[发明专利]一种直流输电线路故障在线定位终端、方法和系统

权利要求书

1.一种直流输电线路故障在线定位终端，其特征在于，包括：开口式磁环、高频脉冲发生器、非接触式传感器和转换装置；

所述开口式磁环接入直流输电耦合电容器中性点处，用于构建行波边界；

所述高频脉冲发生器接入直流输电耦合电容器中性点处，用于基于行波边界将产生的高频脉冲信号注入直流输电线路；

所述非接触式传感器安装在换流站出口处第一级杆塔上，用于采集直流输电线路的模拟电压信号；

所述转换装置安装在换流站出口处第一级杆塔上，用于将所述模拟电压信号转换为数字电压信号，并发送数字电压信号。

2.根据权利要求1所述的直流输电线路故障在线定位终端，其特征在于，所述非接触式传感器包括感应电极、屏蔽电极、测量电容和防护罩；

所述防护罩位于屏蔽电极上部，所述感应电极位于屏蔽电极内部，所述屏蔽电极接地，所述测量电容一端连接感应电极，另一端连接屏蔽电极，且所述测量电容与终端并联。

3.根据权利要求2所述的直流输电线路故障在线定位终端，其特征在于，所述感应电极的面积大于等于0.25m²，所述感应电极与屏蔽电极之间的间距大于10cm。

4.根据权利要求1所述的直流输电线路故障在线定位终端，其特征在于，所述开口式磁环内径大于接地线缆的外径，其长度不超过0.2m；

所述开口式磁环的电感不小于0.1H。

5.根据权利要求1所述的直流输电线路故障在线定位终端，其特征在于，所述开口式磁环为铁氧体与非晶磁材结合的双磁环。

6.根据权利要求1所述的直流输电线路故障在线定位终端，其特征在于，所述高频脉冲发生器采用冲击电压发生器；

所述冲击电压发生器输出电压等级大于20kV，其注入脉冲信号上升沿不小于1us。

7.根据权利要求1所述的直流输电线路故障在线定位终端，其特征在于，所述非接触式传感器与直流输电线路保持预先设定的安全距离。

8.一种直流输电线路故障在线定位方法，其特征在于，包括：

基于权利要求1-7任一所述的故障在线定位终端采集的数字电压信号，确定故障在线定位终端的故障特征；

基于故障点反射波幅值与线路对端反射波幅值确定故障类型；

基于故障类型以及故障点与测量点之间的距离、故障点反射波时刻、线路对端反射波时刻和行波传播波速确定故障位置；

所述故障特征包括故障点反射波时刻、故障点反射波幅值、线路对端反射波时刻和线路对端反射波幅值。

9.根据权利要求8所述的直流输电线路故障在线定位方法，其特征在于，所述确定故障在线定位终端的故障特征，包括：

基于故障在线定位采集的暂态电压，并采用小波变换法提取小波变换的细节系数；

基于细节系数计算模极大值序列，并基于模极大值序列确定故障初始时刻；

在固定时间窗内，基于故障初始时刻选取反射波幅值最大的负极性反射波头为故障点反射波时刻，并基于故障初始时刻选取反射波幅值最大的正极性反射波头作为线路对端反射波时刻；

确定故障点反射波时刻对应的故障点反射波幅值和线路对端反射波时刻对应的线路对端反射波幅值。

10.根据权利要求9所述的直流输电线路故障在线定位方法，其特征在于，所述常规故障包括：故障的过渡电阻不大于300欧姆；

所述高阻故障包括：故障的过渡电阻大于300欧姆。

11.根据权利要求8所述的直流输电线路故障在线定位方法，其特征在于，所述基于故障点反射波幅值与线路对端反射波幅值确定故障类型，包括：

将故障点反射波幅值大于线路对端反射波幅值的故障确定为常规故障；反之，将故障确定为高阻故障。