《DL高壓電纜故障檢測(cè)與定位技術(shù)導(dǎo)則》

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DL/T

中華人民共和國(guó)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

DL/Txxx—201X

高壓電纜故障檢測(cè)與定位技術(shù)導(dǎo)則

Technicalguideforfaultlocatingofpowercable

征求意見(jiàn)稿

（本稿完成日期：2019年11月11日）

XXXX-XX-XX發(fā)布XXXX-XX-XX實(shí)施

國(guó)家能源局發(fā)布

DL/Txxx—201X

I

DL/Txxx—201X

高壓電纜故障檢測(cè)與定位技術(shù)導(dǎo)則

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了輸電電纜故障后的檢測(cè)與定位技術(shù)導(dǎo)則，包括故障類(lèi)型判別、故障預(yù)定位、故障精確

定點(diǎn)方法、注意事項(xiàng)等。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于66kV～500kV交流電力電纜開(kāi)路故障、短路故障、護(hù)層故障及混合型故障的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)

與定位，35kV及以下交流電力電纜故障檢測(cè)與定位可參考執(zhí)行。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB4793.1測(cè)量、控制和試驗(yàn)室用電氣設(shè)備的安全要求第一部分：通用要求

GB26860電力安全作業(yè)規(guī)程發(fā)電廠和變電站電氣部分

GB/T2900電工術(shù)語(yǔ)

GB/T16927高電壓試驗(yàn)技術(shù)

DL/T846高電壓測(cè)試設(shè)備通用技術(shù)條件

DL/T849.1電力設(shè)備專(zhuān)用測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第1部分：電纜故障閃測(cè)儀

DL/T849.2電力設(shè)備專(zhuān)用測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第2部分：電纜故障定點(diǎn)儀

DL/T849.6電力設(shè)備專(zhuān)用測(cè)試儀器通用技術(shù)條件第6部分：高壓諧振試驗(yàn)裝置

DL/T1253電力電纜線路運(yùn)行規(guī)程

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

開(kāi)路故障opencircuitfault

電纜導(dǎo)體斷開(kāi)的故障。

3.2

短路故障shortcircuitfault

電纜相對(duì)地的絕緣擊穿的故障，包括低阻故障和高阻故障。

3.3

護(hù)層故障sheathfault

電纜護(hù)層絕緣受損的故障。

3.4

混合型故障mixedfault

2

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包含開(kāi)路故障、短路故障、護(hù)層故障中兩種及以上類(lèi)型的故障。

3.5

故障預(yù)定位faultprelocation

通過(guò)特定的儀器設(shè)備，測(cè)出故障點(diǎn)距離電纜始端或末端的電氣距離。

3.6

故障精確定點(diǎn)faultpinpointing

通過(guò)特定的儀器設(shè)備，在電纜實(shí)際敷設(shè)路徑上標(biāo)定故障點(diǎn)。

4測(cè)試前準(zhǔn)備

4.1掌握對(duì)測(cè)試電纜基礎(chǔ)資料

掌握被測(cè)試電纜系統(tǒng)的技術(shù)資料和相關(guān)參數(shù)，包括電纜型號(hào)、長(zhǎng)度、生產(chǎn)廠家、路徑圖、中間接頭

數(shù)量及位置、敷設(shè)方式、運(yùn)行記錄、預(yù)防性試驗(yàn)記錄、歷史故障記錄等

4.2對(duì)測(cè)試電纜沿線環(huán)境巡查

沿線檢查電纜線路周邊環(huán)境，如鄰近故障處的地面情況，有關(guān)新的挖土、打樁或埋設(shè)其它管線工程

等，對(duì)電纜本體與附件的外觀進(jìn)行檢查。

4.3對(duì)測(cè)試電纜接地系統(tǒng)改接線

被測(cè)電纜應(yīng)提前放電并接地，拆除被測(cè)電纜兩端與其它設(shè)備的全部電氣連線。

5故障類(lèi)型判別

5.1開(kāi)路故障判別

5.1.1萬(wàn)用表判別法

選用檔位：200Ω。

接線方式如圖1，將故障相和非故障相導(dǎo)體在末端用短接線短接，萬(wàn)用表測(cè)量端接故障相導(dǎo)體，公

共端接非故障相導(dǎo)體，測(cè)量?jī)上鄬?dǎo)體之間的電阻，見(jiàn)圖1所示。

T-測(cè)量端；COM-公共端；SL-短接線；F-故障點(diǎn)

3

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圖1萬(wàn)用表判別主絕緣開(kāi)路故障

判別標(biāo)準(zhǔn)：當(dāng)電阻大于5Ω為開(kāi)路。對(duì)于高壓電纜，相間工頻電壓干擾可能影響測(cè)量，可采用恒流

源判別法。

注：小截面的長(zhǎng)電纜線路，導(dǎo)體電阻可能大于1Ω。

5.1.2低壓脈沖判別法

接線方式見(jiàn)圖2，TDR設(shè)備測(cè)量端接電纜導(dǎo)體，屏蔽端接電纜金屬套（所測(cè)電纜的金屬套首尾已分

相連通），末端開(kāi)路和短路，分別測(cè)試低壓脈沖波形。

T-測(cè)量端；G-屏蔽端；

圖2低壓脈沖法判別開(kāi)路故障

判別標(biāo)準(zhǔn)：測(cè)試距離小于電纜全長(zhǎng)，末端開(kāi)路和短路時(shí)波形一樣，均為開(kāi)路反射。

5.1.3恒流源判別法

接線方式如圖3，高壓恒流源高壓端通過(guò)電流表1接故障相導(dǎo)體，屏蔽端通過(guò)電流表2接非故障相導(dǎo)

