CN113447767A - 一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法及系统，涉及故障监测及定位领域，该包括判断获取的金属外套的环流信息中的电流值是否大于设定阈值，若是则确定信号发出单元发出第一道脉冲信号和返回第一道脉冲信号的时间的第一差值；根据第一差值计算信号发出单元与故障点之间的第一故障距离；确定信号发出单元发出第二道脉冲信号与返回第二道脉冲信号的时间的第二差值；第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据第一故障距离确定的；根据第二差值计算信号发出单元与故障点之间的第二故障距离，并根据第二故障距离确定故障点的位置。本发明不仅能够适用多种接地方式的金属外套的绝缘状态的在线监测，而且还能准确确定出金属外套的故障点的位置。
Description
技术领域
本发明涉及故障监测及定位领域，特别是涉及一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法及系统。
背景技术
近年来，随着社会的发展，高压电力电缆的数量不断增多。高压电力电缆主要包括导体、绝缘层、护层、铠装层和护套等。其中，护套是保护高压电力电缆的第一层防线，近年来护套绝缘损坏导致高压电力电缆绝缘下降的事故时有发生，因此监测护套的绝缘状态变得愈加重要。
由于高压电力电缆承担着重要任务，不能时常停电检查，最合适的是采用在线状态监测的方法。目前对于护套的绝缘状态在线监测，国内外一般从电压、电流局部放电、运行温度和含水量等方面入手，主要方法有直流分量法、直流叠加法、在线检测直流损耗角正切法、局部放电法、温度检测法、接地线感应环流法等。根据不同的应用场景和不同的电压等级，大多方法都只能针对在某一种接地方式下护套的绝缘状态在线监测，对于适合多种接地方式的在监测方法十分少。此外，外套故障定位的技术也不多，且大多数准确度也不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法及系统，不仅能够适用多种接地方式的金属外套的绝缘状态的在线监测，而且还能准确的确定出金属外套的故障点的位置。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，包括：
获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则确定信号发出单元发出第一道脉冲信号的时间与返回所述第一道脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第一差值计算所述信号发出单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；确定所述信号发出单元发出第二道脉冲信号的时间与返回所述第二道脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第二差值计算所述信号发出单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，包括：
数据获取模块，用于获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；判断模块，用于判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；返回模块，用于当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，返回所述数据获取模块；第一差值计算模块，用于当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，确定信号发出单元发出第一道脉冲信号的时间与返回所述第一道脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道脉冲信号用于加入到所述金属外套上；第一故障距离计算模块，用于根据所述第一差值计算所述信号发出单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；第二差值计算模块，用于确定所述信号发出单元发出第二道脉冲信号的时间与返回所述第二道脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道脉冲信号用于加入到所述金属外套上；第二故障距离计算模块，用于根据所述第二差值计算所述信号发出单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，所述高压电力电缆采用金属护套交叉互联接地方式使得所述高压电力电缆的一端和所述高压电力电缆的另一端直接接地；所述金属外套故障定位方法，包括：
获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器连接在所述金属护套交叉互联处；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则确定方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；确定所述方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第二差值计算所述方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，所述高压电力电缆采用金属护套交叉互联接地方式使得所述高压电力电缆的一端和所述高压电力电缆的另一端直接接地；所述金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，连接在所述金属护套交叉互联处，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述信号处理单元，用于：获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至方波信号单元；所述方波信号单元，用于：基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；所述信号处理单元，还用于：确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述方波信号单元；所述方波信号单元，还用于：基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；所述信号处理单元，还用于：确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值；根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，所述高压电力电缆包括直接接地端和经保护器接地端，使得所述高压电力电缆的一端直接接地，所述高压电力电缆的另一端经保护器后接地；所述金属外套故障定位方法，包括：
