CN117434389B

CN117434389B - 线路故障检测方法、系统、设备及计算机可读存储介质

Info

Publication number: CN117434389B
Application number: CN202311754038.3A
Authority: CN
Inventors: 束洪春; 张代汶; 代月; 李聪; 龚峰; 管诚; 龙宇; 管普; 曹耀仁
Original assignee: Kunming University of Science and Technology
Current assignee: Kunming University of Science and Technology
Priority date: 2023-12-20
Filing date: 2023-12-20
Publication date: 2024-04-09
Anticipated expiration: 2043-12-20
Also published as: CN117434389A

Abstract

本发明公开了一种线路故障检测方法、系统、设备及计算机可读存储介质，所述线路故障检测方法包括以下步骤：向接地极线路注入脉冲信号，并基于测量端获取所述接地极线路中故障点处响应的故障电压行波数据；根据所述故障电压行波数据和预设步长，确定所述接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列；根据所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列；基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离。通过上述方法，能够提升接地极线路故障定位的精度。

Description

线路故障检测方法、系统、设备及计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及电力系统继电保护领域，尤其涉及线路故障检测方法、系统、设备及计算机可读存储介质。

背景技术

高压直流输电系统的接地极线路在运行时电压很低，接地极一般通过极址电阻值很小的电阻接地。因此，当接地极线路发生故障时，故障区域产生的信号幅值很小，难以勘测到故障区域所在的位置。现阶段采用的故障检测方法，通常是在接地极首端注入脉冲信号，根据分析脉冲信号在故障点处的响应来实现故障定位。但以往的对于信号处理计算的方式容易受到过渡电阻以及线路长度等因素的影响，存在测距定位误差较大的缺陷，导致最终对于接地极线路的故障区域的测距结果不准确。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种线路故障检测方法、设备、系统及计算机可读存储介质，旨在解决以往的对于信号处理计算的方式容易受到过渡电阻以及线路长度等因素的影响，存在测距定位误差较大的缺陷，导致最终对于接地极线路的故障区域的测距结果不准确的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种线路故障检测方法，所述线路故障检测方法包括以下步骤：

向接地极线路注入脉冲信号，并基于测量端获取所述接地极线路中故障点处响应的故障电压行波数据；

根据所述故障电压行波数据和预设步长，确定所述接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列；

根据所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列；

基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离。

可选地，所述根据所述故障电压行波数据和预设步长，确定所述接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列的步骤包括：

对所述电压行波数据进行线模转换，以获取所述接地极线路的线模电压行波分量；

基于所述预设步长和所述线模电压行波分量，确定所述接地极线路任意时刻沿线的电压与电流分布；

根据所述电压与电流分布和所述接地极线路的线模波阻抗，确定所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列。

可选地，根据所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列的步骤包括：

获取所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的第一数值变化梯度和第二数值变化梯度；

基于所述第一数值变化梯度、所述第二数值变化梯度、行波波速、所述接地极线路的线路长度、采样频率和预设步长，分别确定正向电压行波能量叠加表达式和反向电压行波能量叠加表达式；

将所述正向电压行波能量表达式和所述反向电压行波能量表达式进行乘积运算，以确定所述接地极线路全线范围内所述预设时段的积分值；

将所述积分值映射至距离维度，以得到所述积分值序列。

可选地，获取所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的第一数值变化梯度和第二数值变化梯度的步骤之前，还包括：

基于预设时间间隔、所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，计算所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列分别对应的数值变化梯度。

可选地，基于所述第一数值变化梯度、所述第二数值变化梯度、行波波速、所述接地极线路的线路长度、采样频率和预设步长，分别确定正向电压行波能量叠加表达式和反向电压行波能量叠加表达式的步骤包括：

基于所述第一数值变化梯度、所述第二数值变化梯度、行波波速、所述接地极线路的线路长度、采样频率和预设步长，分别确定所述第一数值变化梯度对应的初始正向电压行波能量叠加表达式，与所述第二数值变化梯度对应的初始反向电压行波能量叠加表达式；