體，接地端接金屬套并接地，兩相導(dǎo)體在末端短接，測(cè)量?jī)上嘀g的電壓與電流。

HV-高壓端；G-屏蔽端；E-接地端；mA1-電流表1；mA2-電流表2；SL-短接線

圖3恒流源判別開(kāi)路故障

判別標(biāo)準(zhǔn)：電壓可以升高，但電流讀數(shù)為零為開(kāi)路；高壓端和屏蔽端測(cè)量的電流值有較大的差異。

5.2短路故障判別

5.2.1絕緣電阻測(cè)量法

使用設(shè)備：絕緣電阻測(cè)試儀

電壓檔位：2.5kV-10kV

4

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接線方式如圖4，絕緣電阻測(cè)試儀高壓端接電纜導(dǎo)體，接地端接金屬套，末端開(kāi)路，加壓測(cè)試絕緣

電阻。

L-高壓端；G-屏蔽端；E-接地端

圖4絕緣電阻測(cè)試儀判別主絕緣短路故障

判別標(biāo)準(zhǔn)：電阻低于1000MΩ。

注：當(dāng)電阻大于500MΩ，需要耐壓法輔助判定；當(dāng)電阻小于0.5MΩ，需要萬(wàn)用表測(cè)量法輔助判定。

5.2.2萬(wàn)用表測(cè)量法

使用設(shè)備：萬(wàn)用表

選用檔位：kΩ-Ω（從高電阻檔開(kāi)始測(cè)量）

接線方式如圖5，末端開(kāi)路，萬(wàn)用表測(cè)量端接電纜導(dǎo)體，公共端接電纜屏蔽，測(cè)量電阻。

圖5萬(wàn)用表判別主絕緣短路故障

判別標(biāo)準(zhǔn)：電阻低于10Ω為金屬性短路（死接地）故障；電阻低于200Ω為低阻故障；電阻大于等于

200Ω為高阻故障。

5.2.3耐壓法

使用設(shè)備：電纜故障定位電源、燒穿電源、直流高壓發(fā)生器。

選用電壓檔位：10kV-200kV。

接線方式如圖6，圖中以電纜故障定位電源為例，電源高壓端輸出接電纜導(dǎo)體，屏蔽端接金屬套，

末端開(kāi)路，加壓測(cè)試。

5

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HV-高壓端；G/E-屏蔽及接地端

圖6耐壓法判別主絕緣短路故障

判別標(biāo)準(zhǔn)：

a)低阻故障：電壓升高時(shí)，電流迅速變大并趨于穩(wěn)定為低阻故障；

b)閃絡(luò)故障：初始升壓時(shí)電流接近為零；當(dāng)電壓升到一定值時(shí)，電流突然變大，電壓隨之降低；

在電壓降低到一定值時(shí)，電流又接近為零；重復(fù)出現(xiàn)以上現(xiàn)象，可判別為閃絡(luò)故障。

5.3護(hù)層故障判別

5.3.1絕緣電阻測(cè)量法

使用設(shè)備：絕緣電阻測(cè)試儀。

選用電壓檔位：500V。

接線方式如圖7，被測(cè)電纜金屬套的直接接地或避雷保護(hù)器都斷開(kāi)，電纜導(dǎo)體線芯接地，絕緣電阻

測(cè)試儀高壓端接金屬套，接地端接大地，加壓測(cè)試絕緣電阻。

圖7絕緣電阻測(cè)試儀判別護(hù)層故障

判別標(biāo)準(zhǔn)：電阻低于0.5MΩ/km。

5.3.2耐壓法

使用設(shè)備：高壓電源。

選用電壓檔位：運(yùn)行中電纜選用5kV檔位，新投運(yùn)電纜選用10kV檔位。

接線方式如圖8，被測(cè)電纜金屬套的直接接地或避雷保護(hù)器都斷開(kāi)，電纜導(dǎo)體線芯接地，高壓電源

測(cè)試線高壓端接金屬套，接地端接大地，加壓測(cè)試。

圖8直流耐壓判別護(hù)層故障

判別標(biāo)準(zhǔn)：直流耐壓不通過(guò)。

6故障預(yù)定位與精確定點(diǎn)

6

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6.1故障預(yù)定位方法分類(lèi)

故障預(yù)定位方法根據(jù)定位原理分為阻值法和行波法，根據(jù)兩種原理細(xì)分為下列常用方法，見(jiàn)表1：

表1常用預(yù)定位方法分類(lèi)

預(yù)定位原理阻值法行波法

電橋法低壓脈沖法

電壓降法直閃法

預(yù)定位方法

截面法沖閃法

/二次脈沖法、多次脈沖法和穩(wěn)定電弧法

6.2方法選用

根據(jù)故障類(lèi)型判別結(jié)果，按表2選擇預(yù)定位方法（配用儀器要求與原理說(shuō)明參見(jiàn)附錄A）和表3

精確定點(diǎn)方法（配用儀器要求與原理說(shuō)明參見(jiàn)附錄B），查找故障點(diǎn)。

表2不同故障類(lèi)型的預(yù)定位方法

故障類(lèi)型適用條件描述故障預(yù)定位方法參考依據(jù)

設(shè)備所發(fā)射脈沖在開(kāi)路故障點(diǎn)產(chǎn)生全反射，

方向與發(fā)射脈沖相同，可采用故障相與完好

開(kāi)路故障電纜導(dǎo)體斷開(kāi)低壓脈沖法

相對(duì)比分析，見(jiàn)附錄A.5，波形見(jiàn)附錄

C.1(a)。

同截面導(dǎo)體芯線的電阻與長(zhǎng)度成正比，根據(jù)