获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器安装在所述直接接地端上；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则确定方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述方波信号单元安装在所述经保护器接地端的金属护套上；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；确定所述方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第二差值计算所述方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，所述高压电力电缆包括直接接地端和经保护器接地端，使得所述高压电力电缆的一端直接接地，所述高压电力电缆的另一端经保护器后接地；所述金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，安装在所述直接接地端上，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述信号处理单元，用于：获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至方波信号单元；所述方波信号单元，安装在所述经保护器接地端的金属护套上，用于：基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；所述信号处理单元，还用于：确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述方波信号单元；所述方波信号单元，还用于：基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；所述信号处理单元，还用于：确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值；根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，所述高压电力电缆包括中点直接接地端、第一经保护器接地端和第二经保护器接地端，以使所述高压电力电缆的中点直接接地，所述高压电力电缆的一端和另一端均为经保护器后接地；所述金属外套故障定位方法，包括：
获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器安装在所述中点直接接地端上；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则确定第二故障距离和第四故障距离；根据所述第二故障距离和所述第四故障距离，确定第五故障距离，并根据所述第五故障距离确定所述故障点的位置；
所述第二故障距离的确定过程为：确定第一方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；所述第一方波信号单元安装在所述第一经保护器接地端的金属外套上；根据所述第一差值计算所述第一方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；确定所述第一方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第二差值计算所述第一方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离；
第四故障距离的确定过程为：确定第二方波信号单元发出第三道方波脉冲信号的时间与返回所述第三道方波脉冲信号的时间之间的第三差值；所述第三道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；所述第二方波信号单元安装在所述第二经保护器接地端的金属外套上；根据所述第三差值计算所述第二方波信号单元与故障点之间的第三故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；确定所述第二方波信号单元发出第四道方波脉冲信号的时间与返回所述第四道方波脉冲信号的时间之间的第四差值；所述第四道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第三故障距离确定的；所述第四道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第四差值计算所述第二方波信号单元与所述故障点之间的第四故障距离。
一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，所述高压电力电缆包括中点直接接地端、第一经保护器接地端和第二经保护器接地端，以使所述高压电力电缆的中点直接接地，所述高压电力电缆的一端和另一端均为经保护器后接地；所述金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，安装在所述中点直接接地端上，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；
所述信号处理单元，用于：获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至第一方波信号单元和将第三次脉冲信号发送至第二方波信号单元；
所述第一方波信号单元，安装在所述第一经保护器接地端的金属外套上，用于：基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；根据所述第一差值计算所述第一方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述第一方波信号单元；
所述第一方波信号单元，还用于：基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值；根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离；
所述第二方波信号单元，安装在所述第二经保护器接地端的金属外套上，用于：基于所述第三次脉冲信号，发送第三道方波脉冲信号并记录所述第三道方波脉冲信号的发送时间；所述第三道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；监测反射回来的第三道方波脉冲信号并记录所述第三道方波脉冲信号的返回时间；将所述第三道方波脉冲信号的发送时间和所述第三道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：确定所述第三道方波脉冲信号的发送时间和所述第三道方波脉冲信号的返回时间之间的第三差值；根据所述第三差值计算所述第二方波信号单元与故障点之间的第三故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；根据所述第三故障距离，确定第四次脉冲信号，并将所述第四次脉冲信号发送至所述第二方波信号单元；
所述第二方波信号单元，还用于：基于所述第四次脉冲信号，发送第四道方波脉冲信号并记录所述第四道方波脉冲信号的发送时间；所述第四道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第四道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第三故障距离确定的；监测反射回来的第四道方波脉冲信号并记录所述第四道方波脉冲信号的返回时间；将所述第四道方波脉冲信号的发送时间和所述第四道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：确定所述第四道方波脉冲信号的发送时间和所述第四道方波脉冲信号的返回时间之间的第四差值；根据所述第四差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第四故障距离；根据所述第二故障距离和所述第四故障距离，确定第五故障距离，并根据所述第五故障距离确定所述故障点的位置。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明通过实时监测高压电力电缆的金属外套的环流信息来确定金属外套是否有损坏处，此确定方法可适用多种接地方式。并当将金属外套有损坏处，通过改进的行波脉冲法和高精度的电流互感器来确定金属外套的故障点，有效地提高测量精度，更加准确的定位故障点位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法的流程示意图；
