一、引言

電力工業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)，同時(shí)又是其它產(chǎn)業(yè)能夠穩定發(fā)展的保證[1]。因此，保證電力系統運行的安全性、可靠性是國民經(jīng)濟能否穩定快速發(fā)展的關(guān)鍵。輸電線(xiàn)路擔負著(zhù)傳送電能的重要任務(wù)，是電力系統的經(jīng)濟命脈，其故障直接威脅到電力系統的安全運行。

電力系統輸電線(xiàn)路上經(jīng)常發(fā)生各種故障。在故障點(diǎn)，有些故障現象比較明顯容易辨認，有些故障現象則不太明顯，如在中性點(diǎn)不接地系統發(fā)生單相接地故障時(shí)，由于接地電流小，所以在故障點(diǎn)造成的損害小，當保護切除這一故障后，故障點(diǎn)有時(shí)很難查找，但這一故障點(diǎn)由于絕緣已經(jīng)發(fā)生變化，相對整條線(xiàn)路而言比較薄弱，所以很可能是下一次故障的發(fā)生地，因此，仍然需要盡快找到其位置。故障測距又稱(chēng)為故障定位，對于輸電線(xiàn)路來(lái)說(shuō)，是指在線(xiàn)路發(fā)生故障以后，根據不同的故障特征，迅速準確地測定出故障點(diǎn)的位置。

如何快速、地實(shí)現線(xiàn)路故障點(diǎn)的確定是故障測距的基本任務(wù)，是電力系統領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。長(cháng)期以來(lái)，由于故障測距精度偏低，不僅影響了故障線(xiàn)路供電恢復時(shí)間，也給線(xiàn)路運行維護人員查線(xiàn)帶來(lái)了沉重負擔。因此，充分利用科學(xué)技術(shù)的新發(fā)展，研究探討輸電線(xiàn)路的故障測距算法，提高線(xiàn)路測距精度，有利于提高電力生產(chǎn)部門(mén)的社會(huì )經(jīng)濟效益，具有重要的現實(shí)意義。

二、國內外測距方法的研究和發(fā)展

由于電纜對系統安全經(jīng)濟運行的影響非常重大，從電纜開(kāi)始應用，無(wú)論在國內還是在國外人們就已投入了大量的工作來(lái)研究電纜故障定位方法，隨著(zhù)電纜應用領(lǐng)域的擴展，電纜故障的性質(zhì)的變化，電纜故障定位方法也不斷地發(fā)展，可以說(shuō)這是一門(mén)經(jīng)典而又全新的技術(shù)。

從定位技術(shù)看：可以把電纜故障定位方法的發(fā)展分為三個(gè)階段：（1）直接測試階段，在六十年代及以前，工程技術(shù)人員普遍采用電橋法直接測量故障點(diǎn)到測試點(diǎn)的距離。（2）模擬存儲技術(shù)測試階段，在七十年代，高壓模擬存儲示波器技術(shù)的成熟帶動(dòng)了電纜故障定位技術(shù)的發(fā)展，行波理論運用在測試中，高阻故障的測試更加快速，使得電纜故障檢測手段大大地向前邁進(jìn)了一步。（3）數字技術(shù)測試階段，八十年代后期，在Biomation發(fā)明的數字化瞬態(tài)波形測量?jì)x的基礎上，電纜故障定位方法產(chǎn)生了質(zhì)的飛躍，對模擬信號進(jìn)行模數轉換得到相應的數據，波形數據經(jīng)過(guò)數字化濾波處理，對電纜中傳播的電壓電流行波可以進(jìn)行詳細分析，這樣對電纜故障的性質(zhì)有較全面的了解，而且電纜故障點(diǎn)的定位測量可以達到相當高的精度，這也是目前電纜故障檢測領(lǐng)域內主流產(chǎn)品采用的主要方法。

近年來(lái)，還有許多新穎的測距方法被提出，如優(yōu)化方法、卡爾曼濾波技術(shù)、模式識別技術(shù)、概率和統計決策、模糊理論和光纖測距等方法[2]，目前多處于研究階段。

電纜的故障是很復雜的，目前還沒(méi)有一種的儀器可以檢測所有的故障。按其主要功能可分為以下幾類(lèi)：

（1）簡(jiǎn)單便攜式檢測設備。這類(lèi)設備結構簡(jiǎn)單、功能單一，是較早期的產(chǎn)品。國外的T510便攜式電纜故障遙測儀就屬于這類(lèi)產(chǎn)品，它采用脈沖反射法，由電池驅動(dòng)，正常使用3個(gè)月，工作距離為3km，精度為1.6%。

（2）有一定附加功能的檢測設備。這類(lèi)產(chǎn)品可以對檢測資料進(jìn)行簡(jiǎn)單的處理，并有一定的附加功能。

（3）功能強勁的檢測系統。這一類(lèi)設備大多由前臺檢測、數據傳輸、后臺控制處理等部分構成。具有狀態(tài)資料的采集、傳輸、處理的功能。意大利的尼考特拉（NlCOTRA）電纜監控系統屬于這類(lèi)設備，它是近幾年才引進(jìn)我國的電信市話(huà)維護的高技術(shù)設備，主要用于充氣電纜的檢測。系統有檢測控制中心、數據采集器單元DSA-800、傳感器系統、全自動(dòng)電子干燥系統、電子流量配氣單元五部分組成。它通過(guò)數據傳輸、定時(shí)檢測、自動(dòng)檢測、實(shí)時(shí)操作等基本操作，可完成電纜氣壓值的測定、估測電纜漏氣點(diǎn)等檢測功能，并警告維護人員，而且在建立的系統數據庫中可存有線(xiàn)路的技術(shù)資料和維修檔案，大地方便了維護人員和工程技術(shù)人員對線(xiàn)路的維護和改造。這套系統改變了傳統的充氣維護模式，有效地提高了線(xiàn)路設備的維護質(zhì)量和管理水平。

可見(jiàn)隨著(zhù)技術(shù)不斷提高，測距的精度和實(shí)用性也在不斷的提高[3]。但行波測距法還是存在無(wú)方向性、出口短路有死區、硬件造價(jià)高等問(wèn)題。由于故障的復雜性，現行設備不能針對所有的類(lèi)型的故障，而且存在測量精度和造價(jià)的矛盾。