本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)故障檢測領(lǐng)域，特別是涉及一種利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法。

背景技術(shù)：

經(jīng)濟(jì)發(fā)展離不開電力的供應(yīng)，而隨著電力供應(yīng)量的增加，電纜的長度亦不斷增加，但是，在配網(wǎng)中電纜一般埋于地下，如果沒有故障測距，那么一旦發(fā)生故障，將會(huì)大大增加人工巡線的工作量。因此，故障定位在當(dāng)今的輸配電系統(tǒng)中具有非常重要的作用。

目前，國內(nèi)外主流的電纜故障定位方法為阻抗法和行波法。阻抗法在有準(zhǔn)確的線路參數(shù)的情況下定位比較準(zhǔn)確，但是，實(shí)際應(yīng)用中由于受到各種因素制約，一般不容易得到準(zhǔn)確的線路參數(shù)。所以在適應(yīng)性方面，行波法優(yōu)于阻抗法，成為最常用的一種方法。其中行波法的主要思路為：故障點(diǎn)產(chǎn)生的故障行波會(huì)沿著電纜向兩端傳播，然后在單端或者雙端檢測故障波到達(dá)的時(shí)間，通過故障波達(dá)到的時(shí)間進(jìn)行故障定位。目前的行波法可分為單端法與雙端法。

其中，單端法不需要雙端的同步對時(shí)，也不需要進(jìn)行雙端的信息通訊，但是由于行波會(huì)在母線和故障點(diǎn)之間進(jìn)行反復(fù)的透射和反射，在測量端故障初始波和反射波交錯(cuò)排列，使得波形到達(dá)的時(shí)間不容易確定，從而導(dǎo)致測距的準(zhǔn)確性得不到保證。

對于雙端法，故障定位只需要檢測第一個(gè)故障的波頭到達(dá)的時(shí)間，使得這種方法相對于單端法來說準(zhǔn)確性較高，但是雙端法最大的問題在于雙端信號一般使用GPS等方式進(jìn)行同步較為繁瑣且成本很高。另外，電纜線路參數(shù)的不確定導(dǎo)致波速的不確定也是行波法不準(zhǔn)確的原因。

并且，單端故障定位時(shí)，第二個(gè)反向行波的檢測方法還主要是進(jìn)行人工判斷，無法做到自動(dòng)識(shí)別，并且在識(shí)別過程中極有可能出現(xiàn)誤判的情況；雙端故障定位時(shí)，有一些復(fù)雜的定位方法可以不依賴于雙端的同步對時(shí)，但是這些定位方法都比較復(fù)雜，可實(shí)現(xiàn)性不佳，且由于線路的參數(shù)的不確定性，導(dǎo)致計(jì)算出來的波速也會(huì)有很大的誤差，導(dǎo)致定位精度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，解決了傳統(tǒng)的單端行波法導(dǎo)致的故障波的波頭混疊而難以自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別、傳統(tǒng)的雙端故障定位需要雙端數(shù)據(jù)同步方法較為復(fù)雜難以實(shí)現(xiàn)以及由于電纜參數(shù)的不確定性帶來的波速的不確定性從而導(dǎo)致故障定位的不準(zhǔn)確等問題。

一種利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，其包括以下步驟：在電纜的兩端分別采集故障電壓行波；分別將采集到的電壓行波進(jìn)行去噪處理，得到去噪信號；分別將去噪信號進(jìn)行小波變換并求模極大值；分別獲取每一端的模極大值中的前Y個(gè)；分別選擇每一端的前Y個(gè)模極大值中的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值；對每一端，求取其中的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值；分別判斷兩個(gè)比值是否小于等于預(yù)設(shè)閾值；兩個(gè)判斷結(jié)果均為是，則分別根據(jù)每一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值進(jìn)行雙端故障定位；任一判斷結(jié)果為否，則以兩個(gè)比值中較小的一個(gè)比值所在的一端為X端，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值進(jìn)行單端故障定位。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別在電纜的近端和遠(yuǎn)端采集故障電壓行波。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別將采集到的電壓行波進(jìn)行小波去噪處理，得到去噪信號。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，任一判斷結(jié)果為否，則以小于所述預(yù)設(shè)閾值的一端為X端，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值進(jìn)行單端故障定位。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，確定故障點(diǎn)的初始波和反射波所對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間，進(jìn)行單端故障定位。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，得到故障點(diǎn)的初始波對于X端的到達(dá)時(shí)間t_x1，故障點(diǎn)的反射波對于X端的到達(dá)時(shí)間t_x2，故障點(diǎn)距離X端的距離d采用以下方式計(jì)算得到：

