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[摘 要]随着我国社会建设的发展，电力企业也得到了较大的发展。电力企业的发展在我国的城市建设和人们的日常生活都有着息息相关的紧密联系，城乡居民的生活和多种工业的发展都必须要依靠电力来进行。而电网线路的故障会在很大程度上影响到人们的日常生活和社会的建设，所以，在电网线路遇到故障的时候，及时的判断故障的所在位置并给予解决故障是电网线路故障修复过程中重要的一点。随着现在行波理论得到更多的重视和研究，对于行波的深入研究也使行波测距技术得到了新的发展和突破，使行波测距技术可以更好的应用在电网线路故障的判断中。行波测距技术在电网线路故障检测中的应用也使得电网线路故障可以被更快的发现，更有利于电网线路故障的修复工作。
[关键词]高压电缆；行波测距技术；故障测距
中圖分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）45-0300-01
电力企业在我国的社会发展中占据了非常重要的基础作用。随着社会的发展，电力企业也和人民的生活息息相关，成为了人民日常生活中不可或缺的一部分。但在电网的输电过程中，故障的出现是不可避免的，现在没有任何一种方法可以完全杜绝电网线路出现故障。所以，在电网发生故障的时候，第一时间寻找到电网线路故障的位置，成为了电网线路故障维修中最重要的一个任务。在电网线路故障中，一个可以快速对故障进行定位的方法已经占据了电网线路故障维修中非常重要的位置，也是电网线路故障维修人员最急需的判断故障的方法[1]。
一、行波测距技术
随着科技的发展和进步，电网线路故障检测和测距也都拥有了多种不同的方法，比如阻抗法和行波测距法。阻抗法在我国的适用范围并不大，又因为技术限制，在我国阻抗法只用在了部分特高压线路上，在220KV以下的输电线路都没有使用到阻抗法。行波测距法随着科技的发展也有了较多的应用，是较为主要的电网线路故障测距法[2]。
输电的电网线路都具有电感和电容，当电网线路出现故障时，电网线路内部就会出现电压和电流的突变。故障部位在发生这种变化后会在电压电流突变的位置以电磁波的形式按照一定速度在电网线路中向其他部位传播，这个在电网线路中电磁波的传播就被称为行波。行波测距法是当电网线路出现故障时，故障处会产生扰动向线路的两端进行暂态行波的传播，当行波传播到阻抗发生的地方时会产生波的反射和折射，而行波在传播中的反射和折射特性也就成为了电网线路故障距离计算依据[3]。
但是行波测距法在信号捕捉方面具有一定的问题。一般来说，我们为了采取真实的行波信号，会在使用电压或电流互感器时要求互感器截止频率高于10kHz。但由于互感器本身存在的铁心饱和以及剩磁等多种因素的影响会导致互感器的动态时间延迟比较分散，使获取到的行波信号发生畸变，影响到了行波测距结果的准确性，带来了一定的误差。而电缆在采用了金属护套使用交叉互联方式接地时，因为行波的阻抗不连续发生不同的折射，对行波带来了干扰。对于直接接地的电缆和直埋电缆来讲，其内外模量波速都会在受到干扰后以不同的速度到达测量点，造成了行波测距的误差，使其难以识别出行波的波头。在电网线路上对行波进行测量时，如果其在母线处存在了反射和透射，这些会在很大程度上影响到行波测量的结果。
二、小波变换工具和数学形态学
随着科技发展和对行波故障进行不断的探讨研究，小波变换工具的发展大大的推动了行波测距技术的发展。小波变换工具技术的提升在很大程度上提高了行波测距的测距精度，并且解决了行波测距中面临的诸多问题。
在工程领域中，确定性的时间域内信号只有进行人为分析求解后才可以较好的分为两大类，分别是平稳信号和非平稳信号。平稳信号是无较大变化，只有较小波动的信号。而非平稳信号则呈现出较快的上升和下降，出现信号的急剧变化，具有突变性。我们在进行电网线路故障的行波测距时，会对信号进行采集分析，以便能获取测距信息。但由于存在着非平稳信号，当信号发生剧烈变化时，需要有一个较为短暂的，具有丰富频率信息的时间窗，只有这样的一个时间窗才可以更好的观测到信号的整体行为。但是较短的时间窗需要来增加频率，相对而言频率越小时间窗也相应的变长，所以在对其分析多种频率分量合成信号时就会出现较大的问题[4]。随着小波变换的出现，这种问题被很好的解决了，小波基函数可以在时域上进行平移和伸缩，不同的频率也有着不同的窗来与之对应。
