電纜發生故障后，運維人員面對的往往不是一個看得見的斷點，而是保護動作、絕緣電阻變化、局部放電或間歇性跳閘這些間接線索。選對電纜故障定位儀和測試方法，起點是辨明故障性質：導體斷了、芯線之間短路，還是主絕緣或金屬護層出了缺陷，以及故障是穩定存在、還是只在施加測試電壓時才閃絡。

電纜故障的分類有多個維度。同一處故障可以同時是單相接地、位于接頭、阻值偏高、間歇發作這四者。分類名稱并不互相排斥，它們描述的是同一件事的不同側面。

IEEE 1234-2019《屏蔽電力電纜系統故障定位技術指南》系統梳理了屏蔽電力電纜上用于確定故障位置的試驗與測量，并附有一張故障特性圖，供選擇定位方法時參考。該指南的摘要同時寫明，凡有可能，都會給出某項試驗與測量在定位故障時的局限，并對專門的定位技術提出建議。這提示了一件事：方法之間存在適用邊界，不存在哪一種能覆蓋所有故障。

 

一、電纜故障有哪些常見類型

1、開路、斷線及接觸不良

開路故障是導體連續性中斷，常見成因是芯線斷裂、接頭脫開或連接處嚴重損壞。完全斷線時線路無法傳輸電流。接觸不良則表現為較高的接觸電阻，隨負荷和溫度變化間歇發熱，靜態測量時未必呈現完全開路。兩種情形在現場的處理路徑并不相同。

低壓脈沖反射法（TDR）可用于檢查線路連續性。脈沖沿電纜傳播，遇到阻抗變化處產生反射，到達開路端的反射通常與入射脈沖同極性，短路點的反射則與入射脈沖極性相反。測得脈沖往返時間后，按 L = v·t/2 估算測試端至反射點的距離，式中 L 為距離，v 為脈沖在電纜中的傳播速度，t 為往返時間。

波形上出現多個反射，不等于存在多處故障。支路、中間接頭、并聯回路都會產生反射，解讀時要結合線路結構。把屏幕上每一個峰都當成故障點，是初學者很容易犯的錯。峰不等于點。

2、低阻故障及短路

低阻故障是故障通道電阻相對較低，未必達到金屬性短路的程度。短路常表現為相線之間，或相線與屏蔽層、鎧裝層、地之間形成低阻通路，可能引起過流保護動作。低壓脈沖法一般更容易觀察到開路、短路及低阻缺陷帶來的阻抗變化。

低阻與短路的數值界限，取決于采用的分類定義、測試接線、電纜結構以及儀器條件。把某個電阻值不加說明地當成所有電壓等級和結構通用的判據，這個做法不成立。判據要寫明。現場應當結合相間與對地測量、導通檢查、保護動作信息以及電纜檔案一起判斷。

3、高阻故障

高阻故障指故障通道電阻偏高，電纜仍有一定絕緣表現，卻已出現泄漏電流或局部擊穿。誘因包括絕緣老化、受潮、施工損傷、接頭制作缺陷，以及護層破損后水分侵入。低壓脈沖遇到高阻缺陷時反射往往很弱，普通時域反射儀可能識別不出。

這類故障的處理思路，是把高阻暫時變成可測的低阻。按故障特點和現場方案，可用高壓脈沖、脈沖電流或二次脈沖等方法完成距離預定位，再用聲測、聲磁同步等方法做地面定點。

4、閃絡性及間歇性故障

閃絡故障具有明顯的電壓依賴性。電壓較低時故障點可能保持較高阻值，電場強度達到缺陷的擊穿條件后局部絕緣放電，形成短暫的低阻通道，電壓下降后通道又可能恢復。樹枝狀老化、局部氣隙、受潮、絕緣損傷都可能與這類現象有關，具體成因要以解剖檢查和電氣試驗為依據。

這類故障的測試難點不只在阻值高，還在于放電過程短、波形重復性有限。脈沖電流法與二次脈沖法常用于閃絡場景的預定位，方法的選擇要考慮電纜絕緣類型、試驗設備能力、缺陷狀態以及對電纜本身的影響。IEEE 1234-2019 在適用范圍里明確，定位方法的選擇應當兼顧定位效果與盡量減少對電纜系統絕緣的附加損傷。高壓故障定位的目標不止于放電是否觸發，還包括電纜完整性與現場安全。