基于所述初始正向电压行波能量叠加表达式，和所述初始反向电压行波能量表达式，分别确定所述正向电压行波能量叠加表达式和所述反向电压行波能量叠加表达式。

可选地，所述初始正向电压行波能量叠加表达式为接地极线路中任一点处任一时刻的正向电压行波能量叠加表达式，所述初始反向电压行波能量叠加表达式为所述接地极线路中任一点处任一时刻的反向电压行波能量叠加表达式。

可选地，基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离的步骤包括：

标定所述积分值序列中的所述最大突变点；

计算所述最大突变点之前所述积分值序列变化梯度的叠加值；

若所述叠加值为负数，则所述故障距离为所述最大突变点对应的距离；

若所述叠加值为正数，则所述故障距离为所述接地极线路的线路长度与所述最大突变点对应的距离之间的差值距离。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种线路故障检测系统，所述线路故障检测系统包括：

脉冲信号产生模块：用于执行向接地极线路注入脉冲信号，并基于测量端获取所述接地极线路中故障点处响应的故障电压行波数据的步骤；

电气信号序列采集模块：用于执行根据所述故障电压行波数据和预设步长，确定所述接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列的步骤；

数值计算模块：用于执行根据所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列的步骤；

故障测距模块：用于执行基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种线路故障检测设备，所述线路故障检测设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的线路故障检测程序，所述线路故障检测程序配置为实现如上所述的线路故障检测方法的步骤。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有线路故障检测程序，所述线路故障检测程序被处理器执行时实现如上所述的线路故障检测方法的步骤。

本发明实施例通过提供一种线路故障检测方法，通过向接地极线路注入脉冲信号，从测量端获取接地极线路中故障点处基于脉冲信号响应的故障电压行波数据，进而根据故障电压行波数据和预设步长，确定接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列，随后根据电压正向行波序列与电压反向行波序列分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列，最后基于所述积分值序列中的最大突变点，确定接地极线路中的故障距离。通过上述方法，可以提升接地极线路故障定位精度。

附图说明

图1为本发明线路故障检测方法第一实施例的流程示意图；

图2为图1中步骤S20的细化流程示意图；

图3为图1中步骤S40的细化流程示意图；

图4为本发第一实施例涉及的功能模块示意图；

图5是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图；

图6为本发明第一实施例中接地极线路的接线方式参考图；

图7是本发明实施例的第一段测距函数结果图；

图8是本发明实施例的第二段测距函数结果图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

高压直流输电以其输送距离远、输送容量大的特点，在我国西电东送大规模能源输送中起着十分重要的作用。接地极线路是高压直流输电系统中不可或缺的重要组成部分，高压直流输电系统的接地极线路不仅为直流电流提供了回路，单极运行时，利用接地极-大地为电流返回方式，降低了系统损耗，而且它还能起到钳制系统中性点电位的重要作用。正常运行时，接地极线路运行电压很低，只是入地电流在导线电阻及接地极电阻上的压降，一般不超过几千伏。接地极一般通过极址电阻值很小的电阻接地，通常小于0.5，这就表明当接地极线路发生故障时，故障本身产生的信号幅值很小，需要在接地极首端注入脉冲信号，根据分析脉冲信号在故障点处的响应来实现故障定位。接地极线路发生接地故障概率大，接地极线路发生故障后会直接影响到高压直流输电双极系统，对直流系统的安全运行影响很大。

现阶段对接地极线路的故障测距提出了更高的要求，克服以往的接地极线路测距误差问题，制定能快速判断接地极线路故障位置的行波能量沿线突变测距装置对于保障高压直流系统的稳定运行具有重要意义。目前已有传统的故障测距方法存在受过渡电阻，线路长度的影响导致的测距结果误差大、整定值难以计算等问题，方法不再适用。

对此，本发明实施例通过提供一种线路故障检测方法，通过向接地极线路注入脉冲信号，从测量端获取接地极线路中故障点处基于脉冲信号响应的故障电压行波数据，进而根据故障电压行波数据和预设步长，确定接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列，随后根据电压正向行波序列与电压反向行波序列分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列，最后基于所述积分值序列中的最大突变点，确定接地极线路中的故障距离。通过上述方法，提升接地极线路中故障测距的准确度。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明实施例提供了一种线路故障检测方法，参照图1，图1为本发明一种线路故障检测方法第一实施例的流程示意图。