图2为本发明一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统的结构示意图；
图3为本发明接地方式为金属护套交叉互联接地方式的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法的流程示意图；
图4为本发明接地方式为金属护套交叉互联接地方式的一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统的结构示意图；
图5为本发明接地方式为一端直接接地和另一端经保护器后接地的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法的流程示意图；
图6为本发明接地方式为一端直接接地和另一端经保护器后接地的一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统的结构示意图；
图7为本发明接地方式为中点直接接地、一端和另一端均为经保护器后接地的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法的流程示意图；
图8为本发明接地方式为中点直接接地、一端和另一端均为经保护器后接地的一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的一个目的是：可以兼容多种接地方式(例如：金属护套交叉互联接地的方式，一端接地和另一端经保护器接地的方式，中点直接接地和两端经保护器接地的方式)，适应性强，使用范围广。
本发明的另一个目的是：提供的金属外套故障定位方法，主要是通过改进的行波脉冲法和高精度的电流互感器来确定金属外套的故障点。本发明可以有效地提高测量精度，更加准确的定位故障点位置。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
请参见图1，本实施例提供了一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，包括：
步骤101：获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套。
步骤102：判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回步骤101；若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则执行步骤103。
步骤103：确定信号发出单元发出第一道脉冲信号的时间与返回所述第一道脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道脉冲信号用于加入到所述金属外套上。
步骤104：根据所述第一差值计算所述信号发出单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上。
步骤105：确定所述信号发出单元发出第二道脉冲信号的时间与返回所述第二道脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道脉冲信号用于加入到所述金属外套上。
步骤106：根据所述第二差值计算所述信号发出单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
进一步地，步骤104具体包括：
根据公式L1＝0.5vΔt1计算第一故障距离；其中，L1表示第一故障距离；v表示第一道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt1表示第一差值。
进一步地，所述第二道脉冲信号的脉冲宽度的计算公式为0.1*0.5vΔt1＝0.5dv；其中，v表示第一道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt1表示第一差值；d表示第二道脉冲信号的脉冲宽度。
进一步地，步骤106具体包括：
根据公式L2＝0.5vΔt2计算第一故障距离；其中，L2表示第二故障距离；v表示第二道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt2表示第二差值。第二道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度和第一道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度相同。
实施例二
基于实施例一所述的高压电力电缆的金属外套故障定位方法，本实施例提供了一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，请参见图2，包括：
数据获取模块201，用于获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套。
判断模块202，用于判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果。
返回模块203，用于当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，返回所述数据获取模块201。
第一差值计算模块204，用于当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，确定信号发出单元发出第一道脉冲信号的时间与返回所述第一道脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道脉冲信号用于加入到所述金属外套上。
第一故障距离计算模块205，用于根据所述第一差值计算所述信号发出单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上。
第二差值计算模块206，用于确定所述信号发出单元发出第二道脉冲信号的时间与返回所述第二道脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道脉冲信号用于加入到所述金属外套上。
第二故障距离计算模块207，用于根据所述第二差值计算所述信号发出单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
其中，各个模块的具体执行流程可参见实施例一，再次不过赘述。
实施例三
本实施例提供了一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，该高压电力电缆采用金属护套交叉互联接地方式使得所述高压电力电缆的一端和所述高压电力电缆的另一端同时直接接地。在本实施例中，电流互感器连接在金属护套交叉互联处，方波信号单元直接将方波信号加入到金属外套上。
请参见图3，本实施例提供的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，包括：
步骤301：获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息。所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器连接在所述金属护套交叉互联处。
步骤302：判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回步骤301；若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则执行步骤303。
