[發明專利]一種電纜行波定位系統及方法

有效

• 申請號: 202110697406.X
• 申請日: 2021-06-23
• 公開（公告）號: CN113391167B
• 公開（公告）日: 2023-03-10
• 發明（設計）人: 余剛華;楊雷;漆一帆;劉宏欣;龍濤;陽鵬;嚴小敏;游洋;黃力;聞培
• 申請（專利權）人: 武漢三相電力科技有限公司
• 主分類號: G01R31/08
• 分類號: G01R31/08
• 代理公司: 武漢智權專利代理事務所(特殊普通合伙) 42225
• 代理人: 彭程程

本發明提供一種電纜行波定位系統及方法，屬于智能電網技術領域，包括設置在自閉貫通電纜兩端的起偏單元自閉貫通電纜正常時，經過設置在電纜兩端的起偏單元的光束不發生偏轉就輸出，而在自閉貫通電纜故障時，故障點產生的故障電流行波間隔到達兩個起偏單元，基于法拉第磁光效應，經過相應起偏單元的光束在故障電流行波到達時發生偏轉后輸出。本發明通過計算兩個光束偏轉的時間差可以快速精確定位故障點位置，除時鐘晶振外無需外部的授時系統輔助完成故障定位功能，且故障定位過程均由光信號完成，不受外界電磁干擾影響。

技術領域

本發明涉及智能電網技術領域，具體涉及一種電纜行波定位系統及方法。

背景技術

自閉貫通線路在鐵路供電系統中為鐵路沿線自動閉塞信號及車站的負荷提供電源，其供電可靠性要求高，是保障鐵路安全運行極其重要的一環。鐵路自閉/貫通配電網屬于小電流接地系統，供電臂長，無分支，電纜分段多，沿線運行環境惡劣，易發生故障，嚴重時將影響鐵路系統的安全穩定運行，因此，快速精確診斷自閉貫通故障具有及其重要的意義。

目前，行波測距原理已得到了廣泛的研究，并在各個電壓等級的輸電線路上取得成功應用。然而，基于行波測距原理的行波定位技術對北斗/GPS衛星定位系統的依賴較高，沒有衛星定位系統提供的高精度授時信號，則行波測距裝置無法正常運行，導致定位失敗。在自閉貫通線路中，經常會出現一些超長隧道導致設備無法正常接受北斗/GPS衛星信號，也有些鐵路系統會經過一些敏感區域，出現衛星信號被屏蔽的情況，導致行波測距裝置無法正常發揮其作用。因此，急需一種無須授時系統的行波定位技術來解決現存的技術困境。

發明內容

針對現有技術中存在的現有行波定位技術依賴授時系統的高精度授時信號不足，本發明的提供一種電纜行波定位系統及方法，能夠在不依賴授時系統的情況下，準確高效的進行故障定位。

為達到以上目的，采取的技術方案是：

一種電纜行波定位系統，包括：

光發射單元，其用于輸出光束；

兩條發送光纖，其分別連接光發射單元，用于接收并傳輸光束；

兩個起偏單元，其分別設置在自閉貫通電纜的兩端，每個起偏單元均通過一發送光纖連接光發射單元，每個起偏單元均用于接收、處理、以及傳輸光束；故障發生時，故障點產生的故障電流行波間隔到達兩個起偏單元，基于法拉第磁光效應，經過相應起偏單元的光束在故障電流行波到達時發生偏轉；

兩條接收光纖，其分別連接起偏單元，用于接收并傳輸光束；

光分析單元，其連接兩條接收光纖，用于根據接收到的光束進行分析，得到經過兩個起偏單元的光束發生偏轉的偏轉時間，并根據兩個偏轉時間的差值處理得到故障點位置信息。

優選的，起偏單元包括：

感應光纖，其環繞安裝在自閉貫通電纜上；

起偏鏡，其一側連接所述發送光纖和所述接收光纖，另一側連接感應光纖。

優選的，關聯于同一起偏單元的發送光纖、起偏鏡、感應光纖、以及接收光纖順序光傳輸通道，光束在光傳輸通道中依次通過發送光纖、起偏鏡、感應光纖、起偏鏡、以及接收光纖。

優選的，所述電纜行波定位系統還包括：

兩個光纖接線盒，其分別設置在兩個光傳輸通道上，每個光纖接線盒均用于連接發送光纖和接收光纖。

優選的，光發射單元包括：

光源，其用于輸出激光光束；

光源差分裝置，其連接光源，用于將接收到的激光光束散射至所述兩條發送光纖。

優選的，光分析單元包括：