本实施例中，所述线路故障检测方法，包括以下步骤：

步骤S10、向接地极线路注入脉冲信号，并基于测量端获取所述接地极线路中故障点处响应的故障电压行波数据。

在本实施例中，高压直流输电线系统中正负两极参数对称，正常运行时，系统中的接地极线路处于零电位零电流状态。参照图6，接地极线路接有信号发生器和故障行波装置，信号发生器能够向接地极线路注入脉冲信号，故障行波采集装置能够采集接地极线路中的故障行波。当接地极线路发生故障时，在接地极线路测量端利用信号发生器向故障点处发出脉冲信号，脉冲信号在到达接地极线的故障点处，会发生折反射响应，根据脉冲信号在故障点处的响应，可以在测量端测取故障电压行波数据。

在利用信号发生器向接地极线路注入脉冲信号时，选择一个适当的信号发生器，确保其输出的脉冲信号具有足够的幅度和频率范围，以便能够有效注入接地极线路中，在设置好脉冲信号的幅值、持续时间和重复频率等参数后，通过信号发生器向接地极线路注入脉冲信号。可以根据实际需要控制信号发生器的触发方式和注入时间，以确保注入的脉冲信号能够完整地传播到故障点处。测量端设置的故障行波采集装置（如高速数字录波仪等），能够进行故障电压行波数据的测量，确保测量端能够准确地记录下脉冲信号在接地极线路中传播时产生的电压行波信号。

需要说明的是，在正常运行的高压直流输电系统中，电流行波不能直接由电流互感器获得，一般需要在接地极母线上装设电压电容吸收器，并在该支路上加设一个电流互感器来得到电流行波，而故障电压行波则需要通过电流行波和接地极线路的线路参数进行计算得到。

在本实施例中，通过信号发生装置向接地极线路发射脉冲信号，并采集故障点处响应的故障电压行波数据，能够便于后续对其进行分析，以确定故障点距离。此外，针对高压直流输电系统中的接地极线路进行故障测距，只需在接地极线路测量端采集故障电压信号，不存在数据同步问题，简化了数据处理流程。

步骤S20、根据所述故障电压行波数据和预设步长，确定所述接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列。

具体的，参照图2，本实施例中，根据所述故障电压行波数据和预设步长，确定所述接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列的步骤包括：

步骤S21、对所述电压行波数据进行线模转换，以获取所述接地极线路的线模电压行波分量。

步骤S22、基于所述预设步长和所述线模电压行波分量，确定所述接地极线路任意时刻沿线的电压与电流分布。

步骤S23、根据所述电压与电流分布和所述接地极线路的线模波阻抗，确定所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列。

在本实施例中，预设步长表示采样点到测量端的距离在每一次迭代中的增量大小。在利用故障行波数据以及预设步长计算接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列的过程中，需要先利用线模变换对故障电压行波信号进行分解，提取接地极线路的线模电压行波分量。这样做的原因是在实际运行的接地极线路中，双回线路之间存在电磁耦合现象，正常运行时两回线路之间相互不独立，为了消除接地极双回线路间耦合的影响，实现类似单根接地极线路的运行方式，使用以下公式对故障电压行波数据进行处理：

其中，，表示接地极两极的电压；，分别表示线模电压和零模电压。通过以上式子的处理，提取线模电压行波分量，以此来保证测距的准确性。

进一步的，利用贝杰龙传输方程进行求解，得到在任意时刻的电压和电流分布。根据接地极线路的特性，按照预设步长q，在测量端起提取电压行波信号，并记录下每个提取点处的电压和电流值，根据以下贝杰龙传输方程的求解结果，可以计算出取点处在任意时刻的电压与电流分布：

（1）

（2）

其中，表达式（1）指电压分布，表达式（2）指电流分布，式中，为线模波阻抗，为采样时刻，为步长为q的采样点到测量端的距离，，为线模波速度，为单位长度的线模电阻，表示在某一时刻测量端测得的电压，表示在某一时刻测量端测得的电流。

进一步的，通过接地极线路自测量端的电压与电流分布，可以计算沿线电压线模行波分量的方向行波序列。首先，将沿线分布的电压正向行波与电压反向行波之积在观测时窗内积分，为此，根据沿线电压行波和波阻抗进行方向行波分解，按照以下表达式来以获取沿线分布的方向行波：

