一、设计需求

随着电力系统的高速发展，输电线路故障会影响电力传输，准确快速定位故障位置至关重要。随着电网规模扩大，对故障测距的精度和效率要求提高。传统方法存在不足，在此背景下，我司研发了电力电缆故障测距装置，它安装于变电站/电厂内，通过采集分析故障信号，实现对 110kV 及以上电压等级输电线路故障的快速准确测距。

二、产品功能

1.暂态行波数据记录

(1)捕捉、采集并存储线路暂态电流、电压行波数据。

(2)捕捉、采集并存储线路工频故障电流、电压数据。

(3)数据采集频率1MHz～4MHz可调。

(4)具有掉电保护功能，行波记录在掉电时不会丢失。

2.通信

(1)支持2M、调度数据网。

(2)支持IEC 60870-5-103/104、DNP3.0串行规约及IEC 61850规约。

3.时间同步

(1)接收IRIG-B同步信号或1PPS秒脉冲同步信号进行时间同步，精度0.1微秒，信源可采用北斗/GPS信号。

4.报警

(1)装置启动行波记录报警与装置运行异常报警。

三、产品技术特点

1.行波数据采集单元采用插板式结构

(1)保证强弱电严格分开。

(2)方便工程安装与维护。

2.测距精度高

(1)测距精度：优于±500米。测距精度取决于时间同步的精度和输入的线路参数的准确度，线路参数包括线路实际长度和行波的波速度。

(2)最大测距分辨率：±5米。测距分辨率取决于A / D转换的最高采样频率。

(3)测距不受过渡电阻、线路结构、互感器误差等因素影响。

3.暂态记录长度

(4)记录长度1～20ms可设置，并计算暂态记录长度大于10ms的工频故障值。

4.暂态记录数据存储

(1)内部8Gbytes闪存盘，可以最大存储5000条故障记录。

(2)可连续地“无缝”记录暂态行波信号

(3)使用独立于微处理器（MCU）的硬件高速数据采集单元，实现暂态行波信号的高速记录（采样频率≥1MHz）与缓存。

(4)采用独特的接口控制技术，使相邻两次行波记录之间的时间间隔（即启动死区）不大于200μs，实现了暂态信号的连续“无缝”记录，可有效地避免漏记故障行波。

5.能够适应不同的行波信号测量方式

(1)在交流系统中，利用电流互感器（TA）测量线路暂态电流行波，进行故障测距。装置可直接接入电流互感器二次回路，亦可不改动原有二次回路，使用小型开合式（Split Core）电流互感器测量电流互感器二次回路电流信号。

(2)在直流系统中，使用开合式电流互感器测量线路入口处过电压抑制电容接地线的脉冲电流信号，间接测量线路电压行波。

6.先进的软硬件设计技术

(1)应用大规模现场可编程逻辑阵列（FPGA）、实时多任务操作系统（RTOS）等嵌入式系统技术，使装置可靠性高、体积小、配置灵活、扩展方便。

(2)可方便地植入新的通信规约，满足特殊的主站通信要求。

(3)电磁兼容能力强，抗脉冲群瞬变、静电干扰达到IEC 61000 Ⅳ级的要求。