随着电力电缆在电力系统中的逐渐广泛使用,电力电缆的故障成为影响电网可靠性的重要因素。电缆多埋于地下,一旦出现故障很难快速定位,如何快速准确地查找电缆故障位置,及时排除故障并恢复供电成为保障电力系统可靠性的重要内容。本文以ATP-EMTP软件为工具,深入研究电缆模型、高阻故障击穿电弧模型、单回电缆故障测距方法及配网电缆故障测距方法。论文详细分析了电缆的波过程,建立了频变电缆模型,仿真验证频变电缆模型符合行波测距中电缆对高频信号的衰减作用,可以作为电缆故障测距仿真的电缆模型。论文提出了三段式击穿电弧模型。首先研究了电弧产生机理,通过对Mayr电弧模型和Cassie电弧模型的仿真,研究间隙电弧的动态特性及一般电弧模型的建立方法。通过对故障击穿电弧的测试波形分析,高压信号使故障点的电气性态发生三次显著的变化,用随机函数模拟起弧和熄弧阶段的电阻随机特征和持续时间随机变化特征,用指数函数模拟燃弧期间电阻的缓慢指数变化特征,通过ATP-EMTP的TACS仿真验证该模型可以满足高阻故障击穿电弧的仿真需求。论文研究了行波测距中脉冲宽度及波速的确定方法,并对单回电缆的故障测距进行了仿真,测距系统结合了频变电缆模型和三段式击穿电弧模型,仿真证实低压脉冲法适合低阻及开路故障测距,二次脉冲法适合高阻故障测距。论文提出了配网双脉冲比较测距法。配网以分支较多为主要特点,采用低压脉冲法难以分辨配网测距信号中的节点反射波形和故障反射波形。双脉冲比较法通过比较完好相和故障相的低压反射波形,两个信号的第一个分歧点即为故障点,避免了配网节点反射造成的混淆故障反射波形的问题,仿真验证该方法可以快速、准确的测出配网电缆的低阻及开路故障距离。