（3）

（4）

其中，表达式（3）指电压正向行波序列，表达式（4）指电压反向行波序列，通过以上表达式获取接地极线上沿线的电压方向序列，能够增强基于沿线行波能量突变点表征线路故障位置的效果。

在本实施例中，通过充分放大了故障点的电气信号，能有效排除干扰点对接地极线路测距的影响，便于后续更加精确地确定故障距离。

步骤S30、根据所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列。

在本实施例中，需要先刻画并凸显所述电压正向行波与电压反向行波每个数据点之间的变化，即通过以下表达式来分别计算正向行波和反向行波的数值变化梯度：

（5）

（6）

表达式（5）为电压正向行波的数值变化梯度，表达式（6）为电压反向行波的数值变化梯度，式中，k为时间间隔为的数据点，；为数据点k处的电压值，以此来突出故障点处和非故障点处电压行波的变化差别及减弱干扰突变点的影响。

进一步的，对所述沿线方向行波的数值变化梯度求n次幂后进行分段求和，分别构造电压正向行波以及电压反向行波基于时间维度的能量叠加表达式。具体的，分别以沿线分布的正向电压变化梯度和反向电压变化梯度的n次幂的第k个数据值开始，每N 个电压变化梯度的n次幂数据值求一次叠加值：

（7）

（8）

（9）

（10）

（11）

（12）

式中，，l为线路全长，v为行波波速，为采样频率，N为每次的采样值叠加的个数，n为预设电压变化梯度的幂次，k为第k个采样点，q为距离维度的采样步长。表达式（7）为线路某一点处某一时刻的正向电压行波能量叠加表达式（也就是初始正向电压行波能量叠加表达式），表达式（8）为线路某一点处某一时刻的反向电压行波能量叠加表达式（也就是初始反向电压行波能量叠加表达式），表达式（9）为线路某一点处不同时刻的正向电压行波能量叠加表达式，表达式（10）为线路某一点处不同时刻的反向电压行波能量叠加表达式，表达式（11）为不同位置不同时刻的正向电压行波能量叠加表达式，表达式（12）为不同位置不同时刻的反向电压行波能量叠加表达式。

将所述正向行波能量叠加表达式与反向行波能量表达式作乘积运算，并在指定时间段内积分，然后在全线长范围内循环计算所述积分值。电压行波不连续点可以看作是电压正向行波和电压反向行波的叠加造成，为了表现沿线突变点的分布，可以将电压正向行波和电压反向行波乘积后再与预设区间内积分，就可以获取故障距离。具体的，计算正方向电压行波能量叠加表达式和反方向电压行波能量叠加表达式的乘积；随后，按照以下表达式，计算全线范围内所述乘积的积分值：

（13）

（14）

式中，为初始采样时刻，、分别为两组行波观测时窗的上、下限。表达式（13）为前半长线内的积分值，表达式（14）为后半长线内的积分值。

在本实施例中，步骤S40、基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离。

在本实施例中，参照图3，基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离包括以下步骤：

步骤S41标定所述积分值序列中的所述最大突变点。

步骤S42计算所述最大突变点之前所述积分值序列变化梯度的叠加值。

步骤S43若所述叠加值为负数，则所述故障距离为所述最大突变点对应的距离。

步骤S44若所述叠加值为正数，则所述故障距离为所述接地极线路的线路长度与所述最大突变点对应的距离之间的差值距离。

在本实施例中，需要将积分值映射到距离维度，标定积分序列的最大突变点，并计算该突变点之前积分序列变化梯度的累加值，综合最大突变点对应的位置以及累加值的正负来确定故障距离。在标定积分值的最大突变点位置的过程中。执行该步骤的依据在于，当接地极线路正常运行时，基于线路传输方程计算出的沿线电压行波是连续变化的，即电压方向行波数值变化梯度是微弱的，所对应的积分值也是连续变化的，当接地极线路发生故障时，基于线路传输方程计算出的沿线电压行波分布不连续，出现最大突变点，即电压方向行波数值变化梯度是很大的，所对应的积分值分布不连续。进一步的，计算所述突变点之前积分序列变化梯度的叠加值。执行该步骤的具体公式为（假设最大突变点在第个区间内）：