單相或兩相低阻

設(shè)備所測(cè)出故障點(diǎn)位置占全長(zhǎng)2倍的百分

故障、金屬性接地電橋法

比，計(jì)算故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離，見(jiàn)附錄

故障

A.1。

單相或兩相低阻同截面導(dǎo)體芯線的電阻與長(zhǎng)度成正比，設(shè)備

故障、金屬性接地電壓降法能測(cè)出故障點(diǎn)位置占全長(zhǎng)的百分比，見(jiàn)附錄

故障A.2。

單相或兩相低阻根據(jù)導(dǎo)體芯線電阻與截面和長(zhǎng)度的關(guān)系，可

故障、金屬性接地截面法求得故障點(diǎn)位置距測(cè)量點(diǎn)的長(zhǎng)度，見(jiàn)附錄

故障A.3。

設(shè)備所發(fā)射脈沖在短路故障點(diǎn)產(chǎn)生反射，方

短路故障低阻故障、金屬性

低壓脈沖法向與發(fā)射脈沖相反，見(jiàn)附錄A.5。波形見(jiàn)

接地故障

C.1(b)(c)。

故障點(diǎn)擊穿時(shí)產(chǎn)生的脈沖電流在故障點(diǎn)和

設(shè)備之間來(lái)回反射，根據(jù)測(cè)量擊穿脈沖在測(cè)

試端與故障點(diǎn)之間時(shí)間差Δt，根據(jù)公式

1

閃絡(luò)故障直閃法xtv

2，可得出故障點(diǎn)距測(cè)試端的

距離。

見(jiàn)附錄A.6。

注：對(duì)于兩段及以上單端接地系統(tǒng)必須提前

7

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將金屬套首尾直通；

對(duì)于超過(guò)6公里的交叉互聯(lián)系統(tǒng)，或影響波

形識(shí)別，需提前將交叉互聯(lián)箱內(nèi)銅排短接。

故障點(diǎn)擊穿時(shí)產(chǎn)生的脈沖電流在故障點(diǎn)和

設(shè)備之間來(lái)回反射，根據(jù)測(cè)量擊穿脈沖在測(cè)

試端與故障點(diǎn)之間時(shí)間差Δt，根據(jù)公式

1

xtv

2，可得出故障點(diǎn)距測(cè)試端的

高阻故障沖閃法

距離。見(jiàn)附錄A.7。

注：對(duì)于兩段及以上單端接地系統(tǒng)必須提前

將金屬套首尾直通；

對(duì)于超過(guò)6公里的交叉互聯(lián)系統(tǒng)，或影響波

形識(shí)別，需提前將交叉互聯(lián)箱內(nèi)銅排短接。

在故障點(diǎn)擊穿燃弧的同時(shí)，通過(guò)耦合器向故

障電纜注入低壓脈沖信號(hào)，記錄故障點(diǎn)低阻

反射脈沖信號(hào)。在電弧熄滅后，再次記錄低

壓脈沖反射波形（無(wú)放電時(shí)的波形），將2

個(gè)波形重疊比較，在故障點(diǎn)處有明顯分叉，

二次脈沖法、多次軟件自動(dòng)計(jì)算波形分叉點(diǎn)到測(cè)試端時(shí)間Δt，

高阻故障脈沖法和穩(wěn)定電1

根據(jù)公式xtv，可得出故障點(diǎn)距

弧法2

測(cè)試端的距離見(jiàn)附錄A.8。

注：對(duì)于兩段及以上單端接地系統(tǒng)必須提前

將金屬套首尾直通；

對(duì)于超過(guò)6公里的交叉互聯(lián)系統(tǒng)，或影響波

形識(shí)別，需提前將交叉互聯(lián)箱內(nèi)銅排短接。

高壓電纜金屬護(hù)層的電阻與長(zhǎng)度成正比，根

據(jù)設(shè)備所測(cè)出故障點(diǎn)位置占全長(zhǎng)2倍的百分

電橋法

比，計(jì)算故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離，見(jiàn)附錄

護(hù)層故障護(hù)層絕緣受損A.10。

高壓電纜金屬護(hù)層的電阻與長(zhǎng)度成正比，設(shè)

電壓降法備能測(cè)出故障點(diǎn)位置占全長(zhǎng)2倍的百分比，

見(jiàn)附錄A.11。

表3不同故障類(lèi)型的精確定點(diǎn)方法

故障類(lèi)故障精確定點(diǎn)方

適用條件描述參考依據(jù)

型法

高壓脈沖在故障點(diǎn)放電產(chǎn)生聲音與磁場(chǎng)信號(hào)。沿電纜

開(kāi)路故

電纜導(dǎo)體斷開(kāi)聲磁同步法路徑使用定點(diǎn)儀以接收磁場(chǎng)信號(hào)為基準(zhǔn)，同步接收并

障

記錄聲音信號(hào)，測(cè)出兩者之間的時(shí)間差最小點(diǎn)即為故

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障點(diǎn)位置，見(jiàn)附錄B.1。

通過(guò)電纜故障定位電源（或音頻源）對(duì)故障電纜施加

脈沖信號(hào)，攜定點(diǎn)儀器沿電纜路徑正上方移動(dòng)，在擊

磁場(chǎng)法（音頻法）

穿點(diǎn)前，所測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)較大；至擊穿點(diǎn)，磁場(chǎng)信號(hào)明