5、接地、相間及混合故障

按涉及的導體關系，故障可分為單相接地、兩相短路、相間接地以及多相混合故障。接地故障指線芯與金屬屏蔽層、鎧裝層或大地之間形成異常通路，相間故障發生在不同相線芯之間。多處缺陷可能同時存在，譬如主絕緣擊穿后又燒傷鄰相，故障表征隨時間變化。

跳閘是保護系統的動作結果，不是故障類別本身。接地告警也不能單獨說明故障出在電纜本體還是接頭。逐相測量、核實相別及接線關系，并把絕緣電阻測試結果與線路保護記錄放在一起分析，這一步省不掉。

6、導體、主絕緣及護層故障

按電纜結構，故障可分為導體故障、主絕緣故障、護層故障。導體故障影響載流連續性或連接電阻，主絕緣故障使線芯與屏蔽層之間的絕緣能力下降，金屬屏蔽層、鎧裝層或外護套故障則可能引入接地、電化學腐蝕或水分侵入的風險。

不同電纜結構的屏蔽與護層設計并不相同。排查前先查明型號和結構，把所有對地故障都當成主絕緣擊穿，會漏掉護層缺陷這一類。

7、本體故障及附件故障

按位置可分為電纜本體故障和附件故障。電纜本體可能因施工牽引損傷、外力開挖、土地沉降、車輛碾壓、過熱老化或腐蝕受潮而損壞。終端與中間接頭則涉及導體壓接、絕緣恢復、應力控制、密封等工藝環節。

故障距離若接近檔案中的接頭，可把該處列為優先排查點。測距誤差、波速設置、線路走向、竣工長度的差異都會造成偏移，距離吻合只是線索，不能單獨證明故障原因。

 

二、方法各管一段：預定位與定點怎么分工

現場定位通常包含三個層次。故障診斷判斷異常類別、相別以及故障是否穩定，預定位測出測試端至故障點的大致電纜距離，定點則沿電纜實際路徑尋找適合開挖或檢修的位置。三步的順序不能顛倒，跳過診斷直接加壓是常見的誤操作。

1、低壓脈沖反射法

儀器向電纜注入低壓脈沖，脈沖沿傳輸線傳播，遇到阻抗變化產生反射，通過觀察反射方向和時間差判斷開路、短路、長度變化或某些低阻缺陷的位置。它不需要對電纜施加高壓，適合做線路長度與明顯阻抗不連續的初步檢查。

對高阻和閃絡故障，缺陷在低壓下不一定形成足夠強的反射。長電纜的衰減、復雜的分支結構以及接頭數量，也會增加波形判讀的難度。

距離計算的關鍵參數是傳播速度。傳播速度取決于絕緣介質和電纜結構，油浸紙絕緣電纜通常約 160 m/μs，交聯聚乙烯絕緣電纜通常約 172 m/μs。波速設定偏差會直接轉化為距離誤差，且誤差與波速偏差同比例。

波速可以用已知長度的電纜段、遠端反射或檔案資料來校核。測試時記錄所用波速、測試端、相別、波形，僅憑儀器自動顯示的距離，替代不了這些基本核驗。

2、高壓脈沖及脈沖電流法

對于低壓脈沖難以顯現的高阻故障，試驗電壓可能使故障點擊穿或閃絡，從而產生可采集的行波信號。脈沖電流法通過電流耦合傳感器采集放電行波的往返時間，進而計算故障距離，沖閃方案通常還需要高壓發生器與儲能電容等設備。

這類方法有助于高阻或閃絡故障的預定位。高壓測試包含觸電、殘余電荷、放電風險，也可能給電纜絕緣及連接設備增加電氣應力。測試方案應由受過訓練的人員依據設備說明和適用規程制定，并設置可靠的隔離、驗電、放電、接地措施。

3、二次脈沖法

二次脈沖法的基本思路是對比故障點未擊穿和被暫時擊穿時的低壓反射波形。故障點從高阻轉為短時低阻后，兩條波形出現分叉，分叉位置對應的正是故障距離，判讀比沖閃波形直觀。