其中，v為故障波在電纜中的傳播速度。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)判斷結(jié)果均為是，則分別根據(jù)每一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，確定故障點(diǎn)的初始波和反射波所對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間，進(jìn)行雙端故障定位。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別根據(jù)每一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，得到第一端的故障電壓行波第一次到達(dá)的時(shí)間為t_m1，第二次到達(dá)的時(shí)間為t_m2，第二端的故障電壓行波第一次到達(dá)的時(shí)間為t_n1，第二次到達(dá)的時(shí)間為t_n2；以故障點(diǎn)到第一端的距離為d₁，以故障點(diǎn)到第二端的距離為d₂，則電纜總長度L采用以下方式計(jì)算得到：L＝d₁+d₂；故障點(diǎn)到第一端的距離d₁采用以下方式計(jì)算得到：

其中，Δ_tm為t_m2-t_m1，Δt_n為t_n2-t_n1。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，Y為4。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別將去噪信號進(jìn)行db4小波變換并求模極大值。

上述利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，通過對兩端的故障定位分類處理，能夠按條件靈活使用雙端故障定位和單端故障定位，從而避免了單端行波法導(dǎo)致的故障波的波頭混疊，實(shí)現(xiàn)了單端故障定位的自動(dòng)識(shí)別；以及不需要復(fù)雜的雙端數(shù)據(jù)同步就實(shí)現(xiàn)了雙端故障定位，而且避免了電纜參數(shù)的不確定性所帶來的影響，具有故障定位準(zhǔn)確的技術(shù)效果。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例一的時(shí)距圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例二的時(shí)距圖。

圖3為本發(fā)明實(shí)施例三的故障定位過程的流程圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例一與實(shí)施例二所用的ATP仿真電路圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例四的流程圖。

具體實(shí)施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進(jìn)行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實(shí)施方式。但是，本發(fā)明可以通過許多不同的形式來實(shí)現(xiàn)，并不限于本文所描述的實(shí)施方式。相反地，提供這些實(shí)施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個(gè)元件，它可以直接在另一個(gè)元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個(gè)元件被認(rèn)為是“連接”另一個(gè)元件，它可以是直接連接到另一個(gè)元件或者可能同時(shí)存在居中元件。當(dāng)元件被稱作“直接”與另一元件連接時(shí)，不存在中間元件；本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實(shí)施方式。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實(shí)施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“及/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)的所列項(xiàng)目的任意的和所有的組合。

例如，如圖5所示，一種利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，其包括以下步驟：在電纜的兩端分別采集故障電壓行波；分別將采集到的電壓行波進(jìn)行去噪處理，得到去噪信號；分別將去噪信號進(jìn)行小波變換并求模極大值；分別獲取每一端的模極大值中的前Y個(gè)；分別選擇每一端的前Y個(gè)模極大值中的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值；對每一端，求取其中的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值；分別判斷兩個(gè)比值是否小于等于預(yù)設(shè)閾值；兩個(gè)判斷結(jié)果均為是，則分別根據(jù)每一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值進(jìn)行雙端故障定位；任一判斷結(jié)果為否，則以兩個(gè)比值中較小的一個(gè)比值所在的一端為X端，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值進(jìn)行單端故障定位。例如，一種利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，其順序執(zhí)行上述各步驟至分別判斷兩個(gè)比值是否小于等于預(yù)設(shè)閾值，然后根據(jù)判斷結(jié)果擇一執(zhí)行雙端故障定位或單端故障定位。

例如，一種利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，包括以下步驟。

例如，在電纜的兩端分別采集故障電壓行波；例如，在電纜的兩端分別采集電壓行波；例如，在電纜的第一端與第二端分別采集電壓行波；例如，在故障電纜的兩端分別采集故障電壓行波；例如，在故障電纜的兩端分別采集電壓行波；例如，在故障電纜的第一端與第二端分別采集電壓行波；在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別在電纜的近端和遠(yuǎn)端采集故障電壓行波。例如，判斷電纜發(fā)生故障，則執(zhí)行上述任一實(shí)施例相關(guān)步驟；例如，判斷電纜發(fā)生故障，則在電纜的兩端分別采集故障電壓行波，以此類推。