顯減小。見(jiàn)附錄B.3。

通過(guò)電纜故障定位電源（或音頻源）對(duì)故障電纜施加

脈沖信號(hào)，攜定點(diǎn)儀器沿電纜路徑正上方移動(dòng)，在擊

金屬性接地故障磁場(chǎng)法（音頻法）

穿點(diǎn)前，所測(cè)磁場(chǎng)信號(hào)很??；至擊穿點(diǎn)，磁場(chǎng)信號(hào)增

短路故大；跨過(guò)擊穿點(diǎn)，信號(hào)明顯減小。見(jiàn)附錄B.3。

障高壓脈沖在故障點(diǎn)放電產(chǎn)生聲音與磁場(chǎng)信號(hào)。沿電纜

低阻故障、高阻路徑使用定點(diǎn)儀以接收磁場(chǎng)信號(hào)為基準(zhǔn)，同步接收并

聲磁同步法

故障、閃絡(luò)故障記錄聲音信號(hào)，測(cè)出兩者之間的時(shí)間差最小點(diǎn)即為故

障點(diǎn)位置，見(jiàn)附錄B.1。

槽盒、磚砌電纜在金屬套和大地間注入脈動(dòng)電流，在地面上故障點(diǎn)周

溝敷設(shè)下的護(hù)層跨步電壓法圍產(chǎn)生漏斗狀電位分布。用電位差計(jì)可測(cè)得信號(hào)的幅

故障度和方向，從而實(shí)現(xiàn)精確定位。見(jiàn)附錄B.2。

對(duì)電纜故障相幾十毫安電流，令故障點(diǎn)發(fā)熱，采用紅

隧道敷設(shè)下的護(hù)

護(hù)層故溫升法外熱像儀查找故障電纜表面溫度高于其他區(qū)域的地

層故障

障方，則可能是電纜故障點(diǎn)。見(jiàn)附錄B.4。

高壓脈沖在故障點(diǎn)放電產(chǎn)生聲音與磁場(chǎng)信號(hào)。沿電纜

混凝土電纜溝敷路徑使用定點(diǎn)儀以接收磁場(chǎng)信號(hào)為基準(zhǔn)，同步接收并

聲磁同步法

設(shè)下的護(hù)層故障記錄聲音信號(hào)，測(cè)出兩者之間的時(shí)間差最小點(diǎn)即為故

障點(diǎn)位置，見(jiàn)附錄B.1。

6.3注意事項(xiàng)

6.3.1放電時(shí)間

回路放電時(shí)間間隔宜取3s~10s一次，放電太快，有時(shí)電壓還未達(dá)到預(yù)設(shè)電壓值就開(kāi)始放電，故障

點(diǎn)放電信號(hào)不穩(wěn)定影響測(cè)試，放電太慢則不容易區(qū)別外界干擾。放電時(shí)間間隔一般靠改變放電裝置的時(shí)

間繼電器值來(lái)實(shí)現(xiàn)。

6.3.2設(shè)備及環(huán)境

應(yīng)方便控制高壓設(shè)備的開(kāi)、停以及放電時(shí)間間隔，排除環(huán)境噪聲干擾，縮短故障定點(diǎn)時(shí)間，必要時(shí)

可在夜深人靜時(shí)進(jìn)行精確定點(diǎn)。

6.3.3交換測(cè)試位置

高壓電纜的故障預(yù)定位或精確定點(diǎn)，當(dāng)一端無(wú)法定位或定點(diǎn)時(shí)，可換另一端測(cè)試。

6.3.4排除GIS故障

對(duì)于有GIS終端的電纜故障，要排除GIS設(shè)備內(nèi)電纜氣室及相鄰氣室是否存在故障。

6.3.5PT的處理及GIS接地刀施加高壓

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對(duì)于有GIS終端的電纜故障，要排除GIS設(shè)備內(nèi)電纜氣室及相鄰氣室是否存在故障。

對(duì)于有GIS終端的電纜故障，要確認(rèn)PT能否與被測(cè)電纜斷開(kāi)或PT接地端是否懸浮。PT與被測(cè)電

纜斷開(kāi)后，可通過(guò)站內(nèi)GIS的接地刀閘的引出端子進(jìn)行電纜故障定位，施加電壓不應(yīng)超過(guò)10kV，如圖

9；PT與被測(cè)電纜無(wú)法斷開(kāi)時(shí)，但PT接地端可懸浮，施加電壓不應(yīng)超過(guò)5kV，如圖10（a）（b）為PT

接地端處理前后示意圖；當(dāng)PT與電纜無(wú)法斷開(kāi)，且PT接地端無(wú)法懸浮，無(wú)法采用電橋法、電壓降法

預(yù)定位。

N1-故障相戶外終端；G2-故障相GIS終端

圖9GIS接地刀施加高壓

（a）PT接地端接地（b）PT接地端懸浮

圖10GIS接地刀施加高壓及PT處理

6.3.6T接線路測(cè)試接線方式

圖11為含有T接頭的電纜線路圖，N1為戶外終端，G1、G2為GIS終端（以單相GIS為例）。圖中GIS

2

終端的電纜導(dǎo)體可以通過(guò)接地刀閘引出。N1～JP1長(zhǎng)度為L(zhǎng)1：6.559km,截面：1000mm；G1～JP1長(zhǎng)度為L(zhǎng)2：

22

2.388km,截面：1000mm；JP1～JP2長(zhǎng)度為L(zhǎng)3：0.505km,截面：1000mm；JP2～G2長(zhǎng)度為L(zhǎng)4：0.6km,截面：

1000mm2；

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N1-戶外終端；JP1-1#T接頭；JP2-2#T接頭；G1-1#GIS終端；G2-2#GIS終端