步骤303：确定方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上。
步骤304：根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上。
步骤305：确定所述方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上。
步骤306：根据所述第二差值计算所述方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
在本实施例中：第一故障距离的计算公式、第二道方波脉冲信号的脉冲宽度的计算公式和第二故障距离的计算公式请参见实施例一所述。
实施例四
基于实施例三所述的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，本实施例提供了一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，该高压电力电缆采用金属护套交叉互联接地方式使得所述高压电力电缆的一端和所述高压电力电缆的另一端直接接地。在本实施例中，电流互感器连接在金属护套交叉互联处，方波信号单元直接将方波信号加入到金属外套上。
请参见图4，本实施例提供的金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，连接在所述金属护套交叉互联处，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套。
所述信号处理单元，用于：获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至方波信号单元。
所述方波信号单元，用于：基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元。
所述信号处理单元，还用于：确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述方波信号单元。
所述方波信号单元，还用于：基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元。
所述信号处理单元，进一步用于：确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值；根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
本实施例所述的金属外套故障定位系统的具体执行过程为：
首先由电流互感器一直监测金属护套的环流信息，并将环流信息返回给信号处理单元。当监测的环流信息中的电流值异常增大至超过设定阈值(设定阈值为负载电流的10％)时，视为金属护套出现了绝缘损坏。此时由信号处理单元发送第一次脉冲信号给方波信号单元。方波信号单元接收到第一次脉冲信号后，发出第一道方波脉冲信号，此第一道方波脉冲信号的脉冲宽度为1us。根据行波理论，金属护套出现损坏后，金属护套相当于微接地，行波(或者称为方波脉冲)就会在此处(金属护套损坏处)发生折反射。经过时间差Δt1后，方波信号单元监测到反射回来的第一道方波脉冲信号，并将第一道方波脉冲信号和时间差Δt1传送给信号处理单元。当监测的环流信息中的电流值未超过设定阈值(设定阈值为负载电流的10％)时，视为金属护套未出现绝缘损坏，继续获取金属护套的环流信息。
其次信号处理单元根据公式L1＝0.5vΔt1粗略计算第一故障距离L1，即金属外套上的故障点与方波信号单元之间的初始距离。其中，v是提前测量的行波在高压电力电缆的传输速度。
然后信号处理单元根据公式0.1*0.5vΔt1＝0.5dv计算盲区为10％第一故障距离L1的脉冲宽度d，并基于脉冲宽度d给方波信号单元发送信号，使其发送第二道方波脉冲信号。
接着方波信号单元发送脉冲宽度为d的第二道方波脉冲信号，监测反射回来的第二道方波脉冲信号，记录第二道方波脉冲信号的发送时间和第二道方波脉冲信号的返回时间并发送信号处理单元。
最后信号处理单元根据公式L2＝0.5vΔt2精细计算第二故障距离L2，即金属外套上的故障点与方波信号单元之间的最终距离。Δt2为第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间的第二差值。
实施例五
本实施例提供了一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，所述高压电力电缆包括直接接地端和经保护器接地端，使得所述高压电力电缆的一端直接接地，所述高压电力电缆的另一端经保护器后接地。在本实施例中，电流互感器安装在直接接地端，方波信号单元安装在经保护器接地端的金属护套上。
请参见图5，本实施例提供的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，包括：
步骤501：获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器安装在所述直接接地端上。
步骤502：判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回步骤501。若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则执行步骤503。
步骤503：确定方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述方波信号单元安装在所述经保护器接地端的金属护套上；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上。
步骤504：根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上。
步骤505：确定所述方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上。
步骤506：根据所述第二差值计算所述方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
在本实施例中：第一故障距离的计算公式、第二道方波脉冲信号的脉冲宽度的计算公式和第二故障距离的计算公式请参见实施例一所述。
实施例六
基于实施例五所述的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，本实施例提供了一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统。该高压电力电缆包括直接接地端和经保护器接地端，使得所述高压电力电缆的一端直接接地，所述高压电力电缆的另一端经保护器后接地。
请参见图6，本实施例提供的金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，安装在所述直接接地端上，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套。
所述信号处理单元，用于：获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至方波信号单元。
所述方波信号单元，安装在所述经保护器接地端的金属护套上，用于：基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元。
所述信号处理单元，还用于：确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述方波信号单元。
所述方波信号单元，进一步用于：基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元。
