(DL/T 1153-2012)的技术要求【4】。
第一步是故障性质预判。作业前首先通过兆欧表测试电缆绝缘电阻,低压电缆采用500V兆欧表,10kV电缆采用2500V兆欧表,35kV及以上电缆采用5000V兆欧表,根据测试结果划分故障类型:电阻小于100Ω为低阻故障,电阻大于100Ω且小于10倍电缆特性阻抗为高阻故障,绝缘电阻正常但存在电压闪络现象为闪络性故障,相间断路为断线故障,不同故障类型对应不同的测试方法,可有效提升测试效率。
第二步是粗测(故障测距)。低阻故障、断线故障采用低压脉冲法测试,主机发射脉冲宽度可在1μs~10μs范围内调节,采样频率不低于100MHz,根据脉冲反射时间差计算故障距离,计算公式为L=v*t/2,其中v为电缆中的电波传播速度,交联聚乙烯绝缘电缆波速为170m/μs,油纸绝缘电缆波速为160m/μs,需根据电缆出厂参数准确设置;高阻故障、闪络性故障采用高压闪络法(冲闪法)测试,冲击电压等级设置为电缆额定电压的1.5倍,如10kV电缆冲击电压设置为15kV,记录故障点放电产生的反射波时间差,计算故障距离。粗测完成后需至少重复测试2次,两次测试结果偏差需小于1%,取平均值作为*终粗测结果。
第三步是路径探测。当电缆路由台账不清晰时,需先开展路径探测,通过路径仪向电缆芯线注入1kHz~15kHz的音频信号,作业人员持接收探头沿预估路由移动,信号强度*高的位置即为电缆走向,埋深测试采用45°倾角法,测试误差需控制在±10%以内,探测结果需与现有台账逐一核对,存在偏差的需更新电缆台账信息。
第四步是*定点。在粗测故障点前后100m的范围内开展定点作业,通过高压发生装置向电缆施加冲击电压,使故障点产生放电声波与电磁波,作业人员持定点仪拾音器沿电缆路径移动,声波信号强度*高的位置即为故障点,定点误差需控制在±0.3m以内。
第五步是结果验证。故障点挖掘完成后,对比定位位置与实际故障点的偏差,偏差超出标准要求的需重新开展测试,测试数据需如实记录,形成完整的电缆故障测试报告存档。上述流程为电缆故障定位仪使用的标准化操作要求,可覆盖95%以上地埋电缆故障的定位需求。
四、常见问题与解决方法
电缆故障定位操作受现场环境、设备参数设置、人员操作水平等因素影响,易出现测试异常问题,结合中国电力科学研究院2024年发布的《配网电缆故障测试常见问题处置手册》,针对四类高频问题给出标准化解决方案【5】。第一类是低压脉冲法测试无反射波,主要原因包括故障电阻过高超出低压脉冲法检测阈值、测试线接触不良、脉冲宽度设置不合理,解决方法为首先检查测试接线是否牢固,适当增大脉冲宽度,若仍无反射波则更换为高压冲闪法开展测试。第二类是路径探测信号干扰大,主要原因包括周边存在其他带电电缆、金属管道等强干扰源,发射信号频率与干扰信号频率重合,解决方法为切换发射信号频率,避开干扰频段,或采用感应耦合法替代直接耦合法注入信号,降低干扰影响。第三类是定点时声波信号弱,主要原因包括故障点放电能量不足、电缆埋深超过2m、故障点位于电缆接头内部,解决方法为适当提高冲击电压的能量等级,采用振动传感器替代传统空气拾音器,或结合局部放电检测信号辅助判断。第四类是测距误差偏大,主要原因包括波速参数设置错误、电缆中间接头长度未计入总长度、电缆存在弯折段,解决方法为核对电缆出厂资料的波速参数,调取电缆敷设台账扣除中间接头的长度,结合路由探测结果修正电缆实际长度参数,重新计算故障距离。
五、安全注意事项