在对信号进行检查其是否具有奇异性时，信号中会存在谐波噪声，进而影响到检查的结果。对混杂了噪音信号进行全面的光滑去噪可以有效的减少这些干扰因素的影响，使其可以更容易计算分析出对相平滑的信号一阶或者二阶的导数，利用数学规定来判断一阶导的极大值点或者二阶导的过零点，这些就是信号中可能存在的奇异性。这种计算是数学形态学中的计算方式，数学形态学的作用是构成全新的图像的处理理论以及其使用方法，这种图像处理的功能非常强大，也是一各非常重要的研究领域[5]。数学形态学的应用范围非常广，在多种行业中都有着重要的应用，也是计算机数字图像处理中非常重要的一个研究领域。
而小波变换则是通过时域和频域的结合处理进行分析来作为工具。小波变换在电力系统中具有着非常广泛的重要作用，是一种比较实用的数学分析方法。小波变换因其在电力系统暂态信号的分析和处理方面都具有着非常独特的优势和特点受到了电气工程师的广泛关注，是一种非常实用也强有力的数学分析工具[6]。小波变换在暂态信号分析、奇异点去噪和测试、压缩与存储数据、动态电能质量评估、继电保护和故障位置、电力系统电磁暂态分析和压缩存储数据的故障诊断以及设备监测等多方面都有着芬达的优势和用途，小波变换分析也是国内最常使用的解决故障定位问题的方法。
目前的小波变换和数学形态学的研究在电力系统工程中主要都集中在两个不同的方面，小波变换主要用来检测信号的奇异性，而数学形态学的用处大多都是来构造滤波器，对暂态信号进行前置处理，而数学形态学在对信号的去噪和奇异性检测方面也都有着较好的应用，可以在进行波形分析时有着速度较快等优点。小波变换也存在了一定的不足，计算量也过大，而小波母函数也没有什么可以通过设计框架来进行环境规划，没有一种最优的解决办法。小波变换和数学形态学这两种工具都是行波测距中非常重要的检测手段，两种工具都具有着非常巨大的潜能以待发掘，使其在经过不断的完善和创新来更加适合电网线路故障中的行波测距。
三、结语
在电网线路故障的测距中，行波测距是必不可少的一种故障测距方法。在对电网线路故障进行行波测距时，小波变换工具和数学形态学成为了行波测距的两种主要测距手段。这两种行波测距方法通过不同的方式来对行波中信号进行分析处理，在除去信号中的干扰后可以准确的得知电网线路故障的大致位置，以便人工前往排除故障。这两种工具极大的提高了行波测距在电网线路故障中对电网线路故障位置判断的准确性，提高了行波测距法的准确度和对电网线路故障位置判断的速度。
参考文献
[1]杨建，唐忠.高压电缆在线行波故障测距算法的设计[J].电力系统保护与控制，2016，44（14）：48-54.
[2]陈琛，黄欣，陈平，等.基于自然频率的高压电缆单端行波测距方法[J].国网技术学院学报，2016，19（1）：15-17.
[3]杨建，唐忠，YANGJian，等.混合输电线路行波故障测距算法的设计[J].电力系统及其自动化学报，2017（1）：63-68.
[关键词]高压电缆；行波测距技术；故障测距
中圖分类号：TM75 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）45-0300-01
电力企业在我国的社会发展中占据了非常重要的基础作用。随着社会的发展，电力企业也和人民的生活息息相关，成为了人民日常生活中不可或缺的一部分。但在电网的输电过程中，故障的出现是不可避免的，现在没有任何一种方法可以完全杜绝电网线路出现故障。所以，在电网发生故障的时候，第一时间寻找到电网线路故障的位置，成为了电网线路故障维修中最重要的一个任务。在电网线路故障中，一个可以快速对故障进行定位的方法已经占据了电网线路故障维修中非常重要的位置，也是电网线路故障维修人员最急需的判断故障的方法[1]。
一、行波测距技术
随着科技的发展和进步，电网线路故障检测和测距也都拥有了多种不同的方法，比如阻抗法和行波测距法。阻抗法在我国的适用范围并不大，又因为技术限制，在我国阻抗法只用在了部分特高压线路上，在220KV以下的输电线路都没有使用到阻抗法。行波测距法随着科技的发展也有了较多的应用，是较为主要的电网线路故障测距法[2]。
输电的电网线路都具有电感和电容，当电网线路出现故障时，电网线路内部就会出现电压和电流的突变。故障部位在发生这种变化后会在电压电流突变的位置以电磁波的形式按照一定速度在电网线路中向其他部位传播，这个在电网线路中电磁波的传播就被称为行波。行波测距法是当电网线路出现故障时，故障处会产生扰动向线路的两端进行暂态行波的传播，当行波传播到阻抗发生的地方时会产生波的反射和折射，而行波在传播中的反射和折射特性也就成为了电网线路故障距离计算依据[3]。