圖11含有T接頭的電纜線路圖

圖12為基于電壓降的電橋法定位T接線路主絕緣故障接線示意圖。假設(shè)A相為故障相，B相為非故障

相。以NA1、NB1為測(cè)試端，GA2、GB2為末端，將GA1、GB1終端故障相和非故障相的電纜導(dǎo)體與其它電氣

設(shè)備斷開(kāi)，GA2、GB2終端故障相和非故障相的電纜導(dǎo)體經(jīng)接地刀閘引出并用低阻短接線短接。

NA1-故障相戶外終端；JPA1-故障相1#T接頭；JPA2-故障相2#T接頭；GA1-故障相1#GIS終端；GA2-故障相2#GIS

終端；NA2-非故障相戶外終端；JPB1-非故障相1#T接頭；JPB2-非故障相2#T接頭；GB1-非故障相1#GIS終端；

GB2-非故障相2#GIS終端

圖12基于電壓降的電橋法定位T接線路主絕緣故障接線示意圖

表8-1NA1終端—GA2終端

11

DL/Txxx—201X

距NA1終端的距離

NA1終端

JPA1JPA2GA2終端

始端6559m7064m7664m各站點(diǎn)距離始端占總長(zhǎng)度

0%42.8%46.1%50%各站點(diǎn)距離始端占總長(zhǎng)度的比例

如表8-1，根據(jù)電橋所測(cè)數(shù)據(jù)比例判別故障點(diǎn)所在區(qū)間：

a)小于42.8%，故障點(diǎn)位于NA1終端和JPA1之間的電纜及附件；

b)約為42.8%，故障點(diǎn)位于JPA1至GA1終端之間的電纜及附件，包括JPA1和GA1終端；

c)大于42.8%，故障點(diǎn)位于JPA1至GA2終端之間的電纜及附件。

6.4測(cè)試記錄

測(cè)試記錄應(yīng)至少包含：

a）測(cè)試單位、測(cè)試人員、測(cè)試時(shí)間、測(cè)試地點(diǎn)；

b）測(cè)試環(huán)境（溫度、濕度）；

c）線路名稱；

d）采用的儀器型號(hào)及編號(hào)；

e）故障的參數(shù)：包括故障的位置及現(xiàn)象等；

f）測(cè)試記錄格式參見(jiàn)附錄D。

_________________________________

12

DL/Txxx—201X

附錄.A

（資料性附錄）

主絕緣故障預(yù)定位方法

A.1電橋法

A.1.1測(cè)試設(shè)備要求

a)最高輸出電壓：不低于10kV。

b)短路電流：短路電流不低于10mA。

c)預(yù)定位精度：±（0.2%·L+1）m，L為電纜全長(zhǎng)。

A.1.2測(cè)試設(shè)備要求

在測(cè)試端，將電橋測(cè)量首端接故障相導(dǎo)體X，測(cè)量末端接非故障相導(dǎo)體M（絕緣良好相），在電纜

末端將故障相導(dǎo)體Y端與非故障相導(dǎo)體N端用低阻短接線短接，如圖A.1所示。

ZGH—直流高壓恒流源；r—比例臂電阻；G—檢流計(jì)；F—故障點(diǎn)；TA-測(cè)量首端；TB-測(cè)量末端；

LRSL-低阻短接線；

圖A.1電橋法接線及原理示意圖

工作時(shí)，ZGH輸出高壓，待電流穩(wěn)定后打開(kāi)電橋，調(diào)節(jié)電橋平衡。電橋平衡時(shí)，與故障相串接的

平衡橋臂電阻值為，與非故障相串接的平衡橋臂電阻值為，r1可由設(shè)備千分度盤(pán)（與比例臂電

r1r2

?1?2

阻連動(dòng)）讀取。故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離為：

r1

Lx2L2LP‰

r1r2

式中：

L為電纜全長(zhǎng)，因非故障相參與電橋平衡，計(jì)算中要2倍電纜長(zhǎng)度；

為電橋平衡時(shí)千分度盤(pán)讀數(shù)；

為測(cè)試端到故障點(diǎn)的距離。

P‰

注意：對(duì)于同溝多回路電纜，該方法會(huì)受到臨近回路運(yùn)行電纜感應(yīng)電壓干擾，不易平衡，甚至無(wú)法

??

