隨著電力系統(tǒng)的迅速發(fā)展，輸電線路在原有電纜、架空輸電線路的基礎(chǔ)上發(fā)展了電纜架空線混合輸電線路，且應(yīng)用越來越廣泛。超高壓電纜架空線混合線路能跨越大水道、海峽，可直接向大城市和工業(yè)區(qū)中心供電。同時，電纜空線混合線路還應(yīng)用于中性點不直接接地的小電流輸電系統(tǒng)中，如鐵路信號電源供電系統(tǒng)。但由于制造上的瑕疵或經(jīng)過一段時間的使用，電纜的絕緣水平會下降，從而會引起電纜發(fā)生接地故障，同樣，架空線也會發(fā)生類似故障。輸電線路發(fā)生故障時，準確的故障定位一方面能減輕巡線負擔(dān)，另一方面又能加快線路恢復(fù)供電，減少因停電造成的經(jīng)濟損失。隨著電纜架空線的廣泛應(yīng)用，其精確故障定位具有越來越重要的意義。

1 輸電線路的電纜故障測距方法

　　輸電線路的故障類型主要有：單相接地故障、相間短路故障、兩相短路接地故障、三相短路故障。其中單相接地故障的幾率最大（占80%左右），本文以單相接地故障為例進行說明。

　　長期以來，輸電線路故障測距技術(shù)受到了廣泛關(guān)注，尤其是20世紀70年代以來，隨著計算機的普遍應(yīng)用，基于微機和微處理器的電纜故障測距算法成為國內(nèi)外繼電保護工作者的研究熱點之一。

　　2 電纜-架空線混合線路故障測距方法

　　2.1 概述

　　國內(nèi)外對于單獨的電纜和架空線故障定位方法研究很多，已提出了多種故障定位原理和算法，但對2種線路的混合系統(tǒng)研究較少。電纜架空線混合線路的模式對阻抗法來說不再是均勻傳輸線的模式;對行波法來說存在波阻抗差異較大而導(dǎo)致的波速不一致等問題。以下介紹針對混合線路特點的故障測距方法。 

2.2 基于分布參數(shù)模型的區(qū)段故障定位法

　　一個簡單的兩端電源系統(tǒng)，當線路在一點發(fā)生接地故障時，運用對稱分量法和線性疊加原理將故障網(wǎng)絡(luò)分解為故障前正常網(wǎng)絡(luò)和故障后附加正、負、零序網(wǎng)絡(luò)。對于三相對稱故障，不存在負序和零序網(wǎng);對于不對稱非接地故障，不存在零序網(wǎng)。

　　2.3 基于波速度歸一算法的雙端行波測距法

　　2.3.1 波速度歸一算法

　　行波測距算法的關(guān)鍵是行波波頭的準確辯識和行波傳播速度的確定?；旌暇€路中的波速度明顯不連續(xù)成為該方法在系統(tǒng)中應(yīng)用的瓶頸，利用波速度歸一算法能很好地解決這一問題。設(shè)行波在架空線中的傳播速度為v，在電纜段中傳播速度為v'，以架空線的波速度v為基準將電纜長度進行折算，對長度為l的電纜折算后的長度為vl/v'，波速度歸一化后的線路中行波傳播速度為架空線的波速度v。對波速度歸一化后的線路應(yīng)用式可得到故障點在歸一化后的線路中的位置，再折算到原來的實際線路，可消除波速不連續(xù)帶來的影響。

　　2.3.2 基于波速度歸一算法

　　雙端行波測距由于架空線和電纜交替頻繁，使得線路中行波的折反射非常復(fù)雜。理論分析和大量的仿真實驗表明，對這種線路采用不加信號源的單端測距法很難鑒別出故障點反射的行波波頭，從而使測距精度受到很大影響。

　　2.4 三相母線外加同一電壓脈沖式單端行波測距法 

2.4.1 基本原理

　　系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，待系統(tǒng)重新達到穩(wěn)態(tài)后，在測量端三相母線上同時加同一電壓脈沖，并對采集到的行波進行karrenbauer變換，利用線模行波進行測距。

　　由于三相線路基本對稱，當在母線端同時加上同一電壓脈沖時，相當于在線路中加上一個純粹的零序分量，即地模分量，因此，在線路的線?；芈分邢喈斢跊]有外加電源，在三相上同時加電壓脈沖引起的暫態(tài)行波完全沿著地模通路向前傳播。三相線路上各行波到達故障點前是同幅同相的，而線模行波在地模行波到達故障點前一直為零，這樣就可消除波阻抗不連續(xù)的影響，即在地模行波傳到故障點之前，無論經(jīng)過多少個架空線和電纜的換接點，所引起的線模行波一直為零。

　　2.4.2 等效波速度和波速度歸一算法

　　通過上面的策略可以正確提取故障點的反射波頭，但還不能完成測距，這是因為測距的另一個關(guān)鍵因素即波速度在這種頻繁交替換接的線路中不是單一的，必須找出相應(yīng)的策略才能最終完成測距。由行波在線路中的傳播物理過程可得到如下結(jié)論：三相線路外加同一電壓脈沖后，所加的電壓脈沖以波的形式沿線路向?qū)Χ藗鞑ァ?

　　電纜架空線混合線路是一種比較新穎的電纜故障測距研究對象，由于電纜線路的參數(shù)和架空線路的參數(shù)存在較大差距，使得許多已有的基于線路均勻參數(shù)的故障測距方法受到了挑戰(zhàn)。本文對幾種已有的混合線路故障測距方法進行了綜述，對各種方法的優(yōu)缺點進行了分析比較，得出如下結(jié)論：針對電纜架空線混合線路的電纜故障測距，基于波速度歸一法的雙端行波測距法具有較高的可行性，應(yīng)進一步推廣使用。