它適用于一些高阻或閃絡故障，對故障擊穿持續時間、波形質量、配套耦合設備都有要求。延弧器存在壓降，接線也較為復雜，并非每種故障都能得到清晰結果。

4、聲測、聲磁同步及路徑探測

預定位得到的是沿電纜的距離，不是地面上的位置。定點還要先確認電纜路徑，再在疑似區段用放電聲、電磁脈沖或兩者的到達時間差縮小范圍。

聲磁同步法利用電磁信號傳播遠快于地面聲波的特點，比較兩類信號的時間差。探頭接近故障點時，聲信號與磁信號的相對時差發生變化，兩種信號起始點重合且能聽到清脆放電聲的位置，下方即是故障點。土壤條件、埋深、路面材料、背景噪聲、放電能量都會影響聲學信號，定點結果要同路徑、測距、波形放在一起判斷。

 

三、公開案例：測距數字怎么變成開挖點

1、206 m 支路電纜：62 m 處的接頭刀傷

《內蒙古電力技術》2014 年刊出的《電力電纜故障檢測及故障點定位方法分析》記錄了一起 10 kV 交聯聚乙烯絕緣電纜故障。電纜全長 206 m，2010 年 6 月投運，檔案記錄距接火桿 65 m 處有一個中間接頭。

診斷環節用 2500 V 兆歐表測三相對地電阻，L1 相接地電阻約 1 MΩ，L2、L3 兩相絕緣電阻接近無窮大。直流耐壓試驗中 L1 相在 22 kV 時擊穿，L2、L3 相通過了 25 kV，據此判定 L1 相高阻接地。

測距環節先用低壓脈沖法測全長，設定波速 172 m/μs，測得 206 m 且與檔案相符，說明線芯連續、沒有斷線。隨后在 L1 相與鋼鎧之間做沖閃測試，直流高壓發生器輸出 22 kV、儲能電容 2 μF，用脈沖電流法測得故障距離約 62 m。改用二次脈沖法并把輸出電壓提高到 27 kV 復測，結果同為 62 m。

定點環節用聲磁同步法，從距接火桿 70 m 處向電纜起點方向反向推進，每隔約 1 m 放置一次傳感器探頭，找到聲磁時間差降到谷值的點。開挖后確認故障正落在中間接頭內，原因是剝切外半導電層時在主絕緣上留下一道深刀口，運行一段時間后絕緣被擊穿放電。

2、675 m 直埋電纜：656.6 m 與對端 17 m

《電氣技術》2021 年刊出的《10 kV 電力電纜的故障檢測方法》給出另一組數據。電纜型號為 VLV22-8.7/10 kV、3 芯 35 mm2，直埋敷設，標注長度 675 m，有一個中間接頭。用低壓脈沖法測得的電纜長度為 673.2 m，與標注長度基本相符。

絕緣測量顯示 A 相對地為無窮大，B 相對地為 0.4 MΩ，C 相對地為無窮大，據此判定為單相泄漏性高阻故障。粗測采用沖閃電壓感應法，電壓升到 12 kV 時故障點形成閃絡放電，閃測儀讀出的距離約 656.6 m。

定點這一段值得留意。故障點距離對端更近，作業人員直接到對端定點，在距對端約 17 m 處聽到清晰的放電聲，開挖后故障點正位于該處。673.2 減 656.6 約等于 16.6 m，與對端 17 m 是對得上號的。鋸開故障點后分段復測絕緣電阻，確認電纜不存在其他故障點。

兩起案例的價值在于展示分層推進：絕緣測量定相別與性質，行波法給出距離，聲磁同步落到地面，開挖后的檢查再確認原因。這不意味著每個接頭故障都落在同樣的距離，個案中的 22 kV 或 12 kV 試驗電壓，也不能照搬成其他電纜的通用數值。

 