所述信号处理单元，进一步用于：确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值。根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
本实施例所述的金属外套故障定位系统的具体执行过程与实施例四所述的金属外套故障定位系统的具体执行过程相同，在此不再赘述。
实施例七
本实施例提供了一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，所述高压电力电缆包括中点直接接地端、第一经保护器接地端和第二经保护器接地端，以使所述高压电力电缆的中点直接接地，所述高压电力电缆的一端和另一端均为经保护器后接地。在本实施例中，所述电流互感器安装在所述中点直接接地端上，所述第一方波信号单元安装在所述第一经保护器接地端的金属外套上，所述第二方波信号单元安装在所述第二经保护器接地端的金属外套上。
请参见图7，本实施例提供的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，包括：
步骤701：获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器安装在所述中点直接接地端上。
步骤702：判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回步骤701；若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则执行步骤703。
步骤703：确定第二故障距离和第四故障距离。
步骤704：根据所述第二故障距离和所述第四故障距离，确定第五故障距离，并根据所述第五故障距离确定所述故障点的位置。
所述第二故障距离的确定过程为：
确定第一方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；所述第一方波信号单元安装在所述第一经保护器接地端的金属外套上；根据所述第一差值计算所述第一方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；确定所述第一方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第二差值计算所述第一方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离。
所述第四故障距离的确定过程为：
确定第二方波信号单元发出第三道方波脉冲信号的时间与返回所述第三道方波脉冲信号的时间之间的第三差值；所述第三道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；所述第二方波信号单元安装在所述第二经保护器接地端的金属外套上；根据所述第三差值计算所述第二方波信号单元与故障点之间的第三故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；确定所述第二方波信号单元发出第四道方波脉冲信号的时间与返回所述第四道方波脉冲信号的时间之间的第四差值；所述第四道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第三故障距离确定的；所述第四道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；根据所述第四差值计算所述第二方波信号单元与所述故障点之间的第四故障距离。
在本实施例中：
第一故障距离的计算公式为：L1＝0.5vΔt1；L1表示第一故障距离；v表示第一道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt1表示第一差值。
第二道方波脉冲信号的脉冲宽度的计算公式为：0.1*0.5vΔt1＝0.5d2v；v表示第一道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt1表示第一差值；d2表示第二道脉冲信号的脉冲宽度。
第二故障距离的计算公式为：L2＝0.5vΔt2；L2表示第二故障距离；v表示第二道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt2表示第二差值。
第三故障距离的计算公式为：L3＝0.5vΔt3；L3表示第三故障距离；v表示第三道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt3表示第三差值。
第四道方波脉冲信号的脉冲宽度的计算公式为：0.1*0.5vΔt3＝0.5d4v；v表示第三道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt3表示第三差值；d4表示第四道脉冲信号的脉冲宽度。
第四故障距离的计算公式为：L4＝0.5vΔt4；L4表示第四故障距离；v表示第四道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt4表示第四差值。
其中，第一道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度、第二道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度、第三道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度、第四道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度均相同。
实施例八
基于实施例七所述的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，本实施例提供了一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统。高压电力电缆包括中点直接接地端、第一经保护器接地端和第二经保护器接地端，以使高压电力电缆的中点直接接地，高压电力电缆的一端和另一端均为经保护器后接地。
请参见图8，本实施例提供的金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，安装在所述中点直接接地端上，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；
所述信号处理单元，用于：获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至第一方波信号单元和将第三次脉冲信号发送至第二方波信号单元；
所述第一方波信号单元(图8中左边的方波信号)，安装在所述第一经保护器接地端的金属外套上，用于：基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；根据所述第一差值计算所述第一方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述第一方波信号单元；
所述第一方波信号单元，还用于：基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值；根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离；
