一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统和方法。其中的系统包括：系统主站和分布式设置在线路沿线的多个采集终端；所述采集终端，采集并存储工频电压和行波数据；当所采集的工频电压小于预设的电压阀值时，将当前时刻前后2个周波的工频电压和行波数据锁定并通过远动通道发送给所述系统主站；所述系统主站，根据各个采集终端发送的工频电压和行波数据确定故障位置。通过使用本发明专利技术所提供的高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统和方法，可以有效地实现高速铁路全电缆贯通线路在线故障定位。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及铁路工程技术，特别涉及一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故 障定位系统和方法。
技术介绍
目前，我国的高速铁路、客运专线和城际铁路的综合负荷贯通线和一级负荷贯通 线均是采用全电缆线路。电缆线路在运行过程中故障时有发生，若不能对故障进行实时定 位并快速排除，将严重影响行车及安全。然而，在现有技术中，针对高速铁路全电缆贯通线 路尚无有效的故障定位手段，高速铁路全电缆贯通线路的在线故障定位系统也尚属空白。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统和 方法，从而可以有效地实现高速铁路全电缆贯通线路在线故障定位。 本专利技术的技术方案具体是这样实现的： -种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统，该系统包括：系统主站 和分布式设置在线路沿线的多个采集终端； 所述采集终端，采集并存储工频电压和行波数据；当所采集的工频电压小于预设 的电压阀值时，将当前时刻前后2个周波的工频电压和行波数据锁定并通过远动通道发送 给所述系统主站； 所述系统主站，根据各个采集终端发送的工频电压和行波数据确定故障位置。 较佳的，所述采集终端中包括：中央处理单元、电压互感器、三相工频电压采集单 元、至少一个行波传感器和与所述行波传感器对应的行波高速数据采集单元； 所述行波传感器，采集行波数据并将所采集的行波数据发送给对应的行波高速数 据采集单元； 所述行波高速数据采集单元，将接收到的行波数据发送给所述中央处理单元； 所述电压互感器，采集电压数据并将所采集的电压数据发送给对应的三相工频电 压采集单元； 所述三相工频电压采集单元，将接收到的电压数据发送给所述中央处理单元； 所述中央处理单元，存储所接收到的工频电压和行波数据；当所接收的工频电压 小于预设的电压阀值时，将当前时刻前后2个周波的工频电压和行波数据通过远动通道发 送给所述系统主站。 较佳的，所述采集终端中还进一步包括：定时单元； 所述定时单元，用于为所述采集终端进行时钟对时，并记录行波数据被采集终端 采集到的时间。 较佳的，所述定时单元是用于接收北斗卫星导航系统的对时信息的北斗定时单 元； 或者，所述定时单元是用于接收GPS导航系统的对时信息的GPS定时单元。 较佳的，所述采集终端中还进一步包括：连接端口； 所述连接端口，用于连接中央处理单元和远动通道。 较佳的，所述连接端口为网口、光口或电口。 较佳的，所述采集终端中还进一步包括：稳压配电单元； 所述稳压配电单元，用于与交流电源连接，为采集终端中的各个单元供电。 较佳的，所述采集终端中还进一步包括：指示灯； 所述指示灯与所述中央处理单元连接，用于显示中央处理单元的状态。 较佳的，所述采集终端中还进一步包括：维护口； 所述维护口与所述中央处理单元连接，用于作为中央处理单元的维护端口。 较佳的，所述系统主站，用于根据故障时产生的初始行波传播至不同采集终端的 绝对时间差，确定与故障位置距离最近的预估采集终端；将预估采集终端Sp及其之前的采 集终端作为第一集合，将预估采集终端Sp之后的采集终端作为第二集合；从第一集合和第 二集合中分别任意选取一个采集终端，并根据所选取的两个采集终端所采集的行波数据， 计算故障位置与所示预估采集终端之间的预估距离；重复上述操作，直至得到pX(n-p)个 预估距离；根据计算得到的pX(n-p)个预估距离以及格拉布斯准则，确定故障位置。 较佳的，在线路沿线的每个配电所和区间箱式变电站上均设置一个采集终端。 较佳的，所述采集终端的数量大于等于2。 较佳的，所述预设的电压阀值为系统工频电压的30%。 较佳的，所述系统中还进一步包括：电力远动调度中心； 所述系统主站将所接收到的数据通过远动通道发送给所述电力远动调度中心，实 现远动功能。 本专利技术中还提供了一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位方法，所述 方法包括：A、分布式设置在线路沿线的各个采集终端采集并存储工频电压和行波数据；B、当所采集的工频电压小于预设的电压阀值时，采集终端将当前时刻前后2个周 波的工频电压和行波数据锁定并通过远动通道发送给系统主站；C、系统主站根据各个采集终端发送的工频电压和行波数据确定故障位置。 较佳的，在所述步骤A之前，该方法还进一步包括： 在线路沿线的每个配电所和区间箱式变电站上均设置一个采集终端。 较佳的，所述采集终端的数量大于等于2。 较佳的，所述预设的电压阀值为系统工频电压的30%。 较佳的，所述步骤C包括： 步骤C1，根据故障时产生的初始行波传播至不同采集终端的绝对时间差，确定与 故障位置距离最近的预估采集终端s p; 步骤C2,将预估采集终端Sp及其之前的采集终端作为第一集合，将预估采集终端 sp之后的采集终端作为第二集合； 步骤C3,从第一集合和第二集合中分别任意选取一个采集终端，并根据所选取的 两个采集终端所采集的行波数据，计算故障位置与所示预估采集终端之间的预估距离；重 复上述操作，直至得到px (n-p)个预估距离； 步骤C4,根据计算得到的pX (n-p)个预估距离以及格拉布斯准则，确定故障位 置。 较佳的，通过如下的公式计算故障位置与所示预估采集终端之间的预估距离 其中，Sj为第j个米集终端，S p+k为第（p+k)个米集终端，S i为第i个米集终端， 弋为&与第（j+1)个采集终端S#之间的距离；&和分别为发生故障时产生的初始 行波到达采集终端S#P Sp+k的时间，n为采集终端的总数；V为初始行波在贯通电缆线路中 的传播速度。 较佳的，所述步骤C4包括： 将p X (n-p)个预估距离组成一个p行（n-p)列的矩阵M ; 根据格拉布斯准则对矩阵M进行粗大误差检测和坏值剔除，然后对其余的数值进 行算法平均操作，并根据操作结果确定最终的故障距离，并确定故障位置。 较佳的，该方法还进一步包括： 通过各个采集终端中的定时单元为采当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速铁路高压全电缆贯通线路的在线故障定位系统，其特征在于，该系统包括：系统主站和分布式设置在线路沿线的多个采集终端；所述采集终端，采集并存储工频电压和行波数据；当所采集的工频电压小于预设的电压阀值时，将当前时刻前后2个周波的工频电压和行波数据锁定并通过远动通道发送给所述系统主站；所述系统主站，根据各个采集终端发送的工频电压和行波数据确定故障位置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马峰超，王向东，魏宏伟，刘小强，沈文杰，李沛，韩成，
申请(专利权)人：中铁工程设计咨询集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11