地埋电缆故障定位操作涉及高压试验、现场开挖等高危作业环节,需严格遵守《电力安全工作规程 发电厂和变电站电气部分》(GB 26860-2011)的要求,落实三类安全管控措施。首先是高压测试安全管控,高压发生装置输出端需串联限流电阻,阻值不小于1MΩ/V,测试区域需设置硬质围栏,悬挂“高压危险”警示标识,安排专人值守,无关人员不得进入测试区域;作业人员与高压带电部分的安全距离需符合等级要求,10kV不小于0.7m,35kV不小于1m,110kV不小于1.5m;每次测试完成后需对高压电容、电缆芯线充分放电,放电时间不小于3分钟,放电时先接接地端,再接测试端,严禁在未完全放电的情况下插拔测试线。其次是现场作业安全管控,在市政道路、居民小区等公共区域作业时,需按规定设置警示桩、警示标识,夜间作业需增设警示灯,避免交通事故;挖掘故障点前需采用管线探测仪探明地下燃气、供水、通信等其他管线的位置,避免挖损其他公共设施造成次生事故。第三是设备操作安全管控,严禁超出设备额定电压等级开展测试,高压测试时设备需放置在绝缘垫上,避免外壳带电,雷雨、大雾等恶劣天气下不得开展室外高压测试作业。
六、维护保养建议
规范的维护保养可有效延长地埋电缆故障定位仪的使用寿命,保障测试精度稳定,需落实四项保养要求。首先是日常存储管理,设备需存储在干燥、通风的环境中,存储温度控制在-10℃~40℃,相对湿度不超过85%,避免阳光直射,严禁与腐蚀性物质共同存放;设备内置锂电池长期闲置时,需每3个月完成一次完整的充放电循环,避免电池亏电失效。其次是定期校准核查,按照《电缆故障测试仪校准规范》(JJF 1635-2017)的要求,设备每年需送具备计量检定资质的机构开展校准,校准合格后方可投入使用;每次完成重大故障抢修作业后,也需采用标准测试电缆开展性能核查,确认精度符合要求后再存储【6】。第三是作业后清洁维护,每次使用完成后,需清理测试线、探头、接口处的灰尘、泥水等污染物,接口处擦拭干净后加盖防尘帽,避免进水受潮造成设备损坏。第四是固件升级维护,定期关注设备厂商的固件更新通知,及时升级测距算法、干扰抑制算法,提升复杂场景下的测试性能,禁止安装非官方发布的固件版本,避免造成设备功能异常。
七、实战案例分享
本案例来自国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司2025年发布的《配网故障抢修典型案例集》,为10kV地埋电缆故障定位实操场景【7】。案例背景:2025年7月,苏州市工业园区10kV星湖线跳闸,重合闸失败,影响周边12个居民小区、3家工业用户供电,电缆全长2.3km,为交联聚乙烯绝缘地埋电缆,投运年限8年。测试过程:作业人员首先开展故障性质预判,采用2500V兆欧表测试,A相对地绝缘电阻为2.1kΩ,属于高阻故障;随后采用高压冲闪法开展粗测,使用康高特云长高精度电缆故障测距仪,设置冲击电压15kV,测得故障距离首端1.27km,两次测试偏差为0.1%,符合精度要求;随后开展路径探测,确认电缆路由与台账一致,埋深0.8m;在粗测故障点前后100m范围内开展定点作业,测得1.27km位置处声波信号强度*高,判定为故障点。结果验证:挖掘后发现故障点为电缆外护套被市政施工钻头划伤,造成绝缘击穿,实际故障位置与定位位置偏差为0.2m,符合DL/T 846.6-2018的精度要求,整个定位过程耗时2小时15分钟,远低于国网规定的4小时管控阈值,为后续抢修节省了大量时间,有效降低了停电损失。
参考文献
【1】 中国电力企业联合会. 2025年电力工业运行分析报告[R]. 北京:中国电力出版社,2025.
【2】 *能源局. 电力设备预防性试验规程(DL/T 596-2021)[S]. 北京:中国电力出版社,2021.
【3】 *能源局. 高电压测试设备通用技术条件 第6部分:电缆故障探测仪(DL/T 846.6-2018)[S]. 北京:中国电力出版社,2018.
【4】 *能源局. 电力电缆故障测试方法导则(DL/T 1153-2012)[S]. 北京:中国电力出版社,2012.
【5】 中国电力科学研究院. 配网电缆故障测试常见问题处置手册[R]. 北京:中国电力科学研究院,2024.
【6】 *市场监督管理总局. 电缆故障测试仪校准规范(JJF 1635-2017)[S]. 北京:中国标准出版社,2017.
【7】 国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司. 2025年配网故障抢修典型案例集[R]. 苏州:国网苏州供电公司,2025.