例如，分別將采集到的電壓行波進(jìn)行去噪處理，得到去噪信號；即，將電纜的第一端與第二端分別采集得到的電壓行波進(jìn)行去噪處理，得到去噪信號；在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別將采集到的電壓行波進(jìn)行小波去噪(Wavelet Domain Denoising)處理，得到去噪信號；當(dāng)然，還可以采用其它去噪方法。又如，根據(jù)所述去噪信號判斷電纜是否發(fā)生故障，是則執(zhí)行后續(xù)步驟。

例如，分別將去噪信號進(jìn)行小波變換(wavelet transform，WT)并求模極大值；例如，使用db4小波分別對兩端去噪后的去噪信號進(jìn)行平穩(wěn)小波變換，選擇平穩(wěn)小波變換后的高頻系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，并對重構(gòu)后的信號求取模極大值。例如，得到若干個(gè)模極大值；在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別將去噪信號進(jìn)行db4小波變換并求模極大值。又如，采用其他dbN進(jìn)行小波變換并求模極大值?；蛘?，還可以采用其他小波基來進(jìn)行小波變換，例如，采用haar小波或者mexh小波進(jìn)行小波變換等。

例如，分別獲取每一端的模極大值中的前Y個(gè)，即，分別獲取每一端的模極大值中的前Y個(gè)模極大值，兩端共獲取2Y個(gè)模極大值；在其中一個(gè)實(shí)施例中，Y為4。又如，Y為3、5或6等。例如，在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別將去噪信號進(jìn)行db4小波變換并求模極大值，分別獲取每一端的模極大值中的前4個(gè)。例如，分別獲取第一端的模極大值中的前Y個(gè)以及第二端的模極大值中的前Y個(gè)；又如，分別獲取近端的模極大值中的前Y個(gè)以及遠(yuǎn)端的模極大值中的前Y個(gè)。

例如，分別選擇每一端的前Y個(gè)模極大值中的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值；例如，對于前Y個(gè)模極大值，分別取絕對值，然后進(jìn)行比較大小，取其中的最大值與次大值。可以理解，當(dāng)存在多個(gè)模極大值時(shí)，對于每一端，僅取絕對值較大的前兩個(gè)模極大值，即模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，亦可稱為模極大值的絕對值最大的一個(gè)，與模極大值的絕對值第二大的一個(gè)。例如，分別選擇第一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值以及第二端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值；又如，分別選擇近端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值以及遠(yuǎn)端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值。

例如，對每一端，求取其中的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值，得到兩個(gè)比值；例如，分別求取第一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值以及第二端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值；例如，分別求取近端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值以及遠(yuǎn)端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值；這樣，得到兩個(gè)比值。例如，求取近端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值，得到近端比值；以及求取遠(yuǎn)端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值的比值，得到遠(yuǎn)端比值。

例如，分別判斷兩個(gè)比值是否小于等于預(yù)設(shè)閾值；兩個(gè)判斷結(jié)果均為是，則進(jìn)行雙端故障定位；任一判斷結(jié)果為否，則進(jìn)行單端故障定位。即，兩個(gè)比值均小于等于預(yù)設(shè)閾值，即兩個(gè)比值均不大于預(yù)設(shè)閾值，則進(jìn)行雙端故障定位；任一比值大于預(yù)設(shè)閾值，則進(jìn)行單端故障定位。其中，預(yù)設(shè)閾值即預(yù)設(shè)的閾值；所述預(yù)設(shè)閾值根據(jù)實(shí)際情況或者經(jīng)驗(yàn)或者有限試驗(yàn)次數(shù)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)整。例如，預(yù)設(shè)閾值為4、5或6等。

例如，兩個(gè)判斷結(jié)果均為是，則分別根據(jù)每一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值進(jìn)行雙端故障定位；在其中一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)判斷結(jié)果均為是，則分別根據(jù)每一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，確定故障點(diǎn)的初始波和反射波所對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間，進(jìn)行雙端故障定位。在其中一個(gè)實(shí)施例中，分別根據(jù)每一端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，得到第一端的故障電壓行波第一次到達(dá)的時(shí)間為t_m1，第二次到達(dá)的時(shí)間為t_m2，第二端的故障電壓行波第一次到達(dá)的時(shí)間為t_n1，第二次到達(dá)的時(shí)間為t_n2；故障點(diǎn)到第一端的距離為d₁，故障點(diǎn)到第二端的距離為d₂，則電纜總長度L采用以下方式計(jì)算得到：L＝d₁+d₂；故障點(diǎn)到第一端的距離d₁采用以下方式計(jì)算得到：

