在“雙碳”目標驅動下，我國電網數字化、智能化轉型進程加速，電力電纜憑借供電可靠性高、占地空間小等優勢，在輸配電網絡中的占比持續提升。根據中國電力企業聯合會《2025年電力電纜運行狀態分析報告》數據顯示，截至2025年底，我國10kV及以上電力電纜累計敷設長度已突破680萬公里，同比增長8.7%，其中配網電纜占比達到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的故障發生率逐年上升，2025年全國10kV及以上電纜年平均故障發生率達到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備，其技術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*標準與實測數據對兩類技術進行深度對比，為電力運維單位的設備選型與工程應用提供參考。

一、電力電纜故障檢測的行業需求與標準框架

電纜故障檢測的核心目標是在盡可能短的時間內確定故障點位置，降低停電損失。傳統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，無法滿足當前電網的可靠性要求。隨著配網精益化運維要求提升，故障定位技術的標準化、規范化成為行業共識。

*能源局發布的《電力設備預防性試驗規程》（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，故障發生后應在4小時內完成定位修復，核心供電區域要求縮短至2小時【2】。行業標準《電纜故障定位儀技術條件》（DL/T 1817-2018）對電纜故障定位儀的測量誤差、環境適應性、安全性能等核心指標作出了明確規定，將設備定位誤差限值設定為不超過±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節：一是故障性質判斷，通過絕緣電阻測試等手段確定故障為低阻、高阻或閃絡型；二是粗測定位，確定故障點所在的大致區間，誤差通常在數米至數十米級別；三是*定點，確定故障點的*位置，誤差要求控制在1米以內。高壓沖閃法與聲磁同步法分別對應粗測、精測兩個核心環節，兩類技術的配合使用是當前行業公認的高效檢測方案。

二、兩類核心故障檢測原理的技術內涵

（一）高壓沖閃法技術原理

高壓沖閃法是電力電纜測試中應用*廣泛的粗測技術，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的可調沖擊高壓，迫使故障點絕緣擊穿產生閃絡放電，放電脈沖信號沿電纜向兩端傳輸，設備通過采集脈沖信號的發射時間與反射時間差，結合電纜內的電波傳播速度，即可計算出故障點與測試端的距離。

根據國際電工委員會《電力電纜檢測設備 *部分：脈沖反射類設備通用要求》（IEC 60271-1:2023）規定，交聯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，無需沿線移動設備，是當前粗測環節的主流技術路線。

（二）聲磁同步法技術原理

聲磁同步法是故障*定點環節的核心技術，其原理基于故障點放電產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生放電時，會同時產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《電力電纜故障聲磁同步定位裝置技術要求》（GB/T 37546-2019）規定，聲磁同步法的定位誤差應不超過±0.5m，聲信號采樣頻率應不低于200kHz，磁信號采樣頻率應不低于1MHz。聲磁同步法可實現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*定點環節的*技術。

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）的故障區間排查，僅需在電纜一端施加信號即可完成測量，不受敷設環境限制。聲磁同步法適用于10kV~110kV電壓等級的地下直埋、電纜溝、隧道敷設電纜的*定點，對于穿管敷設、架空敷設的電纜，由于聲波傳播受阻或衰減過快，檢測準確率會出現明顯下降。

根據中國電力科學研究院2024年《電纜故障檢測技術測評報告》的實測數據，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】。對于穿管敷設的電纜，通常需要結合音頻感應法輔助定位，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定控制在±0.3m以內，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，無需移動設備；聲磁同步法需要操作人員攜帶探頭沿粗測區間步行排查，每100米區間的排查時長約為15~20分鐘。兩類技術配合使用時，1km以內配網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安全規范，熟悉電纜參數設置與脈沖波形判讀，根據《電業安全工作規程 電力線路部分》（DL 409-2018）要求，操作人員需持有高壓作業操作證，且至少2人配合作業【5】。聲磁同步法的操作相對簡單，設備可自動識別聲磁信號差并給出距離提示，經過1~2天的培訓即可獨立操作，無需高壓作業資質。從學習成本來看，高壓沖閃法的操作人員培養周期約為1~3個月，聲磁同步法的培養周期僅為1周左右。

（四）安全性與設備損耗對比

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，需要設置半徑不小于5m的安全警示區域，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，根據中國電力科學研究院的測試數據，連續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，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域電纜檢測。

（五）工程應用成本對比

從設備采購成本來看，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、技術應用的標準合規性要求

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

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

五、工程應用選型與實踐建議

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，優先選擇高壓沖閃法設備作為粗測手段，粗測確定故障區間后，結合電纜隧道內的分布式振動傳感器或聲磁同步法完成*定點，設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配網電纜故障排查，優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。國內廠商已推出多款符合該技術路線的設備，例如康高特關羽/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，可實現粗測、精測流程的無縫銜接，在2025年國網江蘇電力的配網運維試點中，該類設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、政務區、院等供電可靠性要求較高的區域，建議配備聲磁同步法設備作為常備檢測工具，故障發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、橋架敷設的電纜，建議在高壓沖閃法粗測的基礎上，結合音頻感應法輔助定位，彌補聲磁同步法在該場景下的適配不足。

六、技術發展趨勢展望

未來電纜故障定位儀的技術發展將呈現三大趨勢：一是多技術融合，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集成到同一設備中，實現全場景、全故障類型的覆蓋，減少運維單位的設備采購成本；二是智能化升級，通過AI聲紋識別技術自動識別故障放電信號，過濾環境噪聲干擾，降低對操作人員的經驗要求，提升復雜場景下的定位準確率；三是帶電檢測技術普及，當前兩類技術均需要停電后開展檢測，未來將研發基于帶電局部放電檢測的故障定位技術，無需停電即可完成故障預判與定位，進一步提升電網供電可靠性。

七、參考文獻

【1】中國電力企業聯合會. 2025年電力電纜運行狀態分析報告[R]. 北京：中國電力出版社，2025.

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

【3】國際電工委員會. 電力電纜檢測設備 *部分：脈沖反射類設備通用要求(IEC 60271-1:2023)[S]. 日內瓦：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測評報告[R]. 北京：中國電力科學研究院，2024.

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

【6】*電網江蘇電力有限公司. 2025年配網運維技術創新試點成果報告[R]. 南京：江蘇電力出版社，2025.