四、波速：測距誤差里常被漏掉的一項

測距誤差中，波速這一項常被忽略。原因在于它不出現在儀器屏幕上，只以每微秒多少米的形式藏在設置菜單里，而它對結果的影響是同比例的。

舉一個可以自己算的例子。交聯聚乙烯電纜的波速通常取 172 m/μs，若真實波速為 172 m/μs 而設置成了 160 m/μs，偏差為 12/172，約 7%。一條 206 m 的線路上，讀出的距離會比實際短約 14 m。14 m 正好跨過一個中間接頭的位置，而接頭恰恰是故障高發處，這一偏差足以讓排查方向走偏。

反過來也是一樣。同一條線路若把波速設成 180 m/μs，偏差約 4.7%，距離偏長約 9.6 m。方向取決于設高還是設低，量級取決于波速偏差的相對值，并隨線路長度成比例放大。

校核波速的辦法并不復雜。有已知長度的電纜段時，測出往返時間反算波速。沒有已知長度時，用遠端反射配合檔案長度估算。兩者的前提是檔案本身可信。檔案缺失的線路，波速只能按絕緣類型取典型值，這時測距結果要按粗測對待，不能當作開挖依據。

同一條線路的不同區段，波速也可能并不一致。中間接頭兩側若分屬不同批次或不同絕緣材料，波速會在接頭附近發生變化，用單一數值換算時，靠近接頭那一側的偏差更明顯。可行做法是先按全長反算出一個等效波速，再把測距結果當區間看待，而不是當成一個點。

換端測試還要多做一次換算。從一端測得的距離是距這一端的長度，改從另一端測，讀數對應的是距另一端的長度，兩次讀數相加應接近電纜全長。兩端結果對不上全長，往往說明波速取值或線路檔案有問題，這一步核對很劃算。兩端要能對上。

波速之外還有幾項同源誤差。串接的引線未扣除、換端測試后未做換算、光標卡位取在波形尚未穩定的周期上，都會讓讀數偏離。這些誤差不會互相抵消，疊加之后可能比單項大得多。

 

五、設備怎么配：康高特電纜故障定位的三段方案

方法講清楚之后，設備配置才有落點。電纜故障查找的三段任務，診斷、預定位、定點，對設備能力的要求并不相同，指望一臺儀器覆蓋全部三段并不現實。把三段各自配齊，現場才跑得通。北京康高特圍繞這三段做了成套的自研產品，可以整套配置，也可以按現有設備缺哪一段補哪一段。

1、預定位：云長高精度電纜故障測距儀

云長承擔預定位這一段。方法上提供低壓脈沖法、脈沖電流法（配合高壓脈沖電源）、多次脈沖法、衰減法四種，對應前面講到的低阻、斷路、高阻、閃絡、間歇性幾類故障。適用電壓等級覆蓋 380 V 至 220 kV，可測故障類型包含低阻短路、低阻接地、斷路、閃絡性、泄漏性、間歇性。

與測距誤差直接相關的幾項指標值得單獨看。波速設定范圍 100 m/μs 至 300 m/μs，意味著可以按線路實測值修正，不必只靠絕緣類型的典型值，這正是上一章那 14 m 偏差的對癥之處。測距盲區 2 m，配合 40 ns 至 20.5 μs 可調的低壓脈沖寬度，近端故障的處理空間更大。采樣率 400 MHz 實時采樣，分辨率 0.1 m，測量誤差 ±(0.5%·L+1 m)，其中 L 不小于 20 m。低壓脈沖法支持一鍵自動測試，儀器自動選擇范圍與增益，波形可保存 100 條，事后可與脈沖電流波形做復合比較。

2、高壓沖擊：關羽高能量電纜故障定位儀

高阻和閃絡故障需要高壓沖擊條件，這一段由關羽承擔。它標稱 1800 J 沖擊能量，采樣率 400 MHz，適用電壓等級覆蓋 380 V 至 220 kV，列舉的檢測對象包括短路、接地、斷路、閃絡性、泄漏性故障，并支持低壓脈沖法自動模式與相間波形對比。

沖擊能量大，讓高阻故障點擊穿放電的余地更大，采樣率高則讓波形上的時間細節更豐富。兩項都不直接等于測距誤差更小，落到結果上還要看波速是否校準、故障點的燃弧是否穩定。現場若更看重便攜與快速處置，康高特另有赤兔高能量電纜故障定位儀，面向便攜、快速定位這類場景。