定位。

A.2電壓降法

A.2.1測(cè)試設(shè)備要求

13

DL/Txxx—201X

a)最高輸出電壓：不低于3kV。

b)短路電流：不低于100mA。

c)預(yù)定位精度：±（0.2%·L+1）m，L為電纜全長(zhǎng)。

A.2.2測(cè)試原理

與電橋法相比，電壓降法可以避免工頻感應(yīng)電壓的干擾，特別適合于高電壓、大截面、大長(zhǎng)度輸電

復(fù)雜電纜系統(tǒng)的主絕緣故障定位。電壓降法分兩步進(jìn)行，如圖A.2（a）和（b）所示。設(shè)備測(cè)量首端接

故障相導(dǎo)體X，測(cè)量末端接非故障相導(dǎo)體M端（絕緣良好相）。

（a）電壓降法第一步

（b）電壓降法第二步

ZGH—高壓恒流源；R—限流電阻；K1、K2為繼電器；ISAM-電流采集單元；USAM—電壓降采集單元；

M-中央處理單元；TA-測(cè)量首端；TB-測(cè)量末端；SL-短接線；EL-接地線

圖A.2電壓降法接線及原理示意圖

第一步K1斷開(kāi)，K2閉合、遠(yuǎn)端導(dǎo)體線芯通過(guò)短接線SL連接，故障相導(dǎo)體線芯通過(guò)接地線EL接

地（注意、與故障相導(dǎo)體遠(yuǎn)端的接觸點(diǎn)必須分開(kāi)）。加壓測(cè)得、，計(jì)算電纜全長(zhǎng)電阻；

SLELYU2I2

第二步斷開(kāi)、閉合、接地線懸空或拆除，加壓測(cè)得、，計(jì)算故障相測(cè)試端到故障

K1K2ELU1I1

點(diǎn)的導(dǎo)體電阻。電阻值正比于電纜長(zhǎng)度，可得故障距離為：

14

DL/Txxx—201X

U1

I1（II）

LxL12

U2

I2

或U1（）

LxLI1I2

U2

式中：

、為測(cè)試端到故障點(diǎn)的電壓降及電流；

U1I1

、為電纜全長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的電壓降及電流；

U2I2

L為電纜全長(zhǎng)；

為電纜始端到故障點(diǎn)距離。

Lx

A.3截面法

A.3.1測(cè)試設(shè)備要求

a)最高輸出電壓：不低于3kV。

b)短路電流：不低于100mA。

c)預(yù)定位精度：±（3%·L）m，L為電纜全長(zhǎng)。

A.3.2測(cè)試原理。

以5.2電壓降法計(jì)算測(cè)量首端到故障點(diǎn)的導(dǎo)體電阻，選取電纜導(dǎo)體截面標(biāo)稱值，通過(guò)電阻直接計(jì)算

故障距離。測(cè)試原理及接線如圖5-2（b）。

截面法故障距離計(jì)算公式：

U1S

Lx

I1

式中：

、為測(cè)試端到故障點(diǎn)的電壓降及電流；

U1I1

S為被測(cè)電纜導(dǎo)體截面積；

為被測(cè)電纜導(dǎo)體材料電阻率。

A.4基于電壓降的電橋法

A.4.1測(cè)試設(shè)備要求

d)最高輸出電壓：不低于3kV。

e)短路電流：不低于100mA。

f)預(yù)定位精度：±（0.2%·L+1）m，L為電纜全長(zhǎng)。

A.4.2測(cè)試原理

當(dāng)遠(yuǎn)端方便將兩相電纜導(dǎo)體短接時(shí)，可采用基于電壓降的電橋法，只需測(cè)試一次。如圖A.3所示。

設(shè)備測(cè)量首端接故障相導(dǎo)體X，測(cè)量末端接非故障相導(dǎo)體M（絕緣良好相）。通過(guò)低阻短接線將故障相

和非故障相導(dǎo)體短接；或利用銅排通過(guò)GIS地刀接線端將故障相和非故障相電纜導(dǎo)體短接。

15

DL/Txxx—201X

圖A.3基于電壓降的電橋法接線及原理示意圖

工作時(shí)，閉合，斷開(kāi)，測(cè)得、，計(jì)算故障相測(cè)試端到故障點(diǎn)的導(dǎo)體電阻；斷開(kāi)，

K2K1U1I1K2K1

閉合，測(cè)得、，計(jì)算非故障相測(cè)試端經(jīng)遠(yuǎn)端短接線到故障點(diǎn)的導(dǎo)體電阻。電阻值正比于電纜長(zhǎng)

U2I2

度，可得故障距離為：

U1

I

L12L（II）

xUU12

12

I1I2

或U1（）

Lx2LI1I2

U1U2

式中：

、為故障相導(dǎo)體測(cè)試端到故障點(diǎn)的電壓降及電流；

U1I1

、為非故障相導(dǎo)體測(cè)試端經(jīng)遠(yuǎn)端短接線到故障點(diǎn)的電壓降及電流；

U2I2

L為電纜全長(zhǎng)；

為測(cè)試端到故障點(diǎn)距離。

Lx

A.5低壓脈沖法

A.5.1測(cè)試設(shè)備要求

a)發(fā)射脈沖輸出電壓幅值：不低于30V。

b)發(fā)射脈沖脈寬：50ns-10μs隨測(cè)量范圍自動(dòng)變化，也可手動(dòng)選擇。

c)最大測(cè)量范圍：50km（v=160m/μs）。

d)預(yù)定位精度：±(0.2%L+移動(dòng)光標(biāo)步長(zhǎng)）m(v=160m/μs)。

e)實(shí)時(shí)采樣率：不低于100MHz。

A.5.2測(cè)試原理

16

DL/Txxx—201X

將電纜金屬套全線分相連通再按技術(shù)要求接地。被測(cè)電纜注入低壓脈沖信號(hào)，發(fā)射脈沖以恒定速度

沿電纜傳播，遇到阻抗突變點(diǎn)，如短路、開(kāi)路、中間接頭等等，脈沖產(chǎn)生反射，傳播到測(cè)試端，儀器記

錄下發(fā)射脈沖與反射脈沖波形并自動(dòng)計(jì)算二者之間的時(shí)間Δt，Δt的一半乘以脈沖在電纜傳播的速度（行

波速度），計(jì)算出故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離。測(cè)試時(shí)TDR設(shè)備測(cè)量端接故障相導(dǎo)體，屏蔽端接金屬套（所

測(cè)線路的金屬套首尾分相連通），測(cè)試低壓脈沖波形。原理如圖A.4。

圖A.4低壓脈沖法接線及測(cè)量示意圖

1

xt

2

式中：

c

行波速度，；

r

c—光速，c=300m/μs；

r—材料的相對(duì)介電常數(shù)。

A.6直閃法（衰減法）

A.6.1測(cè)試設(shè)備要求

a)電源最高輸出電壓：不低于30kV。

b)限流保護(hù)：有。

c)TDR預(yù)定位精度：±(0.2%L+移動(dòng)光標(biāo)步長(zhǎng)）m(v=160m/μs)。

d)TDR實(shí)時(shí)采樣頻率：不低于100MHz。

e)TDR最大測(cè)量范圍：50km（v=160m/μs）。

A.6.2測(cè)試原理

直閃法（衰減法）只能測(cè)試閃絡(luò)性故障，一般用于測(cè)量高殘壓的閃絡(luò)性擊穿故障，即故障點(diǎn)電阻極

高，脈沖電壓下很難擊穿的故障。一些故障點(diǎn)經(jīng)幾次閃絡(luò)放電后，故障點(diǎn)電阻下降，不能再用直閃法測(cè)

