[发明专利]基于非接触式电场测量的行波故障定位方法

说明书

本发明涉及一种基于非接触式电场测量的行波故障定位方法，属于输电线路故障定位技术领域。本发明提供一种基于非接触式电场测量的行波故障定位方法，包括在待测线路的一端或两端安装非接触式电场测量设备两种定位方法，具体的包括故障时刻的判定、计算待测线路上的行波波速和计算故障点与监测点之间的距离。本发明所提供的故障定位方法基于非接触式测量设备，具有安装方便、便于测量的特点。

技术领域

本发明涉及一种基于非接触式电场测量的行波故障定位方法，属于输电线路故障定位技术领域。

背景技术

在电力系统运行中,输电线路担负着电能输送的重任,很容易发生故障。在以往的电网运维工作流程中，在输电线路发生跳闸后，需立即开展人工寻线，查找故障点。然而，电力系统故障多发于大风、暴雨天气，巡线环境极其恶劣，同时线路绵延数百公里，跨度大，无法保证巡线效率。

以往由于电容式电压互感器(CVT)的传变特性差，所以基于电压行波的故障定位方法发展受到了一定的限制。目前较多故障定位装置是基于电流取样的微机保护和故障录波装置，故障电流一般通过站内安装电流互感器和输电线路上安装罗氏线圈测得。对于站内安装电流互感器的方式，电流互感器的频带宽一般不能传变超过100kHz的高频暂态波形，造成测量故障信号的失真；对于输电线路上安装罗氏线圈的方式，安装、运维难度较大，成本较高。而非接触式电场传感器可直接安装在线路下方，通过监测导体周围电场可计算导体的电压，具有体积小、安装方便等优点，受到了广泛关注。

对于高压架空线，故障暂态电压波形的波前时间一般超过1μs，大部分能量集中在300kHz以下，其波长大于1000m，所以对于大多数变电站和电力线下产生的电场可以视为准静态场。准静态电场的旋度为0，故电场和电压之间的关系可表示为：这也就是说导体周围的电场正比于所加电压，反之亦然。因此，故障暂态电压波形与导线周围的故障暂态电场波形形状相似，可通过非接触式电场传感器监测量线路下方的电场进行故障定位，为非接触式行波故障定位方法的发展提供了契机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于非接触式电场测量的行波故障定位方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种基于非接触式电场测量的行波故障定位方法，待测线路的一端或两端安装有非接触式电场测量设备，使用所述非接触式电场测量设备测得电场行波信号用于故障定位。

一种基于非接触式电场测量的行波故障定位方法，在待测线路的一端安装有非接触式电场测量设备并作为监测点，包括以下步骤：

步骤1，故障时刻的判定，包括：

步骤1.1，使用所述非接触式电场测量设备分别监测三相线路周围暂态电场波形E_a、E_b、E_c；

步骤1.2，选取幅值变化最大的暂态电场波形作为待分析暂态波形E_k；检测其中第一个由平稳波形突变为振荡波形的时刻t_f1，作为监测点处的首次暂态信号起始时刻，检测其中第二个由较平稳波形突变为振荡波形的时刻t_f2，作为反射回来的第二次暂态信号起始时刻t_f2；

步骤2，当待测线路发生故障时，重复步骤1，确定监测点处测得的首次暂态信号起始时刻t_f1和反射回来的第二次暂态信号起始时刻t_f2，则故障点与监测点之间的距离d₁为：d₁＝v(t_f2-t_f1)/2，完成故障的定位，其中v为待测线路上暂态电场波形的传输速度。