其中，Δt_m為t_m2-t_m1，Δt_n為t_n2-t_n1。

任一判斷結(jié)果為否，則以兩個(gè)比值中較小的一個(gè)比值所在的一端為X端，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值進(jìn)行單端故障定位。在其中一個(gè)實(shí)施例中，任一判斷結(jié)果為否，則以小于所述預(yù)設(shè)閾值的一端為X端，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值進(jìn)行單端故障定位。在其中一個(gè)實(shí)施例中，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，確定故障點(diǎn)的初始波和反射波所對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間，進(jìn)行單端故障定位。也就是說，以兩個(gè)比值中較小的一個(gè)比值所在的一端為單端故障定位的定位端。在其中一個(gè)實(shí)施例中，采用X端的模極大值絕對值最大值與模極大值絕對值次大值，得到故障點(diǎn)的初始波對于X端的到達(dá)時(shí)間t_x1，故障點(diǎn)的反射波對于X端的到達(dá)時(shí)間t_x2，故障點(diǎn)距離X端的距離d采用以下方式計(jì)算得到：

其中，v為故障波在電纜中的傳播速度。例如，根據(jù)測試、實(shí)際情況、經(jīng)驗(yàn)數(shù)值或者有限試驗(yàn)次數(shù)進(jìn)行設(shè)置或調(diào)整故障波在電纜中的傳播速度。

例如，一種利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，包括以下步驟：

步驟一、在電纜近端和遠(yuǎn)端分別采集故障電壓行波；

步驟二、將采集到的電壓行波進(jìn)行去噪處理；

步驟三、將去噪后的信號進(jìn)行小波變換并求模極大值；

步驟四、分別選擇近端和遠(yuǎn)端小波模極大值中首先到達(dá)的前四個(gè)；

步驟五、對近端和遠(yuǎn)端，分別選擇四個(gè)模極大值中絕對值最大的兩個(gè)，分別記為：A_m1(近端模極大值的絕對值最大)，A_m2(近端模極大值的絕對值次大)，以及A_n1(遠(yuǎn)端模極大值的絕對值最大)，A_n2(遠(yuǎn)端模極大值的絕對值次大)。

然后分別求其比值，即，求A_m1/A_m2，以及A_n1/A_n2。如果近端和遠(yuǎn)端比值都小于等于預(yù)設(shè)的閾值，執(zhí)行步驟六。如果有一端比值超過閾值，執(zhí)行步驟七。

步驟六、利用步驟五中得到的近端和遠(yuǎn)端的故障初始波(亦稱故障初始行波)和故障點(diǎn)反射波進(jìn)行定位。

步驟七、設(shè)步驟五中得到的小于閾值一端為X端，利用X端的故障初始波和故障點(diǎn)反射波進(jìn)行單端故障定位。

例如，上述步驟二中所述的去噪處理可以使用小波去噪；

例如，上述步驟五中，如果近端和遠(yuǎn)端的比值都小于等于閾值，那么這兩個(gè)模極大值對應(yīng)的就是對應(yīng)端所需要的故障初始波和故障點(diǎn)反射波所對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間。

例如，上述步驟五中，如果近端和遠(yuǎn)端中有一端的比值超過閾值，那么另外一端的前兩個(gè)模極大值對應(yīng)的即為該端故障初始波和故障點(diǎn)反射波所對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間。

例如，上述步驟六中使用的定位方法為：在近端端故障行波第一次到達(dá)的時(shí)間為t_m1，第二次到達(dá)的時(shí)間為t_m2。在遠(yuǎn)端故障行波第一次到達(dá)的時(shí)間為t_n1，第二次到達(dá)的時(shí)間為t_n2。

