1复杂高压电缆系统主绝缘故障定位的特点
1.1波发射法定位困难的原因：
高压电缆的运行维护部门，通常拥有昂贵复杂的进口电缆定位车，自然首选高压脉冲波发射法定位。而复杂高压电缆系统的几个特点，均使主绝缘故障定位变得困难，详细分析如下：
含有GIS终端：通常需要打开GIS终端气室，关系到另一个部门，另一个专业，工作协调及人员调配费时多多，因此最好不要打开GIS终端气室。电缆线芯可以通过接地刀引出，但引出套管耐压有限，通常110kVGIS开关为8kV，220kVGIS开关为12kV，因此通过该点能施加的电压有限。
含有T接头：T接头将电缆分为3段，脉冲经过T接头时，能量分为3份，一份返回，另外2份传至另外2段电缆，如强弩之末，难以使故障点放电，定位、定点均不合适。如故障点远离测量点或在另外2段电缆上，脉冲经复杂反射，波形复杂，难以定位。
包含交叉互联段：经过交叉换位后，波阻抗产生突变，使定位反射波十分复杂，难以定位，高压脉冲在该点也有能量损失，难以到达远处。因此要求短路同轴接地电缆，使故障相电缆金属护层连续。实际上，短路全线可能超过10个交叉互联接地箱，并非易事，该程序往往耗时一天。碰到接地箱位置不明或需要开挖，更是困难。有时同轴接地电缆长达10多米，即使短路，也会形成阻抗突变，高低压脉冲均会发射，因此同轴接地电缆短路效果有限。
此外，常常碰到故障点无法闪络击穿。如：中间接头击穿，即使电阻低至kΩ，因为中间接头的高低压电极间隔大，击穿通道长，相当于在高低压电极间并联一个电阻，冲击电压下没有闪络。电缆本体也有类似情况，运行中产生的击穿通常将铝护套炸开，击穿通道被水填满，冲击电压下没有闪络。因此无法使用波发射法（包括脉冲电流法，多次脉冲法）定位。
上述4个方面，使波发射法难以定位复杂高压电缆系统主绝缘故障。
1.2高压电桥法定位困难的原因
在波发射法以前，利用Murray电桥对击穿点定位是经典的办法，方便而准确。电桥法的依据是线芯（或屏蔽层）电阻均匀，与长度成比例。图1为典型用法：
典型产品为图2。
高压电桥，内含高频高压恒流源及高灵敏度检流计，解决了电源对电桥平衡干扰的难题，电源与电桥合为一体。测量电缆为专用的高压电缆，采用四端法电阻测量原理，定位精度高。电桥置于高压侧，而操作钮安全接地。解决了电桥法用于高阻定位的局限性，使电桥法无盲区、精确、容易使用的特点得以发挥。该电桥在国内的保有量超过1000台，广泛用于中低压电缆故障定位。
该电桥用于高压电缆主绝缘或护层故障定位时，接线原理图如图3。也有许多成功例子，优点为：
但有时无法定位，主要原因为：临近运行电缆的负荷电流产生工频磁场，在故障电缆XY，及辅助电缆MN，围成的区域XYNM产生感应电压。在检流计的2端M、X形成可能超过100V的工频电压，而用于定位的直流电位差不过mV级。因此，检流计容易损坏，或者不能平衡，或因为交流参与电桥平衡，定位比例误差很大。
因此，波发射法及上述高压电桥法用于高压电缆定位均有局限性。
2 GZD-2010电缆故障定位智能电桥
为利用电桥法的优点，避免工频感应电压的干扰，我们针对高压复杂电缆定位特点，研发了GZD-2010电缆故障定位智能电桥。集烧穿和智能电桥于一体。烧穿功能额定电压60kV，短路电流600mA，可以快速将高阻故障烧成低阻。智能电桥额定工作电流600mA，大大提高了故障定位精度。特别适合于高压、大截面、大长度复杂电缆系统的主绝缘故障预定位。
除了断线故障以外，GZD-2010电缆故障定位智能电桥，可用于所有电缆主绝缘及护层故障的定位。外观如图4。
2.1智能电桥定位原理及方法
智能电桥定位基于电压降法，原理如下图：
电缆长度为L，测量端至故障点长度为LX，故障电缆与辅助电缆在远端以低阻导线短路。高压恒流源输出恒定电流I1，经开关K5加在故障电缆线芯上，经过故障电阻RZ，由金属护层或大地流回，电流I1在LX电缆线芯上产生电压降U1，该电压由mV表测得，由此可以计算该段电阻为RX。
然后，分开K5，合上K6，重复上述步骤，可以测得RY（包括辅助电缆电阻），通常辅助电缆与故障电缆截面相同，有2RL=（RX+RY）。
故障长度由下式计算得出
LX=2L*RX/（RX+RY）
由此可见，复杂电缆系统的定位变成了简单的电流电压测量问题，即高压恒流源输出电流的测量，及mV级直流电压降的测量。
电流测量精度容易达到，困难在电流的稳定，竣工试验中出现的电缆击穿，往往为闪络型击穿，需要烧穿降低电压及故障电阻，才能获得稳定电流。我们研制了专用的恒流烧穿源，最大输出电压60kV，短路电流600mA，在1kV到60kV，均能输出超过600W的功率，15分钟能烧穿220kV中间接头。
mV级直流电压降测量的困难在于，该电压与可能高达100V的工频电压叠加，我们研制了专用的滤波单元，兼顾滤波效率及测量精度。
利用上述原理研制的GZD-2010电缆故障定位智能电桥，具备3种测量方法：