但是行波测距法在信号捕捉方面具有一定的问题。一般来说，我们为了采取真实的行波信号，会在使用电压或电流互感器时要求互感器截止频率高于10kHz。但由于互感器本身存在的铁心饱和以及剩磁等多种因素的影响会导致互感器的动态时间延迟比较分散，使获取到的行波信号发生畸变，影响到了行波测距结果的准确性，带来了一定的误差。而电缆在采用了金属护套使用交叉互联方式接地时，因为行波的阻抗不连续发生不同的折射，对行波带来了干扰。对于直接接地的电缆和直埋电缆来讲，其内外模量波速都会在受到干扰后以不同的速度到达测量点，造成了行波测距的误差，使其难以识别出行波的波头。在电网线路上对行波进行测量时，如果其在母线处存在了反射和透射，这些会在很大程度上影响到行波测量的结果。
二、小波变换工具和数学形态学
随着科技发展和对行波故障进行不断的探讨研究，小波变换工具的发展大大的推动了行波测距技术的发展。小波变换工具技术的提升在很大程度上提高了行波测距的测距精度，并且解决了行波测距中面临的诸多问题。
在工程领域中，确定性的时间域内信号只有进行人为分析求解后才可以较好的分为两大类，分别是平稳信号和非平稳信号。平稳信号是无较大变化，只有较小波动的信号。而非平稳信号则呈现出较快的上升和下降，出现信号的急剧变化，具有突变性。我们在进行电网线路故障的行波测距时，会对信号进行采集分析，以便能获取测距信息。但由于存在着非平稳信号，当信号发生剧烈变化时，需要有一个较为短暂的，具有丰富频率信息的时间窗，只有这样的一个时间窗才可以更好的观测到信号的整体行为。但是较短的时间窗需要来增加频率，相对而言频率越小时间窗也相应的变长，所以在对其分析多种频率分量合成信号时就会出现较大的问题[4]。随着小波变换的出现，这种问题被很好的解决了，小波基函数可以在时域上进行平移和伸缩，不同的频率也有着不同的窗来与之对应。
在对信号进行检查其是否具有奇异性时，信号中会存在谐波噪声，进而影响到检查的结果。对混杂了噪音信号进行全面的光滑去噪可以有效的减少这些干扰因素的影响，使其可以更容易计算分析出对相平滑的信号一阶或者二阶的导数，利用数学规定来判断一阶导的极大值点或者二阶导的过零点，这些就是信号中可能存在的奇异性。这种计算是数学形态学中的计算方式，数学形态学的作用是构成全新的图像的处理理论以及其使用方法，这种图像处理的功能非常强大，也是一各非常重要的研究领域[5]。数学形态学的应用范围非常广，在多种行业中都有着重要的应用，也是计算机数字图像处理中非常重要的一个研究领域。
而小波变换则是通过时域和频域的结合处理进行分析来作为工具。小波变换在电力系统中具有着非常广泛的重要作用，是一种比较实用的数学分析方法。小波变换因其在电力系统暂态信号的分析和处理方面都具有着非常独特的优势和特点受到了电气工程师的广泛关注，是一种非常实用也强有力的数学分析工具[6]。小波变换在暂态信号分析、奇异点去噪和测试、压缩与存储数据、动态电能质量评估、继电保护和故障位置、电力系统电磁暂态分析和压缩存储数据的故障诊断以及设备监测等多方面都有着芬达的优势和用途，小波变换分析也是国内最常使用的解决故障定位问题的方法。
目前的小波变换和数学形态学的研究在电力系统工程中主要都集中在两个不同的方面，小波变换主要用来检测信号的奇异性，而数学形态学的用处大多都是来构造滤波器，对暂态信号进行前置处理，而数学形态学在对信号的去噪和奇异性检测方面也都有着较好的应用，可以在进行波形分析时有着速度较快等优点。小波变换也存在了一定的不足，计算量也过大，而小波母函数也没有什么可以通过设计框架来进行环境规划，没有一种最优的解决办法。小波变换和数学形态学这两种工具都是行波测距中非常重要的检测手段，两种工具都具有着非常巨大的潜能以待发掘，使其在经过不断的完善和创新来更加适合电网线路故障中的行波测距。
三、结语
在电网线路故障的测距中，行波测距是必不可少的一种故障测距方法。在对电网线路故障进行行波测距时，小波变换工具和数学形态学成为了行波测距的两种主要测距手段。这两种行波测距方法通过不同的方式来对行波中信号进行分析处理，在除去信号中的干扰后可以准确的得知电网线路故障的大致位置，以便人工前往排除故障。这两种工具极大的提高了行波测距在电网线路故障中对电网线路故障位置判断的准确性，提高了行波测距法的准确度和对电网线路故障位置判断的速度。
参考文献
[1]杨建，唐忠.高压电缆在线行波故障测距算法的设计[J].电力系统保护与控制，2016，44（14）：48-54.
[2]陈琛，黄欣，陈平，等.基于自然频率的高压电缆单端行波测距方法[J].国网技术学院学报，2016，19（1）：15-17.
[3]杨建，唐忠，YANGJian，等.混合输电线路行波故障测距算法的设计[J].电力系统及其自动化学报，2017（1）：63-68.