對于近端：

對于遠(yuǎn)端：

另外電纜總長度為L，有：L＝d₁+d₂

綜合以上，得到：

上式中：d₁為故障點(diǎn)到M端的距離，d₂為故障點(diǎn)到N端的距離，Δt_m為t_m2-t_m1，Δt_n為t_n2-t_n1。

上述步驟七中所述的單端故障定位步驟為：

上式中，d為故障點(diǎn)距離X端的距離，t_x2、t_x1分別為故障反射波和故障初始行波到達(dá)X端的時(shí)間，v為故障波在電纜中的傳播速度。

例如，故障定位過程如圖3所示，包括以下步驟：在電纜兩端采集電壓故障行波，并進(jìn)行去噪處理；將去噪后的電壓行波進(jìn)行小波變換，并求小波模極大值；選擇模極大值中最先到達(dá)的前四個(gè)模極大值的絕對值；在兩端分別求最大和次大的模極大值的比值；判斷兩端的比值是否都小于閾值；是則進(jìn)行雙端故障定位；否則選擇比值小于閾值的一端進(jìn)行單端故障定位。例如，在電纜兩端采集電壓行波，并進(jìn)行去噪處理；將去噪后的電壓行波進(jìn)行小波變換，并求小波模極大值；選擇模極大值中最先到達(dá)的前四個(gè)模極大值的絕對值；在兩端分別求最大和次大的模極大值的比值；判斷兩端的比值是否都小于閾值；是則進(jìn)行雙端故障定位；否則選擇比值小于閾值的一端進(jìn)行單端故障定位。又如，在發(fā)生故障時(shí)或之后，在電纜兩端采集電壓故障行波，并進(jìn)行去噪處理；將去噪后的電壓行波進(jìn)行小波變換，并求小波模極大值；選擇模極大值中最先到達(dá)的前四個(gè)模極大值的絕對值；在兩端分別求最大和次大的模極大值的比值；判斷兩端的比值是否都小于閾值；是則進(jìn)行雙端故障定位；否則選擇比值小于閾值的一端進(jìn)行單端故障定位。

下面使用ATP-EMTP仿真軟件，仿真一條電纜長度為60km，電纜波阻抗為500Ω，電纜的波速度為光速，兩端母線為10kV的交流電源，模擬實(shí)際故障情況進(jìn)行示例說明，具體包括以下的實(shí)施例一與實(shí)施例二。實(shí)施例一與實(shí)施例二所使用的仿真電路圖如圖4所示

在實(shí)施例一中，設(shè)置故障位置在23km處，故障發(fā)生在0.04s時(shí)，為永久故障。近端為M端，遠(yuǎn)端為N端；采樣間隔為1μs。時(shí)距情況如圖1所示。

在實(shí)施例二中，設(shè)置故障位置在10km處，故障發(fā)生在0.04s時(shí)，為永久故障。近端為M端，遠(yuǎn)端為N端；采樣間隔為1μs。時(shí)距情況如圖2所示。

步驟一、對實(shí)施例一和實(shí)施例二，在電纜兩端M端和N端分別進(jìn)行電壓行波的采集，即分別采集故障電壓行波。

步驟二、對實(shí)施例一和實(shí)施例二，對于采集到的電壓行波，使用db4小波對采集的信號進(jìn)行去噪處理；

步驟三、對實(shí)施例一和實(shí)施例二，使用db4小波對兩端去噪后的信號進(jìn)行平穩(wěn)小波變換，選擇小波變換后的高頻系數(shù)進(jìn)行重構(gòu)，并對重構(gòu)后的信號求取模極大值。

步驟四、分別選擇近端和遠(yuǎn)端小波模極大值中首先到達(dá)的前四個(gè)；

實(shí)施例一中，M端和N端首先到達(dá)的4個(gè)行波的時(shí)間和幅值分別記錄在表1與表2中。

表1

表1為圖1所示時(shí)距圖中M端在接地電阻為10Ω的情況下的到達(dá)時(shí)間和模極大值。

表2

表2為圖1所示時(shí)距圖中N端在接地電阻為10Ω的情況下的到達(dá)時(shí)間和模極大值。

實(shí)施例二中，M端和N端首先到達(dá)的4個(gè)行波的時(shí)間和幅值分別記錄在表3與表4中。

表3

表3為圖2所示時(shí)距圖中M端在接地電阻為10Ω的情況下的到達(dá)時(shí)間和模極大值。

表4

表4為圖2所示時(shí)距圖中N端在接地電阻為10Ω的情況下的到達(dá)時(shí)間和模極大值。

步驟五、對近端和遠(yuǎn)端，分別選擇四個(gè)模極大值中絕對值最大的兩個(gè)記為：

A_m1(近端模極大值的最大)，A_m2(近端模極大值次大)，

A_n1(遠(yuǎn)端模極大值的最大)，A_n2(遠(yuǎn)端模極大值的次大)；

分別求其比值。如果近端和遠(yuǎn)端比值都小于等于閾值，執(zhí)行步驟六。如果有一端比值超過閾值，執(zhí)行步驟七。

例如，本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)閾值為5。

對于實(shí)施例一，M端為5300/2173＝2.439＜5，N端為1099/279.1＝3.6991＜5，即，兩端都小于預(yù)設(shè)閾值5，所以使用雙端法進(jìn)行定位。

