1、课题目的及意义

随着我国经济的迅速发展，城网、农网的改造，电力电缆因其安全、可靠、有利于美化城市、优化厂矿布局等优点，在我国获得了广泛的应用，并在原有线路的基础上发展了越来越多的电缆-架空线混合线路。由于制造工艺不完善、运行环境恶劣和产品质量缺陷等原因，经常会引起电缆的绝缘水平下降，造成电缆运行故障。因为架空线上的绝缘子质量不过关、遭到外力破坏等原因，也常常造成线路故障，这些故障多为永久性故障。

当电力线路发生故障后，对故障进行快速定位，准确地测定出故障点的位置，对于尽快恢复供电、提高供电企业经济效益具有重要作用。电力线路发生故障后，通过测距技术寻找故障点，对于快速故障排查是一种有效的措施。但是电缆-架空线混合的线路的大量应用，由于混合线路的参数在各段不统一，已有的测距方法的应用受到了一定的局限。因此，深入研究混合线路故障测试方法，开发相应的测试系统具有重要的意义和实用价值。

2、课题主要内容

电缆-架空线混合线路故障测距是电力线路故障点定位的重要内容，是保证故障能否快速排除的关键。针对行波测距在电缆-架空线混合线路应用中存在的问题，本文将展开以下的研究工作：

（1）分析行波在电缆-架空线混合线路中的传播规律以及目前行波测试方法的原理，利用 ATP/EMTP 对不同故障类型及测试方法进行仿真和分析，为进一步的故障测距研究打下基础。

（2）研究小波阈值去噪的方法及阈值的确定问题。通过对比分析不同阈值时候的消噪效果，寻找适合线路故障测距的小波阈值确定方法。

（3）研究故障点距离的计算方法。针对电缆-架空混合线路上行波信号在连接处发生突变的特点，找到合适的计算电缆-架空混合线路故障距离的方法。

（4）搭建电力电缆-架空线故障测距系统，实现故障信号的消噪和奇异点检测，实现电缆-架空线混合线路的故障测距。

3、课题可行性分析

电力线路故障测距研究主要集中在利用单端或双端电气量测距，电缆的测距方法集中在利用小波变换对信号奇异点的敏感性，通过对电缆不同类型的电信号进行变换，以模极大值描述电缆的故障特征，最后求出故障距离。上述电缆故障测距方法的研究取得了一定的成果，但因电缆-架空线混合线路参数与单一的电缆和架空线不同，对行波法来说存在波阻抗改变、输电线材质不同导致波速不一致等问题。另外，信号在传播过程中发生衰减，造成信号脉冲上升沿的平缓，此时小波分析法的测距精度会下降，并可能出现较大偏差的情况。因此，深入研究电缆-架空线混合线路的模型，根据其测试信号波形的特点，寻找合适的行波测试信号消噪算法，提高故障测距的精度具有重要的意义和实用价值。

4、完成本课题所需的工作条件（如工具书、计算机、实验、调研等）及解决办法

完成本课题需要的主要参考资料及其设计手册：  

[1] 覃剑，陈祥训等.输电线路行波故障测距技术及小波变换应用[M]. 北京: 中国电力出版社,2015.

[2] 束洪春.配网选线保护与故障定位[M]. 北京: 科学出版社,2016.

[3] 曾志明，凌志勇.应用于输电线路故障测距的行波波速仿真分析[J].湖南工业大学学报, 2017，31（4）: 32~38

[4] 季涛，孙同景.配电混合线路双端行波故障测距技术[J]. 中国电机工程学报，2006，26(12):89~94.

[5] 张宝树.电缆—架空线混合线路故障测距方法研究[D].燕山大学, 2010.

[6] LY Li，R Li.Study of Fault Location Algorithm Based on Fault Analysis Method[J].Applied Mechanics & Materials ,2014,631-632:350-353

[7] Tukami Takashima.Application of Experimental studies of fault location in PV module strings[J]，Solar Energy Materials&Solar Cells,2009,93:1079-1082．

可以去图书馆和机电系资料室借阅有关书籍，可以向同学借阅有关书籍。

完成本课题设计需要的环境条件：  

（1）本课题设计需要教室，还需要线路检测设备等物品；

（2）本课题加工需要故障测距设备及实验室。

解决办法  

（1）系里应给出一定的外出调研时间，收集相关资料；

（2）学校应在教学楼给出一个专门进行设计的教室作为设计的固定场所，同时租借绘图设备一套；  

（3）为了完成本次设计还需满足一定的上机时间，系机房应提供毕业生上机的便利条件。

5、工作思路及方案分析

本文首先分析行波法故障测距技术的原理，利用 ATP/EMTP 软件对典型的电缆-架空线混合线路故障进行仿真，并总结故障波形的变化规律。然后针对测试信号小波消噪法中阈值的确定问题，对比不同阈值法的消噪效果，提出一种基于传统软、硬阈值法的改进的阈值计算方法。接着阐述小波分析法中模极大值线搜索算法寻找故障信号奇异点的原理，针对电缆-架空混合线路上行波信号在连接处发生突变的特点，提出一种适合电缆-架空混合线路故障的行波测距方法。最后设计电力电缆-架空线混合线路故障测距系统，包括硬件部分和软件部分，实现了故障测试信号的消噪、分析处理、故障距离计算和测试数据保存等功能。

6、时间安排及工作进度

1 第七学期第16-17周 收集查阅相关资料

2 第八学期第1-4周   完成文献翻译、开题报告、文献综述、任务书

3 第八学期第5-7周   学习故障测距原理及方法

4 第八学期第8-10     周建立故障测距模型

5 第八学期第11-12周  预测结果分析

6 第八学期第13-14周  撰写论文

7 第八学期第15周    优化设计，修改论文

8 第八学期第16周    答辩

报告人：(手签名)

                                                      年   月   日

指导教师意见

                         （要求手写）

指导教师：(手签名)

                                    　　          年   月   日