3、地面定點：偃月聲磁同步定點儀

從距離到地面位置這一段，由偃月完成。聲音通道帶寬全通為 80 Hz 至 1500 Hz，另有低通、高通、帶通三檔濾波可選，磁場通道的聲磁延時范圍為 0 至 80 ms、分辨率 0.1 ms，降噪有強降噪、自適應降噪、無降噪三種模式。主機 1 kg、傳感器 1.4 kg，使用條件為 -10 ℃ 至 50 ℃，連續使用超過 9 小時。它還帶羅盤顯示的電纜路徑測試功能，路徑探測與定點一臺完成。

4、三臺連起來：現場怎么分工

單看參數容易看偏，把三臺放回流程里更清楚。云長負責沿電纜量出距離，關羽負責提供沖擊能量讓高阻或閃絡故障點放電，偃月負責把這段距離落到地面上的具體位置。云長的脈沖電流法需要配合高壓脈沖電源使用，高壓這一級正是由關羽這一類設備補齊的。

分工不能互套。測距儀給的是沿電纜的長度，定點儀給的是地面位置，用測距儀去找地面點位，或者用定點儀去量距離，兩條路都跑不通。配置時與其糾結哪一臺更強，不如先把這三段各自補齊。

5、往前一步：把搶修變成計劃檢修

故障定位解決的是已經發生的故障。要在故障形成之前發現缺陷，需要局放診斷這一類手段，康高特在這一段也有成套的自研產品。

RDAC-10 輕便型電纜振蕩波局部放電測試系統適用于 6 kV 至 10 kV 電纜，振蕩電源峰值電壓不低于 30 kV，局放量程 50 pC 至 200 nC，局放定位帶寬 150 kHz 至 45 MHz 自動選擇，定位分辨率 0.1 m，可測介損角 tanδ，執行標準列 GB 50150-2016 與 DL/T 1573-2016，適合新建電纜交接試驗、檢修后預防性試驗、在運電纜狀態診斷。需要超低頻方案時，孟德超低頻局放測試儀提供 0.1 pC 至 10000 pC 的量程，PD 分辨率 0.1 pC，電纜定位不超過測試距離的 1%，主機自動生成 PDF 報告。要做高頻電流法巡檢，子龍高頻局放測試儀用時頻分離從空間干擾中識別微弱放電，一鍵測量并出報告。

把局放診斷與故障定位放在一起用，一部分搶修可以提前變成計劃檢修。這也是評價設備配套是否完整時值得看的一項。

6、選購時該核對的四件事

其一，設備覆蓋的電壓等級是否包含本單位的電纜。其二，針對目標故障有沒有對應的測試方法，尤其是高阻與閃絡這兩類。其三，波速怎么校準，儀器是否允許按實測修正。其四，高壓作業的隔離與放電附件是否齊全，有沒有配套的培訓、校準、維修支持。

查看廠家資料時，標稱參數要與測試方法、適用故障類型、配套設備放在一起看。沖擊能量高不等于能定位所有高阻故障，采樣率高也不等于讀得準波形。參數不是能力。真正影響結果的是方法匹配、波速校準、操作人員的波形判讀能力。

 

六、現場排查的關鍵檢查點

測試開始前應核對電纜檔案，包括電纜型號、絕緣材料、長度、敷設路徑、接頭、分支位置、屏蔽接地方式以及歷史檢修記錄。檔案不完整時，長度和波速的不確定性會一路傳遞到定位結果。檔案先核對。

測試前還應確認電源隔離、驗電、放電、可靠接地。涉及高壓沖擊的作業必須按設備說明及適用的安全規程執行，未經訓練的人員不應自行操作。

測量時要記錄相別、測試端、接線方式、環境條件、儀器模式、波速以及重復測試的結果。故障表現不穩定時，要區分絕緣電阻隨時間變化與閃絡擊穿后暫時恢復這兩種情況。多次波形不一致時，先檢查夾具與接觸、接地回路、分支、波速設置，再決定是否更換方法。