所述第二方波信号单元(图8中右边的方波信号)，安装在所述第二经保护器接地端的金属外套上，用于：基于所述第三次脉冲信号，发送第三道方波脉冲信号并记录所述第三道方波脉冲信号的发送时间；所述第三道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；监测反射回来的第三道方波脉冲信号并记录所述第三道方波脉冲信号的返回时间；将所述第三道方波脉冲信号的发送时间和所述第三道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：确定所述第三道方波脉冲信号的发送时间和所述第三道方波脉冲信号的返回时间之间的第三差值；根据所述第三差值计算所述第二方波信号单元与故障点之间的第三故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；根据所述第三故障距离，确定第四次脉冲信号，并将所述第四次脉冲信号发送至所述第二方波信号单元；
所述第二方波信号单元，还用于：基于所述第四次脉冲信号，发送第四道方波脉冲信号并记录所述第四道方波脉冲信号的发送时间；所述第四道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第四道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第三故障距离确定的；监测反射回来的第四道方波脉冲信号并记录所述第四道方波脉冲信号的返回时间；将所述第四道方波脉冲信号的发送时间和所述第四道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：确定所述第四道方波脉冲信号的发送时间和所述第四道方波脉冲信号的返回时间之间的第四差值；根据所述第四差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第四故障距离；根据所述第二故障距离和所述第四故障距离，确定第五故障距离，并根据所述第五故障距离确定所述故障点的位置。
本实施例所述的金属外套故障定位系统的具体执行过程为：
首先由电流互感器一直监测金属护套的环流信息，并将环流信息返回给信号处理单元。当监测的环流信息中的电流值异常增大至超过设定阈值(设定阈值为负载电流的10％)时，视为金属护套出现了绝缘损坏。此时由信号处理单元发送将第一次脉冲信号发送至第一方波信号单元和将第三次脉冲信号发送至第二方波信号单元。执行顺序为，先由左侧方波信号单元(即第一方波信号单元)进行监测，再由右侧方波信号单元(即第二方波信号单元)进行监测；第一方波信号单元接收到第一次脉冲信号后，发出第一道方波脉冲信号，此第一道方波脉冲信号的脉冲宽度为1us。根据行波理论，金属护套出现损坏后，金属护套相当于微接地，行波(或者称为方波脉冲)就会在此处(金属护套损坏处)发生折反射。经过时间差Δt1后，斗殴方波信号单元监测到反射回来的第一道方波脉冲信号，并将第一道方波脉冲信号和时间差Δt1传送给信号处理单元。同理，第二方波信号单元将将第三道方波脉冲信号和时间差Δt3传送给信号处理单元；当监测的环流信息中的电流值未超过设定阈值(设定阈值为负载电流的10％)时，视为金属护套未出现绝缘损坏，继续获取金属护套的环流信息。
其次信号处理单元根据公式L1＝0.5vΔt1粗略计算第一故障距离L1，根据公式0.1*0.5vΔt1＝0.5d2v计算盲区为10％第一故障距离L1的脉冲宽度d2，并基于脉冲宽度d2给第一方波信号单元发送信号，使其发送第二道方波脉冲信号。同理，信号处理单元根据公式L3＝0.5vΔt3粗略计算第三故障距离L3，根据公式0.1*0.5vΔt3＝0.5d4v计算盲区为10％第三故障距离L3的脉冲宽度d4，并基于脉冲宽度d4给第二方波信号单元发送信号，使其发送第四道方波脉冲信号。
接着第一方波信号单元发送脉冲宽度为d2的第二道方波脉冲信号，监测反射回来的第二道方波脉冲信号，记录第二道方波脉冲信号的发送时间和第二道方波脉冲信号的返回时间并发送信号处理单元。同理，第二方波信号单元发送脉冲宽度为d4的第四道方波脉冲信号，监测反射回来的第四道方波脉冲信号，记录第四道方波脉冲信号的发送时间和第四道方波脉冲信号的返回时间并发送信号处理单元。
最后信号处理单元根据公式L2＝0.5vΔt2精细计算第二故障距离L2，信号处理单元根据公式L4＝0.5vΔt4精细计算第四故障距离L4。根据所述第二故障距离和所述第四故障距离，确定第五故障距离，并根据所述第五故障距离确定所述故障点的位置。
与现有技术相比，本发明具体以下优点：
第一，针对当前金属护套绝缘状态在线监测的技术方案，本发明的适应性更强，适合多种场合。第二，针对现有采用行波脉冲法进行故障定位的装置，本发明定位精度更高。本发明对行波脉冲法进行改进，以使测量精度更高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (10)
1.一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，其特征在于，包括：
获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；
判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；
若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则确定信号发出单元发出第一道脉冲信号的时间与返回所述第一道脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
根据所述第一差值计算所述信号发出单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
确定所述信号发出单元发出第二道脉冲信号的时间与返回所述第二道脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
根据所述第二差值计算所述信号发出单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
2.根据权利要求1所述的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，其特征在于，所述根据所述第一差值计算所述信号发出单元与故障点之间的第一故障距离，具体包括：
根据公式L1＝0.5vΔt1计算第一故障距离；
其中，L1表示第一故障距离；v表示第一道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt1表示第一差值。
3.根据权利要求1所述的一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，其特征在于，所述第二道脉冲信号的脉冲宽度的计算公式为0.1*0.5vΔt1＝0.5dv；
其中，v表示第一道脉冲信号在高压电力电缆上的传输速度；Δt1表示第一差值；d表示第二道脉冲信号的脉冲宽度。
4.一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；
判断模块，用于判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
返回模块，用于当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，返回所述数据获取模块；
第一差值计算模块，用于当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，确定信号发出单元发出第一道脉冲信号的时间与返回所述第一道脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
第一故障距离计算模块，用于根据所述第一差值计算所述信号发出单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
第二差值计算模块，用于确定所述信号发出单元发出第二道脉冲信号的时间与返回所述第二道脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
