一种基于暂态行波的电缆故障定位方法及装置与流程

本发明属于电缆故障检测信号处理，具体涉及一种基于暂态行波的电缆故障定位方法。

背景技术：

1、由于电缆运行环境复杂，运行方式独特，造成故障点查找困难、检测与修复时间更长等问题，若故障测距不准，电缆路径不清楚，耽误了大量时间，造成无法估量的损失。如何快速、精确地实现线路故障点的确定是故障测距的基本任务，是电力系统领域的一个重要研究课题。长期以来，由于故障测距精度偏低，不仅影响了故障线路供电恢复时间，也给线路运行维护人员查线带来了沉重负担。因此，充分利用科学技术的新发展，研究探讨故障测距算法，提高线路测距精度，有利于提高电力生产部门的社会经济效益，具有重要的现实意义。

2、综上所述，通过从电力电缆的发展，优越性，故障危害，理论方法的创新等方面我们可以得出电缆故障定位技术研究有着重要的理论意义和应用价值。

技术实现思路

1、本发明的目的就是为了解决上述问题，提出一种基于暂态行波的电缆故障定位方法及装置，依据行波传播理论来实现电缆线路的故障定位，对配电线路故障行波暂态特征进行采集和分析，提取其特征及规律，确定的电缆行波故障距离。

2、本申请的目的是这样实现的：一种基于暂态行波的电缆故障定位方法，依次进行传输线等效模型建立、电缆故障的行波反射与透射分析和行波在电缆中的传播时间和距离计算；所述的传输线等效模型建立包括：传输线等效电路模型和传输线等效数学模型；所述的电缆故障的行波反射与透射分析包括：确定波反射与透射模型特征方程的反射系数与负载阻抗关系。

3、传输线等效数学模型是传输线中任意点的电流、电压值与该点的位置、当前时刻的相关函数。

4、一种基于暂态行波的电缆故障定位装置，其特征在于包括三大部分：信号处理电路、xilinxspartan-6fpga开发平台以及用户交互模块；所述的信号处理电路包括发射脉冲放大电路和反射脉冲采集电路，所述的发射脉冲放大电路用于将发射脉冲的幅值进行放大，所述的反射脉冲采集电路将电缆故障点或电缆尽头返回的反射脉冲进行采集处理。

5、本发明的有益效果基于暂态行波的电缆故障定位方法可实现电缆的不停电故障检测，确定发生的故障类型，并通过改进的故障波行算法准确定位出故障点，从而及时排除故障,提高电力运维人员的检测与组织进行维修的效率，确保了供电的安全性和可靠供性。

技术特征：

1.一种基于暂态行波的电缆故障定位方法，其特征在于：依次进行传输线等效模型建立、电缆故障的行波反射与透射分析和行波在电缆中的传播时间和距离计算；

2.如权利要求1所述的一种基于暂态行波的电缆故障定位方法，其特征在于：当电流i和电压u为时间轴上的正弦函数时，可得到传输线等效数学模型

3.如权利要求1所述的一种电力电缆局部放电定位方法，其特征在于：波反射方程为

4.如权利要求1所述的一种基于暂态行波的电缆故障定位方法，其特征在于：透射模型特征方程的反射系数为反射系数仅与电缆的特征阻抗zc和负载阻抗值zl有关。

5.如权利要求4所述的一种基于暂态行波的电缆故障定位方法，其特征在于：当传输线发生开路故障时，电缆终端负载阻抗值zl趋于无穷大，行波在故障点发生全反射，反射系数为1，即反射信号与入射波幅值、极性一致。

6.如权利要求4所述的一种基于暂态行波的电缆故障定位方法，其特征在于：当传输线发生短路故障时，电缆终端负载阻抗值zl趋于零，行波在故障点发生全反射，反射系数为-1，即反射信号与入射波幅值一致，极性相反。

7.如权利要求1所述的一种基于暂态行波的电缆故障定位方法，其特征在于：行波的波速即为电缆的几何长度与传播所需时间之比，可以表示为式中，l0、c0表示传输线单位长度的电感和电容值，μ、ε为芯线的导磁率和介电系数，μr、μ0、ε0、εr分别指相对磁导系数、真空磁导率、相对介电常数和真空介电常数。

8.一种基于暂态行波的电缆故障定位装置，其特征在于：包括信号处理电路、

技术总结
本申请涉及一种基于暂态行波的电缆故障定位方法，依次进行传输线等效模型建立、电缆故障的行波反射与透射分析和行波在电缆中的传播时间和距离计算；所述的传输线等效模型建立包括：传输线等效电路模型和传输线等效数学模型；所述的电缆故障的行波反射与透射分析包括：确定波反射与透射模型特征方程的反射系数与负载阻抗关系。可实现电缆的不停电故障检测，确定发生的故障类型，并通过改进的故障波行算法准确定位出故障点，从而及时排除故障,提高电力运维人员的检测与组织进行维修的效率，确保了供电的安全性和可靠供性。

技术研发人员：陈朝晖,朱涛,刘京帅,王明康,沈海中,吴小川,俞爱军,李雪刚,武宇飞
受保护的技术使用者：伊犁新天煤化工有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11