基于护层环流特征的高压电缆外护套接地故障带电定位方法研究

黄俊松; 李亚美; 徐党国; 李原; 周凯; 陈龙

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基于护层环流特征的高压电缆外护套接地故障带电定位方法研究

研究与分析 | 更新时间：2026-07-17

- 基于护层环流特征的高压电缆外护套接地故障带电定位方法研究
- Research on Live Positioning Method of High-voltage Cable Outer Sheath Grounding Fault Based on Sheath Circulating Current Characteristics
- 高压电器 2026年
- 作者机构：
  
  1.三峡大学电气与新能源学院，宜昌 443002
  2.国网冀北电力有限公司电力科学研究院，北京 100054
  3.四川大学电气工程学院，成都 610065
- 作者简介：
  
  黄俊松（2001），男，硕士研究生，主要研究方向为高压电缆试验检测及故障诊断分析（E-mail:hjs108725@163.com）。
  李亚美（1989），男，硕士研究生，高级工程师，主要从事方向为高压开关、电缆类设备的试验检测、缺陷诊断分析及状态评价工作（通信作者）（E-mail:liyamei1228@163.com）。
  徐党国（1974），男，硕士研究生，正高级工程师，主要从事方向为高压开关、电力电缆类设备试验检测及科学研究（E-mail:xu_dangguo@163.com）。
  李原（1991），男，博士研究生，副教授，主要研究方向为固液复合绝缘放电理论、油浸式电力设备绝缘状态诊断评估等（E-mail:hvliyuan@scu.edu.cn）。
  周凯（1975），男，博士研究生，教授，主要研究方向为高电压绝缘材料、电气设备检测与故障诊断（E-mail:zhoukai_scu@163.com）。
  陈龙（1989），男，博士研究生，副教授，主要研究方向为变压器剩磁模拟、无线电能传输技术、电工磁材料磁特性测量与模拟（E-mail:chenlong@ctgu.edu.cn）。
- 基金信息：
  
  湖北省输电线路工程技术研究中心（三峡大学）开放基金项目(2024KXL08)
- DOI：
  中图分类号：
- 收稿：2025-06-16，
  
  修回：2025-08-20，
  
  录用：2025-09-07，
- 稿件说明：
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黄俊松, 李亚美, 徐党国, 等. 基于护层环流特征的高压电缆外护套接地故障带电定位方法研究[J/OL]. 高压电器, 2026.

Huang Junsong, Li Yamei, Xu Dangguo, et al. Research on Live Positioning Method of High-voltage Cable Outer Sheath Grounding Fault Based on Sheath Circulating Current Characteristics[J/OL]. High VoltageApparatus, 2026.
黄俊松, 李亚美, 徐党国, 等. 基于护层环流特征的高压电缆外护套接地故障带电定位方法研究[J/OL]. 高压电器, 2026. DOI：

Huang Junsong, Li Yamei, Xu Dangguo, et al. Research on Live Positioning Method of High-voltage Cable Outer Sheath Grounding Fault Based on Sheath Circulating Current Characteristics[J/OL]. High VoltageApparatus, 2026. DOI：

摘要

为提升高压电缆外护套接地故障的检测效率与定位精度，解决传统定位方法依赖停电操作、定位延迟及实施复杂度高等问题，提出一种基于护层环流特征的带电定位方法。以单端保护接地与交叉互联接地方式为例，理论分析护层电流形成机理，基于PSCAD/EMTDC搭建三相单芯电缆电磁暂态模型并验证其准确性；通过模拟外护套接地故障动态过程，分析护层电流随故障位置变化的分布特性；采用多项式拟合法建立护层电流-故障位置特征方程，结合直接接地端电流反演故障位置，实现实时带电定位。工程案例验证了方法的可行性，单端接地系统仅需单点电流测量即可定位，交叉互联系统通过两端电流同步监测实现故障段判别及故障定位，无须停电且操作复杂度低，所提方法为高压电缆外护套接地故障的在线检测与快速定位提供了有效技术参考，具有重要工程应用价值。

Abstract

To enhance the detection efficiency and positioning accuracy of high-voltage cable outer sheath grounding fault

and address the limitations of traditional positioning methods that rely on power outage operation

positioning delay and high implementation complexity

a live positioning method based on sheath circulating current characteristics is proposed. Taking single-ended protective grounding and cross-connected grounding as examples

the formation mechanism of sheath current is analyzed theoretically

and the electromagnetic transient model of three-phase single-core cable is built and validated based on PSCAD / EMTDC. By simulating the dynamic process of the outer sheath grounding fault

the distribution characteristics of the sheath current varying with the fault location are analyzed. A polynomial fitting method is employed to establish the sheath current-fault location characteristic equation

which

combined with current inversion at the direct grounding end

enables real-time online fault location. Engineering case studies have verified the feasibility of the proposed method. For single-end grounding systems

fault location can be achieved through single-point current measurement

while cross-connected systems require synchronous current monitoring at both ends to identify fault sections and determine precise locations

without power outage and low operation complexity. The proposed method provides an effective technical reference for on-line detection and rapid location of high-voltage cable outer sheath grounding fault

and has important engineering application value.

关键词

Keywords

references

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