對實(shí)施例二，M端為4763/2241＝2.1254＜5，N端為1224/20.06＝61.0169＞＞5，所以實(shí)施例二使用單端法進(jìn)行故障定位。

上述步驟五中，如果近端和遠(yuǎn)端的比值都小于等于閾值，那么這兩個(gè)模極大值對應(yīng)的就是對應(yīng)端所需要的故障初始波和故障點(diǎn)反射波所對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間。

在實(shí)施例一中，M端和N端的模極大值的比值都小于閾值，M端兩個(gè)模極大值所對應(yīng)的采樣點(diǎn)為2077和2232，N端兩個(gè)模極大值所對應(yīng)的采樣點(diǎn)為2123和2370。根據(jù)采樣間隔可以得到故障初始波和首個(gè)故障反射波的時(shí)間差。

上述步驟五中，如果近端和遠(yuǎn)端中有一端的比值超過閾值，那么另外一端的前兩個(gè)模極大值對應(yīng)的即為該端故障初始波和故障點(diǎn)反射波所對應(yīng)的到達(dá)時(shí)間。

在實(shí)施例二中，N端模極大值的比值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于閾值，所以使用M端的數(shù)據(jù)進(jìn)行定位，M端所對應(yīng)的采樣點(diǎn)為2033和2100。根據(jù)采樣間隔可以得到故障初始波和首個(gè)故障反射波的時(shí)間差。

步驟六、利用步驟五中得到的近端和遠(yuǎn)端的故障初始波和故障點(diǎn)反射波進(jìn)行定位。

上述步驟六中使用的定位方法為：在近端端故障行波第一次到達(dá)的時(shí)間為t_m1，第二次到達(dá)的時(shí)間為t_m2。在遠(yuǎn)端故障行波第一次到達(dá)的時(shí)間為t_n1，第二次到達(dá)的時(shí)間為t_n2。

對于近端：

聯(lián)立兩式，得：

對于遠(yuǎn)端：

聯(lián)立兩式，得：

另外電纜總長度為L有：

L＝d₁+d₂

綜合以上得：

上式中：d₁為故障點(diǎn)到M端的距離，Δt_m為t_m2-t_m1，Δt_n為t_n2-t_n1。

在實(shí)施例一中，Δt_m＝(2232-2007)＝155；Δt_n＝2370-2123＝247；

可求得故障距離為23.1343km。相對于單端法測量得到的故障距離23.25km，測量精度有一定的提高。

步驟七、設(shè)步驟五中得到的小于閾值一端為X端，利用X端的故障初始波和故障點(diǎn)反射波進(jìn)行單端故障定位。

上述步驟七中所述的單端故障定位步驟為：

上式中，d為故障點(diǎn)距離X端的距離，t_x2、t_x1分別為故障反射波和故障初始行波到達(dá)X端的時(shí)間，v為故障波在電纜中的傳播速度。

在實(shí)施例二中，求得的故障距離為10.05km，與預(yù)設(shè)的故障位置10km相差較小，可以判斷該方法為有效方法。

由上述實(shí)施例一與實(shí)施例二的模擬測試可見，采用本發(fā)明的利用單-雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，雙端故障定位簡單且精確，單端故障定位能夠自動(dòng)識(shí)別且有效。

需要說明的是，本發(fā)明的其它實(shí)施例還包括，上述各實(shí)施例中的技術(shù)特征相互組合所形成的、能夠?qū)嵤┑睦脝?雙端結(jié)合的電纜低阻故障定位方法，所述電纜低阻故障定位方法，在故障定位的過程中對第二個(gè)反向波的識(shí)別過程采用自動(dòng)化的方法，減少了反射波判別失誤造成的定位不準(zhǔn)確。并且，在使用雙端數(shù)據(jù)量進(jìn)行定位的方法中，沒有使用到有關(guān)于電纜相關(guān)的參數(shù)，也沒有使用到雙端數(shù)據(jù)量的同步對時(shí)，只使用了故障行波波頭到達(dá)兩端的時(shí)間，從而提升了定位的精度并且降低了定位的成本。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施方式僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。