（15）

（16）

（17）

（18）

式中，T为步长为q的采样点到测量端的距离，为前半长线内的积分值变化梯度；为后半长线内的积分值变化梯度；为前半长线内的积分值变化梯度叠加值，为后半长线内的积分值变化梯度叠加值。

基于以上表达式，若所述叠加值结果为负，则故障距离为该最大突变点位置所对应的距离，若所述叠加值结果为正，则故障距离为接地极线路全长减去该最大突变点位置所对应的距离。执行该步骤的实现方式为，得到的最大突变点对应的距离为x，当（或）时 , 若（或）为负，则故障距离为x, 若（或）为正，则故障距离为l-x。

在本实施例中，通过以上方法确定故障点距离，相较于以往的计算方式，无须再设置整定值来判断故障位置，且不受过渡电阻、接地极线路长度的影响，测距精度较高。

为便于理解本发明的技术方案，以下通过一具体示例进行解释说明：

示例：在一含有接地极线路的高压直流输电系统中，线路全长80km, 接地极线路采用同塔双回架空线路，通过极址电阻值很小的电阻接地，一般不超过 0.5Ω，当前故障类型为非金属性接地故障，过渡电阻为 1Ω，采样率为 1MHz。在确定故障点距离时，首先利用信号发生器向接地极线路注入脉冲信号。在本实施例中注入的信号为 100kHz 高频正弦信号，脉冲宽度为 16us，脉冲间隔为 1.1ms，脉冲幅值为 48V。根据脉冲信号在故障点处的响应，在测量端测取故障电压行波数据。按预设步长计算本端保护覆盖区域内全线的电压与电流分布。利用线模变换对电压行波信号进行分解，提取接地极线路的线模电压行波分量。按预设步长q=100m提取本端保护覆盖区域内的电压行波信号，并基于表达式（7）-（12）获取能量叠加表达式。在本示例中，线路全长取80km，行波波速v=298km/ms , 采样频率=1MHz , N取5，n取3。将所述正反向行波能量叠加表达式作乘积运算，并在指定时间段内积分，然后在全线长范围内循环计算所述积分值。计算正方向电压行波能量叠加表达式和反方向电压行波能量叠加表达式的乘积。将积分值映射到距离维度，标定积分序列的最大突变点，并计算该突变点之前积分序列变化梯度的累加值，综合最大突变点对应的位置以及累加值的正负来确定故障距离。在本示例中，测距函数分布结果如图7、图8所示，第一段测距函数中最大突变点对应的距离为6km ，第二段测距函数中最大突变点对应的距离为74km。计算所述突变点之前积分序列变化梯度的叠加值。

若所述叠加值结果为负，则故障距离为该最大突变点位置所对应的距离，若所述叠加值结果为正，则故障距离为接地极线路全长减去该最大突变点位置所对应的距离。执行该步骤的实现方式为，得到的最大突变点对应的距离为x，当（或）时 , 若（或）为负，则故障距离为x, 若（或）为正，则故障距离为l-x 。在本实施例中，第一段测距函数最大突变点对应的距离小于40km，且为正，则判断故障距离为80-6= 74km；第二段测距函数最大突变点对应的距离大于40km，且为负，则判断故障距离为 74km。

进一步的，参照图4，本发明提供一种基于行波能量沿线突变的接地极线路故障测距系统，包括：

模块S1：脉冲信号产生模块，脉冲信号产生模块：用于执行向接地极线路注入脉冲信号，并基于测量端获取所述接地极线路中故障点处响应的故障电压行波数据的步骤。

其中，所述的基于行波能量沿线突变的接地极线路故障测距系统中，脉冲信号产生模块还包括：

模块S1-1：脉冲信号类型选择单元，用于选择注入脉冲信号的类型。

模块S1-2：脉冲信号宽度选择单元，用于选择注入脉冲信号的宽度。

模块S1-3：脉冲信号间隔选择单元，用于选择注入脉冲信号的间隔。

模块S1-4：脉冲信号幅值选择单元，用于选择注入脉冲信号的幅值。

模块S2：电气信号序列采集模块：用于执行根据所述故障电压行波数据和预设步长，确定所述接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列的步骤。

