何军娜
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摘要：长距离高压输电工程可为我国有些资源匮乏但经济发达的地区送去电力资源，但输电系统长期受环境、人为等因素影响，会不可避免发生故障，如何快速检查故障所在并及时排除，这是保证输电安全性、可靠性的重要指标之一。
关键词：行波法；高压输电线路；故障定位；检测
1 高压输电线路常见故障类型及检测方法分析
1.1 高压输电线路常见故障类型
（1）永久性故障。
若外力作用过大（暴风、地震、剧烈碰撞等），会对某个区域整个线路造成较大程度破坏。这类故障发生后，维修时间长、规模大、成本高，但这类故障发生概率小，仅在极端天气时易出现。
（2）瞬时性故障。
瞬时性故障的主因为雷电天气影响，少部分故障是因树枝生长、鸟类活动等造成的短时间线路发生短路。该故障不会造成大影响，一般可以成功重合闸。
（3）绝缘击穿。
若线路因老化、腐蚀等造成某一个点绝缘性能下降，会发生绝缘击穿而造成线路短路，此时必须排除故障后才能重合闸。
1.2 高压输电线路常见故障检测定位方法分析
高压输电线路因对社会和经济影响巨大，所以其故障检测和快速定位是全球各国都极为关注的问题之一，而且随着人类科技水平的不断发展，相关检测方法也日新月异，种类繁多，目前总体上可分为四大类，具体见表1。
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（1）常规法和智能法对比。
表1中前三类为常规方法，这些方法应用时间长，且经过不断优化，目前在准确性、可靠性、经济性等方面得到很大提高；智能法虽然理论上精度更高、速度更快，但是目前应用范围少，仅仅算一个发展方向。
（2）具体定位法和区段定位法对比。
表1中前两类为具体定位法，这些方法通过对电气量的测量得出故障点具体位置，省去了很多人工沿线查找工作，有着较好的经济性和实用性；区段定位法精度容易受到外界干扰，而且根据不同线路需要调整检测参数，最后只能确定故障点区段，无法准确定位。
（3）端点检测法和信号注入法对比。
端点检测法历史悠久，且通过不断改进已成为当前最流行的故障检测方法；信号注入法理论思想是通过向线路输入信号来定位故障，但信号易受多种因素干扰，实际应用效果并不理想。
（4）阻抗法和行波法对比。
阻抗法技术简单，检测成本低，但测量精度低，且仅可用于简单线路；行波法精度高、计算时间短，综合来看属于目前最好的检测方法。
2 单、双端行波法原理及特点
2.1 单端行波法
2.1.1 单端行波法原理
单端行波法测距的关键点就是求出行波第1次到达测量端的时间t1和从故障点反射回测量端的时间t2，然后通过式（1）计算出故障点距离l。
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式中，lm为故障点到端点m的距离；ln为故障点到端点n的距离；t1、t2为行波到达两个端点的时间；L为m、n两端点的间距。
2.2.2 双端行波法特点
（1）双端行波法对线路分支、电容、电流等具有较强适应性，因此测定结果更加可靠。
（2）双端行波法测距误差一般可控制在500 m以内，满足目前的精度要求。
（3）双端行波需要借助GPS精准定位，相对来说成本较高，不过随着北斗系统逐渐成熟，成本降低是必然趋势。
（4）若故障线路两端不具备同时测距，则只能使用单行波法作为补充。
3 双端行波法故障定位的应用分析
3.1 小波变换法信号消噪的应用
正确识别回波信号以及确定回波时间差是行波法测距的基础，小波变换可将一个时间段内的信号分解为多个不同频率信号，非常适合探测正常信号中夹带的瞬时反常信号。
信号消噪就是过滤无用信号，增强有用信号的过程，小波变换法进行信号消噪有以下三个步骤：对一维信号选择合适的小波进行分解，一般分多层多尺度，之后进行分解计算；对各尺度上的小波系数进行分层阈值处理；对小波进行重建。
通过与传统傅里叶变换对比可知：小波变换消噪结果有效区分和保留了信号中的尖峰和突变部分，结果更加清晰。
3.2 故障定位计算方法分析
由行波法原理公式可知，行波速度对故障定位结果有着直接影响。在理想状态下，可以以光速代替行波波速，但是现实波速与线路参数直接相关，因此是一个不确定因素，必须根据实际线路参数计算。
很多学者通过总结之前方法存在误差的原因，总结出了一种新的不受波速、线路弧垂影响的算法。假设高压输电线路全长L，故障点F位于距离M端点x处，则故障点到位于M端检测装置的直线距离xgt为：
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式中，t1为故障初始行波到达M端时刻；t2为故障点反射波到达M端时刻；t3为故障初始行波到达N端时刻；Lgt为M、N两端杆塔间的直线距离。
4 结语
随着国民经济发展，我国用电量必然还会以较快速度上升，高压输电线路建设步伐不会停止。高压输电线路故障点定位检测对于维护供电系统安全性和可靠性至关重要，培养一支技术成熟、行动迅速的抢修队伍是提高电力系统技术实力的基础。故障点的定位问题对检测技术要求高，本文提出的新算法可为以后该项工作提供一个新思路。
参考文献
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