試。

在電纜故障相導(dǎo)體與金屬套之間施加直流高壓，使故障點(diǎn)擊穿。故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電壓、電流行波，

在測(cè)量端與故障點(diǎn)之間來(lái)回反射，并在測(cè)量端產(chǎn)生電流行波信號(hào)，使用線性電流耦合器獲取該電流行波

信號(hào)，并用儀器采集、記錄下來(lái)，通過(guò)測(cè)量擊穿脈沖在測(cè)試端與故障點(diǎn)之間時(shí)間差Δt，根據(jù)公式

1

xtv，可得出故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離。測(cè)試及接線原理如圖A.5。

2

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DL/Txxx—201X

T1—自耦調(diào)壓器；T2—升壓變壓器；R—限流電阻；D—高壓整流硅堆；

C—高壓脈沖電容器；LH—線性電流耦合器；G—放電裝置（處于閉合狀態(tài)）；TDR—脈沖電流采集器

圖A.5直閃法接線及測(cè)試原理示意圖

A.7沖閃法（脈沖電流法）

A.7.1測(cè)試設(shè)備要求

a)電源最高輸出電壓：不低于30kV。

b)限流保護(hù)：有。

c)電源最大脈沖能量：不低于1800J。

d)TDR預(yù)定位精度：±(0.2%L+移動(dòng)光標(biāo)步長(zhǎng)）m(v=160m/μs)。

e)TDR實(shí)時(shí)采樣頻率：不低于100MHz。

f)TDR最大測(cè)量范圍：50km（v=160m/μs）。

A.7.2測(cè)試原理

沖閃法（脈沖電流法）一般用于高阻故障和能形成擊穿的閃絡(luò)性故障。在電纜故障相導(dǎo)體與金屬套

之間施加脈沖高壓，使故障點(diǎn)擊穿。故障點(diǎn)擊穿產(chǎn)生的電流行波，在測(cè)量端與故障點(diǎn)之間來(lái)回反射，使

用線性電流耦合器獲取該電流行波信號(hào)，并用儀器采集、記錄下來(lái)，通過(guò)測(cè)量擊穿脈沖在測(cè)量端與故障

1

點(diǎn)之間時(shí)間差Δt，根據(jù)公式xtv，可得出測(cè)試端到故障點(diǎn)的距離，如圖A.6。

2

圖A.6沖閃法接線及測(cè)試原理示意圖

A.8二次脈沖法/多次脈沖法/穩(wěn)定電弧法

18

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A.8.1測(cè)試設(shè)備要求

a)電源最高輸出電壓：不低于30kV。

b)限流保護(hù)：有。

c)電源最大脈沖能量：不低于1800J。

d)TDR預(yù)定位精度：±(0.2%L+移動(dòng)光標(biāo)步長(zhǎng)）m(V=160m/μs)。

e)TDR實(shí)時(shí)采樣頻率：不低于100MHz。

f)TDR最大測(cè)量范圍：50km（V=160m/μs）。

A.8.2測(cè)試原理

故障定位電源給高阻或閃絡(luò)性故障施加脈沖高壓，使故障點(diǎn)燃弧放電，此時(shí)故障性質(zhì)變成低阻短路。

在燃弧同時(shí)，通過(guò)耦合器向故障電纜注入低壓脈沖信號(hào)，記錄故障點(diǎn)低阻反射脈沖信號(hào)。在故障電弧熄

滅后，再次記錄低壓脈沖反射波形（無(wú)放電時(shí)的波形），將2個(gè)波形重疊比較，在故障點(diǎn)處有明顯分叉，

1

軟件自動(dòng)計(jì)算波形分叉點(diǎn)到測(cè)試端時(shí)間Δt，根據(jù)公式xtv，可得出故障點(diǎn)距測(cè)試端的距離。

2

利用兩次波形比較，故障點(diǎn)容易判別。

二次脈沖法、多次脈沖法和穩(wěn)定電弧法的區(qū)別在于其燃弧時(shí)間的原理不同。如圖A.7為穩(wěn)定電弧法

的原理示意圖。

AD—穩(wěn)弧延弧裝置；CP—脈沖耦合裝置

圖A.7穩(wěn)定電弧法接線及原理示意圖

A.9燒弧降阻法

A.9.1測(cè)試設(shè)備要求

a)最高輸出電壓：不低于60kV。

b)短路電流：不低于500mA。

c)最大輸出功率：不低于600W。

A.9.2測(cè)試原理

當(dāng)故障點(diǎn)殘壓（擊穿電壓）高于電纜故障定位電源的最高輸出電壓時(shí)，需要更高電壓的電源設(shè)備進(jìn)