其中，所述的基于行波能量沿线突变的接地极线路故障测距系统的电气信号采集模块包括：

模块S2-1：数据采集单元，用于采集安装在测量端的互感器输出的模拟信号。

模块S2-2：模数转换单元，用于将采集到的模拟信号转换为数字信号。

模块S2-3：保护启动单元，用于比较采集的数字信号与设定的保护启动阈值大小，若数字信号大于保护启动阈值，则读取并存储数据。

模块S3：数值计算模块：用于执行根据所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列的步骤。

其中，所述的基于行波能量沿线突变的接地极线路故障测距系统的数值计算模块包括：

模块S3-1：线模转换单元，用于对接地极线路的行波进行分解，得到线模行波。

模块S3-2：数值计算单元，用于对两个方向的数值变化梯度叠加值作乘积运算，并在指定线长区间内进行积分运算。

模块S4：故障测距模块：用于执行基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离的步骤。

其中，所述的基于行波能量沿线突变的接地极线路故障测距系统中，故障测距模块包括：

模块S4-1：距离检测单元，用于测量积分序列的最大突变点所对应的距离。

模块S4-2：极性判断单元，用于判断积分序列的最大突变点的极性。

参照图5，图5为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的线路故障检测设备结构示意图。

如图5所示，该线路故障检测设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线1002、网络接口1003，存储器1004。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信，网络接口1003可选地可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（WIreless-FIdelity，WI-FI）接口）。存储器1004可以是高速的随机存取存储器（Random Access Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1004可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。

本领域技术人员可以理解，图5中示出的结构并不构成对线路故障检测设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如图5所示，作为一种存储介质的存储器1004中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及路由公告程序。

在图5所示的线路故障检测设备中，网络接口1003主要用于与其他设备进行数据通信；本发明线路故障检测设备中的处理器1001、存储器1004可以设置在线路故障检测设备中，所述线路故障检测设备通过处理器1001调用存储器1004中存储的线路故障检测程序，并执行线路故障检测方法的步骤。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术作出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种线路故障检测方法，其特征在于，所述线路故障检测方法包括以下步骤：

基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离；

根据所述故障电压行波数据和预设步长，确定所述接地极线路全线的电压正向行波序列与电压反向行波序列的步骤包括：

根据所述电压与电流分布和所述接地极线路的线模波阻抗，确定所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列；

根据所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的能量叠加表达式，确定预设时段内行波乘积的积分值序列的步骤包括：

将所述正向电压行波能量叠加表达式和所述反向电压行波能量叠加表达式进行乘积运算，以确定所述接地极线路全线范围内所述预设时段的积分值；

将所述积分值映射至距离维度，以得到所述积分值序列；

获取所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，分别对应的第一数值变化梯度和第二数值变化梯度的步骤之前，还包括：

基于预设时间间隔、所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列，计算所述电压正向行波序列与所述电压反向行波序列分别对应的数值变化梯度；

基于所述第一数值变化梯度、所述第二数值变化梯度、行波波速、所述接地极线路的线路长度、采样频率和预设步长，分别确定正向电压行波能量叠加表达式和反向电压行波能量叠加表达式的步骤包括：

基于所述初始正向电压行波能量叠加表达式，和所述初始反向电压行波能量叠加表达式，分别确定所述正向电压行波能量叠加表达式和所述反向电压行波能量叠加表达式；

所述初始正向电压行波能量叠加表达式为接地极线路中任一点处任一时刻的正向电压行波能量叠加表达式，所述初始反向电压行波能量叠加表达式为所述接地极线路中任一点处任一时刻的反向电压行波能量叠加表达式；

基于所述积分值序列中的最大突变点，确定故障距离的步骤包括：

标定所述积分值序列中的所述最大突变点；

2.一种用于实施如权利要求1所述的线路故障检测方法的系统，其特征在于，所述系统包括：

3.一种线路故障检测设备，其特征在于，所述线路故障检测设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的线路故障检测程序，所述线路故障检测程序配置为实现如权利要求1所述的线路故障检测方法的步骤。

4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有线路故障检测程序，所述线路故障检测程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的线路故障检测方法的步骤。