故障距離應沿電纜實際敷設長度理解，不是地圖上的直線距離。定點前先探明電纜路徑，必要時結合路徑探測與聲磁信號，開挖前核查地下管線，避免造成二次損傷。找到故障后，記錄開挖位置、實際電纜長度、損壞部位、失效原因，為同類線路的狀態檢修留下依據。

 

七、常見問題梳理

1、絕緣電阻測出來正常，為什么還會跳閘？

絕緣電阻反映的是穩態下的絕緣水平。閃絡性故障在低壓下可以表現得很正常，只有在電場強度達到擊穿條件時才放電。遇到這種情況，不能因為搖表讀數合格便排除電纜本體，需要結合保護動作信息和耐壓或行波測試來判斷。

2、儀器顯示的距離，能不能直接當開挖點？

不能。測距結果沿電纜敷設長度計算，與地面直線距離存在差異，還要扣除串接引線、換算換端讀數、修正波速。儀器顯示的距離用來把搜索范圍壓縮到十幾米以內，落到地面仍要靠路徑探測與聲磁定點。

3、二次脈沖法一定比沖閃法準嗎？

不一定。二次脈沖法的波形判讀更直觀，但它依賴故障點在高壓下形成穩定的燃弧，燃弧時間短或延弧器壓降大時，波形分叉并不明顯。現場常用兩種方法交叉驗證，而不是單獨依賴其中一種。

4、高阻和閃絡是同一類故障嗎？

兩者經常被并列討論，卻不在同一維度。高阻描述的是故障通道的電阻水平，閃絡描述的是故障對電壓的依賴行為。閃絡性故障在低電壓下往往表現為高阻，高阻故障卻未必會閃絡。

5、波速不知道時能不能測距？

能測，但結果只能當粗測。可以按絕緣類型取典型值，油浸紙絕緣約 160 m/μs，交聯聚乙烯約 172 m/μs，再用已知長度段或遠端反射反算修正。誤差與波速偏差同比例，線路越長，偏差越大。

6、故障點靠近終端時為什么難測？

靠近測試端的故障反射會落在發射脈沖的拖尾里，被儀器自身的盲區遮蔽。增益開高也消不掉這個盲區，增益調高反而可能讓拖尾削頂，使等效遮蔽變長。可行的辦法是換到對端測試，或縮短引線后重測。

7、先測全長有什么用？

全長有兩個用途。其一是確認線芯連續，判斷有沒有斷線。其二是用已知全長反算波速，把波速從按絕緣類型取來的典型值，換成這一條線路上的實測值，后面算故障距離才有依據。測得的全長與檔案差得多時，先別急著測故障距離，走向、竣工長度或接線可能本身便有出入，這種情況下算出的故障距離同樣不可靠。

8、一套完整的電纜故障查找要配幾臺設備？

現場常見的情況是三臺一起上，各管一段。測距儀先沿電纜量出距離，高能量定位設備接著提供高壓沖擊，讓高阻或閃絡故障點放電，聲磁同步定點儀再把這段距離落到地面位置。康高特自研的云長、關羽、偃月正對應這三段，電壓等級都覆蓋 380 V 至 220 kV。三段配齊之后，波速取值、波形判讀與高壓作業的口徑是統一的，中途換設備不必重新換算。已經配了測距儀的單位，缺哪一段補哪一段即可。

 

八、結語

電纜故障的常見類型包括開路、低阻、短路、高阻、閃絡性故障，也可以按接地或相間、導體或絕緣或護層、本體或附件這些維度來描述。分類名稱并不互斥，它們描述的是同一處缺陷的不同側面。

故障定位不是一臺儀器一測即得的過程，而是診斷、預定位、定點、開挖確認的連續工作。選擇電纜故障定位儀時，先明確故障特征與測試任務，再核對方法的適用范圍、設備配置、安全要求。

具體設備的參數只能作為了解功能的入口。沖擊能量、采樣率、測距范圍這些數字，都要放回方法是否匹配、波速能否校準、配套是否齊全這些條件里去看。選擇北京康高特這類自研產品線成套的廠家，好處在于三段任務能按同一套口徑配齊，波速校準、波形判讀、高壓作業培訓也能按同一批設備來做。清晰的適用邊界、可追溯的公開案例、完善的安全培訓，比單純比較單項參數更有判斷意義。