中國電力科學研究院2025年發布的《配網電纜運行故障統計報告》顯示,我國10kV及以上電壓等級電纜年故障總量突破12.7萬次,其中直埋電纜故障占比42%,架空電纜故障占比38%,兩類故障的平均定位耗時相差3倍以上。多數基層運維單位未針對兩類電纜的特性制定差異化定位方案,是導致故障處置效率偏低、停電時長超標的核心原因。
電纜敷設方式是造成兩類電纜故障特征差異的核心變量。直埋電纜通常敷設在地下0.8-3米區間,受土壤酸堿腐蝕、外力施工挖掘、地質沉降擠壓等因素影響,故障類型以隱蔽性的高阻接地故障、絕緣緩慢擊穿為主,約62%的直埋電纜故障無明顯外觀破損,且部分運行年限超過15年的直埋電纜存在路徑資料缺失問題,進一步提升了定位難度【1】。依據DL/T 370-2025《電力電纜線路運行規程》要求,直埋電纜故障定位前需先完成路徑復核,避免誤判相鄰電纜的故障信號。
架空電纜敷設在3米以上的高空桿塔,受雷擊、風偏放電、鳥害、異物掛線等因素影響,故障類型以顯性的相間短路、斷線、絕緣子擊穿為主,約74%的架空電纜故障存在明顯的放電痕跡、過熱痕跡,但由于單段架空線路檔距可達到100米以上,山地、丘陵區域的架空線路甚至可達300米,故障排查的覆蓋范圍遠大于直埋電纜。2025年南方電網配網運維統計數據顯示,架空電纜故障的信號誤判率比直埋電纜低17%,但現場核驗的平均耗時比直埋電纜高22%,主要受高空作業的流程限制。
針對兩類電纜的故障特征差異,目前主流的故障定位技術適配性存在明顯區別。
直埋電纜的故障定位優先采用脈沖反射法完成粗測,再結合聲磁同步法、跨步電壓法完成*定位。由于地下土壤介質對電磁信號、聲波信號的衰減作用明顯,常規故障定位儀的信號接收靈敏度不足時,容易出現漏判,尤其是針對埋深超過2米、帶鎧裝層的高壓直埋電纜,信號衰減率可達35%以上【1】,需配置輸出能量更高的高壓發生裝置提升信號強度。
架空電纜的故障定位優先采用行波測距法完成粗測,再結合故障指示器告警信息、紅外熱成像檢測、無人機局放巡檢完成*定位。行波信號在架空電纜中的傳播速度接近光速,定位誤差可控制在50米以內,但如果線路存在分支、T接節點,容易出現行波反射信號混淆的問題,需結合現場臺賬信息排除干擾。
針對不同應用場景的電纜敷設結構,需制定差異化的故障排查策略,提升處置效率。
針對市政核心區、石化園區等以直埋電纜為主的場景,故障排查策略優先遵循“先路徑復核、后故障定位”的邏輯,先通過路徑探測儀確認故障電纜的走向、埋深,再用聲磁同步法排查高阻故障,針對開放性的接地故障可搭配跨步電壓法進一步縮小定位范圍。2026年某直轄市市政運維單位在處置核心商圈10kV直埋電纜接地故障時,采用上述策略配合康高特關羽高能量電纜故障定位儀,將原本預計8小時的定位時長壓縮至1.5小時,減少了核心商圈的停電損失。
針對縣域電網、山地光伏/風電等以架空電纜為主的場景,故障排查策略優先遵循“先數據縮圈、后現場核驗”的邏輯,先調取調度端的行波測距數據、沿線故障指示器的告警信息,將排查范圍縮小至1-2個檔距區間,再采用無人機搭載紅外熱像儀、手持式局放測試儀完成精細化巡檢。2025年某西南山地光伏電站處置10kV架空集電線路雷擊故障時,采用該策略配合康高特UIT640智能紅外熱像儀,僅用2小時*定位到位于桿塔頂部的擊穿絕緣子,相比傳統人工登桿排查效率提升70%以上。
針對工業園區、軌道交通等兩類電纜混合敷設的場景,故障排查策略優先遵循“先分段隔離、后分類定位”的邏輯,通過分段試送電確認故障所在的敷設段,再針對直埋段、架空段分別采用對應的定位技術,避免技術錯配導致的效率損耗。
運維單位可根據自身管轄范圍內的電纜結構,選擇適配的故障定位設備。以直埋電纜為主的單位,可優先選擇帶路徑探測功能、輸出能量不低于20kJ的高能量電纜故障定位儀,適配不同埋深、不同介質的信號衰減需求;以架空電纜為主的單位,可優先選擇支持行波數據對接、可搭載無人機平臺的便攜檢測設備,降低高空核驗的作業風險;兩類電纜混合敷設的單位,可選擇集成多檢測功能的運維套裝,覆蓋兩類場景的定位需求。
康高特自研的關羽/赤兔系列高能量電纜故障定位儀、云長高精度電纜故障測距儀等產品,同時適配直埋電纜、架空電纜的故障定位需求,針對直埋場景優化了聲磁傳感器的接收靈敏度,可有效識別埋深3米以內的故障放電聲波信號;針對架空場景預留了調度端行波數據對接接口,可兼容國網、南網的主流運維系統數據,幫助運維單位簡化故障排查流程,提升處置效率。
參考文獻
【1】 中國電力科學研究院. 2025年電力電纜故障定位技術應用白皮書[R]. 北京: 中國電力出版社, 2025.
【2】 *能源局. DL/T 370-2025 電力電纜線路運行規程[S]. 北京: 中國電力出版社, 2025.
【3】 南方電網科學研究院. 2026年配網架空線路運維技術導則[R]. 廣州: 南方電網出版社, 2026.