第二故障距离计算模块，用于根据所述第二差值计算所述信号发出单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
5.一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，其特征在于，所述高压电力电缆采用金属护套交叉互联接地方式使得所述高压电力电缆的一端和所述高压电力电缆的另一端直接接地；所述金属外套故障定位方法，包括：
获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器连接在所述金属护套交叉互联处；
判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；
若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则确定方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
确定所述方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
根据所述第二差值计算所述方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
6.一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，其特征在于，所述高压电力电缆采用金属护套交叉互联接地方式使得所述高压电力电缆的一端和所述高压电力电缆的另一端直接接地；所述金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，连接在所述金属护套交叉互联处，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；
所述信号处理单元，用于：
获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；
判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；
当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至方波信号单元；
所述方波信号单元，用于：
基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；
监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；
将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：
确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；
根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述方波信号单元；
所述方波信号单元，还用于：
基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；
监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；
将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：
确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值；
根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
7.一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，其特征在于，所述高压电力电缆包括直接接地端和经保护器接地端，使得所述高压电力电缆的一端直接接地，所述高压电力电缆的另一端经保护器后接地；所述金属外套故障定位方法，包括：
获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器安装在所述直接接地端上；
判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；
若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则确定方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述方波信号单元安装在所述经保护器接地端的金属护套上；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
确定所述方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
根据所述第二差值计算所述方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
8.一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，其特征在于，所述高压电力电缆包括直接接地端和经保护器接地端，使得所述高压电力电缆的一端直接接地，所述高压电力电缆的另一端经保护器后接地；所述金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，安装在所述直接接地端上，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；
所述信号处理单元，用于：
获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；
判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；
当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至方波信号单元；
所述方波信号单元，安装在所述经保护器接地端的金属护套上，用于：
基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；
监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；
将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：
确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；
根据所述第一差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述方波信号单元；
所述方波信号单元，还用于：
基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；
监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；
将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：
确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值；
根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离，并根据所述第二故障距离确定所述故障点的位置。
9.一种高压电力电缆的金属外套故障定位方法，其特征在于，所述高压电力电缆包括中点直接接地端、第一经保护器接地端和第二经保护器接地端，以使所述高压电力电缆的中点直接接地，所述高压电力电缆的一端和另一端均为经保护器后接地；所述金属外套故障定位方法，包括：