行燒弧降阻。

19

DL/Txxx—201X

燒穿電源采用高、低壓關(guān)聯(lián)輸出，高壓輸出起到點(diǎn)火作用，擊穿故障點(diǎn)，以形成電流通路，開(kāi)始燃

弧，故障點(diǎn)發(fā)熱并逐漸形成碳化通道，故障點(diǎn)殘壓逐漸降低；當(dāng)殘壓降低到低壓輸出的電壓值時(shí)，低壓

大電流輸出回路開(kāi)始工作，快速將故障電阻燒成低阻，如圖A.8。

圖A.8燃弧降阻法接線示意圖

A.10電橋法測(cè)護(hù)層故障

A.10.1測(cè)試設(shè)備要求

a)最高輸出電壓：不低于10kV。

b)短路電流：不低于10mA。

c)預(yù)定位精度：±（0.2%·L+1）m，L為該段電纜長(zhǎng)度。

A.10.2測(cè)試原理

采用電橋法預(yù)定位護(hù)層故障的原理與主絕緣故障定位類(lèi)似。被測(cè)電纜和輔助電纜的導(dǎo)體線芯均接地，

設(shè)備測(cè)量首端接故障相金屬套，測(cè)量末端接非故障相金屬套（護(hù)層絕緣良好相），故障相與非故障相金

屬套的末端用低阻短接線短接，如圖9所示。

圖A.9電橋法護(hù)層故障預(yù)定位接線原理示意圖

同理，故障點(diǎn)到測(cè)試端的距離為：

r1

Lx2L2LP‰

r1r2

式中：

L為電纜全長(zhǎng)；

為電橋平衡時(shí)千分度盤(pán)讀數(shù)；

為故障點(diǎn)工程到測(cè)試端距離。

?‰

注意：對(duì)于同溝多回路電纜，該方法同樣會(huì)受到臨近回路運(yùn)行電纜感應(yīng)電壓干擾，不易平衡，甚至

??

20

DL/Txxx—201X

無(wú)法定位。

A.11電壓降法測(cè)護(hù)層故障

A.11.1測(cè)試設(shè)備要求

a)最高輸出電壓：不低于5kV。

b)短路電流：不低于100mA。

c)預(yù)定位精度：±（0.2%·L+1）m，L為該段電纜長(zhǎng)度。

A.11.2測(cè)試原理

與電橋法相比，電壓降法可以避免工頻感應(yīng)電壓的干擾。被測(cè)電纜和輔助電纜的導(dǎo)體線芯均接地，

設(shè)備測(cè)量首端接故障相金屬套X，測(cè)量末端接非故障相金屬套M（護(hù)層絕緣良好相），故障相與非故障

相金屬套的末端（和）用低阻短接線短接。工作時(shí)，K閉合，K打開(kāi)，測(cè)得、；K打開(kāi)，K

YN21U1I121

閉合，測(cè)得、，如圖10所示。

U2I2

圖A.10基于電壓降法的電橋法護(hù)層故障預(yù)定位接線原理示意圖

根據(jù)電纜長(zhǎng)度與金屬套電阻成正比，可得故障距離為：

U1

I

L12L（II）

xUU12

12

I1I2

或U1（）

Lx2LI1I2

U1U2

儀器自動(dòng)根據(jù)電壓、電流計(jì)算并顯示故障距離百分比和故障點(diǎn)距離測(cè)試端距離。

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DL/Txxx—201X

附錄.B

（資料性附錄）

故障精確定位方法

B.1聲磁同步法

B.1.1測(cè)試設(shè)備要求

聲磁信號(hào)時(shí)間差精度：0.1ms。

B.1.2測(cè)試原理

采用電纜故障定位電源對(duì)故障相施加高壓脈沖，使故障點(diǎn)放電而產(chǎn)生聲音信號(hào)與磁場(chǎng)信號(hào)。沿電纜

路徑使用定點(diǎn)儀以接收磁場(chǎng)信號(hào)為基準(zhǔn)，同步接收并記錄故障點(diǎn)放電產(chǎn)生的聲音信號(hào)，測(cè)出兩者之間的

時(shí)間差，時(shí)間差最小點(diǎn)即為故障點(diǎn)位置，如圖B.1。

圖B.1聲磁同步法故障定點(diǎn)試驗(yàn)示意圖

B.2跨步電壓法

B.2.1測(cè)試設(shè)備要求

測(cè)量靈敏度：0.10μV(未放大)；0.30μV（放大）。

B.2.2測(cè)試原理

在金屬套和大地間注入脈動(dòng)電流，當(dāng)金屬套對(duì)大地產(chǎn)生泄漏時(shí)，會(huì)在地面上故障點(diǎn)周?chē)a(chǎn)生漏斗狀

電位分布。沿電纜路徑用電位差計(jì)可測(cè)得信號(hào)的幅度和方向，在故障點(diǎn)前后，電位差計(jì)指針?biāo)傅姆较?/p>

相反，當(dāng)電位差計(jì)剛好跨在故障點(diǎn)兩側(cè)，電位差計(jì)指示值幾乎為零，找到電纜的故障點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精確定位。

由于測(cè)量的是地面兩點(diǎn)間的電位差，通常稱跨步電壓。加大脈動(dòng)電流信號(hào)可有效提高電位差計(jì)的抗干擾

性能。跨步電壓法故障定點(diǎn)試驗(yàn)示意如圖B.2。

22

DL/Txxx—201X

圖B.2跨步電壓法故障定點(diǎn)試驗(yàn)示意圖

B.3磁場(chǎng)法(音頻法)

B.3.1測(cè)試設(shè)備要求

定點(diǎn)精度：電纜敷設(shè)深度的50%。

B.3.2測(cè)試原理

通過(guò)電纜故障定位電源對(duì)故障電纜施加脈沖信號(hào)，攜定點(diǎn)儀器沿電纜路徑正上方移動(dòng)，在擊穿點(diǎn)前，

由于來(lái)回電流大小相同，方向相反，溢出的磁場(chǎng)很??；至擊穿點(diǎn)，為電流的折返點(diǎn)，有徑向大電流，產(chǎn)

生放射狀磁場(chǎng)，磁場(chǎng)信號(hào)增大，跨過(guò)擊穿點(diǎn)，信號(hào)明顯減小。而在臨近電纜的平行線上，沿電纜路徑巡

測(cè)時(shí)，磁場(chǎng)信號(hào)幅值較小，數(shù)值變化不明顯，如圖B.3。

圖B