1、电压降法：定位主绝缘故障，按图6和7接线。输入电缆全长，先在故障电缆远端制造一个低阻接地点，以测量电缆全长电阻，再撤销该低阻接地线，重复测量，即可显示故障长度。其缺点是需要2个测量步骤。优点是远端可用小截面短接线，对于高压电缆户外终端及未完成施工的电缆护套定位，接线方便的优点足以抵消2次测量的麻烦。
2、截面法
已知被测电缆线芯截面积和材料，可选用截面法预定位，接线按图7，对于高压电缆，电缆截面标称值比较可靠，实践表明，也有不低于3%的定位精度。截面法无需知道电缆长度。
3、电桥法
电桥法远端短接线，必须使用低阻值、粗短线。
高压电缆主绝缘故障定位，在GIS终端处短接，或护层故障定位，在接线箱中短接，推荐该法，定位可一次完成。接线方法如图8
2.2试验验证
2011年3月9号，委托国网电力科学研究院电气检测中心进行了仪器精度试验验证，详细内容见报告1。
试验用电缆说明：型号YJLW03127/2201*1000mm2长度25.5m
电缆铝护层/截面890mm2长度24.2m
试验要求：定位精度：±（0.2%•L+1）m
试验目的：检验仪器其中2种定位方法，即截面法和电压降法。
试验结果说明：仪器达到了设计定位精度：±（0.2%•L+1）m
试验现场如图9
3 定位举例：
GZD-2010电缆故障定位智能电桥，近2年，实际完成超过20次的高压电缆定位，均在半天内完成定位。一次定位误差较大，原因为：电缆运行中跳闸，引起2处击穿，其中一处烧断，导致定位误差较大。其定位的有效及方便给各地用户留下深刻印象，也带动了仪器的迅速推广。
2012年6月9日，在中山供电局的定位过程,充分说明了该仪器的定位有效性：
线路图情况如图10。是典型的复杂电缆系统，含有T接头，沙口终端站为1组GIS终端，另2组为塔上安装户外终端。线路长达7.7公里。
小榄站到#6接头，长度：3752米，型号：YJLW03-800。
#6接头到N1塔终端，长度：4030米，型号：YJLQ03-500。
#6接头到沙口站，长度：193米，型号：YJLW03-630。
C相低阻击穿。
使用GZD-2010电缆故障定位智能电桥前，首先尝试波发射法，将C相全线交叉互联接地箱中同轴电缆短路，使用多次脉冲法定位不成功。
在N1塔终端上，用3根12m，50mm2铜导体并联短路，在小榄站尝试使用GZD-400A高压定位电桥定位，因另一回路电缆运行，感应电压高达40V，定位不成功。
图10110kV小菊乙线概况
3.1定位过程：
用GZD-2010电缆故障定位智能电桥在小榄站测量，电桥法。长度折算到800mm2：
#6接头-N1，500mm2长度：4030米，相当于：6448m。
短路线150mm212m，相当于64m。相当于单相电缆总长增加：32m
因此电缆总长折算到800mm2后为10232m。
测量2次：第一次结果为：17.77%故障点距离为3636m，换一端测量。第二次结果为：83.44%故障点距离为3389m，如下图11：
平均为：3512m。
初测结果为：距#6接头(T接头)小榄站方向240米。
解开#5，#6接头间3相电缆的接地线，测量该段故障相铝护套对地电阻，很低。而此前10多天该段护套绝缘良好,说明发生主绝缘击穿同时损坏了护层绝缘。短路#5接头的B，C相铝护套，用GZD-2010电桥，在#6接头测量护套故障点，结果为距#6接头约270.6m处。显示界面为下图：
在距#6接头的270m处开始测量跨步电压，最后在约距离#6接头250m处确定护层故障点。在C相加脉冲电压，在该处听到明显放电声。确定最终故障点。
开挖显示为电缆本体击穿。如图13：
3.2定位小结：
利用GZD-2010电缆故障定位智能电桥，完成上述定位，费时3小时。无需拆开交叉互联箱，临近运行电缆干扰没有影响。
初步确定位置后，再复查护层电阻，由此判断护层低阻点可能与击穿点重合，然后利用跨步电压定位。街边嘈杂环境，跨步电压定位护层缺陷点，范围大，精度高，比脉冲声磁同步法更容易找到故障点。
因此，故障定位效率，有赖于合理选择仪器，根据实际情况，灵活应用其他方法辅助。
因为击穿点进水，脉冲电压难以形成闪络击穿，这可能是先前波发射法失败的原因。
实践表明，运行中形成的击穿，往往残压电阻均较低，因为在中间接头内部或击穿通道进水，很可能难以形成闪络击穿。使用GZD-2010电缆故障定位智能电桥定位，往往不需烧穿，5kV电压下即可顺利完成定位，因此也不必打开GIS终端气室。竣工试验中形成的击穿，往往呈闪络型击穿，根据残压即可判断击穿类型，在附件上还是电缆本体上。如在附件上，派人监护每个中间接头及终端，加直流电压至击穿，故障点可以听到大的放电声，定位一击成功。如在本体，先烧穿，再定位。可以说，利用GZD-2010电缆故障定位智能电桥定位，复杂高压电缆的定位难题迎刃而解。