获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；所述电流互感器安装在所述中点直接接地端上；
判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
若所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值，则返回获取电流互感器采集的高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；
若所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值，则确定第二故障距离和第四故障距离；
根据所述第二故障距离和所述第四故障距离，确定第五故障距离，并根据所述第五故障距离确定所述故障点的位置；
其中，所述第二故障距离的确定过程为：
确定第一方波信号单元发出第一道方波脉冲信号的时间与返回所述第一道方波脉冲信号的时间之间的第一差值；所述第一道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；所述第一方波信号单元安装在所述第一经保护器接地端的金属外套上；
根据所述第一差值计算所述第一方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
确定所述第一方波信号单元发出第二道方波脉冲信号的时间与返回所述第二道方波脉冲信号的时间之间的第二差值；所述第二道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；所述第二道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
根据所述第二差值计算所述第一方波信号单元与所述故障点之间的第二故障距离；
所述第四故障距离的确定过程为：
确定第二方波信号单元发出第三道方波脉冲信号的时间与返回所述第三道方波脉冲信号的时间之间的第三差值；所述第三道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；所述第二方波信号单元安装在所述第二经保护器接地端的金属外套上；
根据所述第三差值计算所述第二方波信号单元与故障点之间的第三故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
确定所述第二方波信号单元发出第四道方波脉冲信号的时间与返回所述第四道方波脉冲信号的时间之间的第四差值；所述第四道方波脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第三故障距离确定的；所述第四道方波脉冲信号用于加入到所述金属外套上；
根据所述第四差值计算所述第二方波信号单元与所述故障点之间的第四故障距离。
10.一种高压电力电缆的金属外套故障定位系统，其特征在于，所述高压电力电缆包括中点直接接地端、第一经保护器接地端和第二经保护器接地端，以使所述高压电力电缆的中点直接接地，所述高压电力电缆的一端和另一端均为经保护器后接地；所述金属外套故障定位系统，包括：
电流互感器，安装在所述中点直接接地端上，用于：采集高压电力电缆的金属外套的环流信息，并将所述环流信息发送至信号处理单元；所述高压电力电缆包括电缆线芯以及用于包裹所述电缆线芯的金属外套；
所述信号处理单元，用于：
获取高压电力电缆的金属外套的环流信息；所述环流信息包括电流值和电流方向；
判断所述电流值是否大于设定阈值，得到第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述电流值小于或者等于所述设定阈值时，输出返回指令；所述返回指令用于返回至获取高压电力电缆的金属外套的环流信息的步骤；
当所述第一判断结果表示所述电流值大于所述设定阈值时，将第一次脉冲信号发送至第一方波信号单元和将第三次脉冲信号发送至第二方波信号单元；
所述第一方波信号单元，安装在所述第一经保护器接地端的金属外套上，用于：
基于所述第一次脉冲信号，发送第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的发送时间；所述第一道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；
监测反射回来的第一道方波脉冲信号并记录所述第一道方波脉冲信号的返回时间；
将所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：
确定所述第一道方波脉冲信号的发送时间和所述第一道方波脉冲信号的返回时间之间的第一差值；
根据所述第一差值计算所述第一方波信号单元与故障点之间的第一故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
根据所述第一故障距离，确定第二次脉冲信号，并将所述第二次脉冲信号发送至所述第一方波信号单元；
所述第一方波信号单元，还用于：
基于所述第二次脉冲信号，发送第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的发送时间；所述第二道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第二道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第一故障距离确定的；
监测反射回来的第二道方波脉冲信号并记录所述第二道方波脉冲信号的返回时间；
将所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：
确定所述第二道方波脉冲信号的发送时间和所述第二道方波脉冲信号的返回时间之间的第二差值；
根据所述第二差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第二故障距离；
所述第二方波信号单元，安装在所述第二经保护器接地端的金属外套上，用于：
基于所述第三次脉冲信号，发送第三道方波脉冲信号并记录所述第三道方波脉冲信号的发送时间；所述第三道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；
监测反射回来的第三道方波脉冲信号并记录所述第三道方波脉冲信号的返回时间；
将所述第三道方波脉冲信号的发送时间和所述第三道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：
确定所述第三道方波脉冲信号的发送时间和所述第三道方波脉冲信号的返回时间之间的第三差值；
根据所述第三差值计算所述第二方波信号单元与故障点之间的第三故障距离；所述故障点位于所述金属外套上；
根据所述第三故障距离，确定第四次脉冲信号，并将所述第四次脉冲信号发送至所述第二方波信号单元；
所述第二方波信号单元，还用于：
基于所述第四次脉冲信号，发送第四道方波脉冲信号并记录所述第四道方波脉冲信号的发送时间；所述第四道方波脉冲用于加入到所述金属外套上；所述第四道脉冲信号的脉冲宽度是根据所述第三故障距离确定的；
监测反射回来的第四道方波脉冲信号并记录所述第四道方波脉冲信号的返回时间；
将所述第四道方波脉冲信号的发送时间和所述第四道方波脉冲信号的返回时间发送至所述信号处理单元；
所述信号处理单元，还用于：
确定所述第四道方波脉冲信号的发送时间和所述第四道方波脉冲信号的返回时间之间的第四差值；
根据所述第四差值计算所述方波信号单元与故障点之间的第四故障距离；
根据所述第二故障距离和所述第四故障距离，确定第五故障距离，并根据所述第五故障距离确定所述故障点的位置。
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