架空暂态录波型远传故障定位监测方案
随着电网规模不断扩大、线路跨区跨境输电比例提升，架空输电线路在复杂地形、覆冰、大风、雷害等因素影响下，故障概率显著增加。传统故障指示器依赖工人巡视排查，不仅耗时长，还容易因地形障碍或天气因素导致排查延迟。特别是在输电线路跨越山区、深谷、河流、林场等场景时，故障定位难度进一步加大。
基于暂态录波的远传故障定位技术，能够精准捕捉故障发生瞬间的电流、电压突变波形，通过智能算法还原故障特征，进而实现故障点快速定位、远程告警、辅助研判、缩短停电时间。该方案采用北斗通信、4G/5G、LoRa 等多链路方式实现数据上报，可有效提升线路运行的智能化与可视化水平。
一、系统构成
架空暂态录波型远传故障定位监测系统由以下部分组成：
1. 暂态录波故障检测终端（FTU）
部署于输电线路杆塔上；
采用高灵敏度磁感式或电流互感耦合采集方式；
采样频率高达 25kHz–100kHz，可捕捉短时暂态波形；
内置大容量存储芯片，可保留多次故障波形。
2. 北斗/4G 通讯模块
双通信链路确保在山地、森林等弱覆盖区域仍可上报数据；
异常自动切换网络，确保故障信息不丢失。
3. 主站监控平台
功能包括：
故障区段辨识
暂态波形分析
故障距离计算
实时 GIS 地图展示
线路状态趋势追踪
告警推送（短信/微信/APP）
4. 云存储与大数据分析服务
采用分布式存储架构，保存全网录波数据；
提供 AI 智能分析服务，包括绝缘劣化趋势识别、隐患预警等。
二、监测原理
根据线路发生短路、接地、闪络等故障时产生的暂态高频信号，终端通过高速采样记录下波头到达时刻，结合多点同步采样方式，通过以下两类算法实现定位：
1. 行波差动法（双端法）
A、B 两侧终端同时接收到行波
结合时间差 Δt
通过公式 x = (L + v·Δt)/2 得出故障点距离
适用于通信条件较好的双端同步采样线路。
2. 单端行波回波法
单端记录故障行波发出与反射的时间差
根据线路波速度计算距离
更适用于山区、多跨越场景，设备部署成本低。
两类算法可根据现场环境自动切换，提高定位精度和可靠性。
三、系统功能说明
1. 故障类型自动识别
单相接地、两相短路、三相短路
雷击闪络
绝缘子污闪
外破导致的瞬时接地（树枝、金属异物）
2. 精准故障定位
定位误差可控制在 100 米以内
平均排障时间从原来的 3–6 小时缩短至 10–20 分钟
3. 智能告警推送
故障发生 5 秒内上报数据
平台自动生成故障定位报告
支持微信/短信/邮箱同步通知
4. 线路运行状态监测
监测汇流电流、负荷变化
振动、风偏、温升等外界因素推送
记录分段线路健康状态
5. 暂态波形回放
便于运行人员分析：
故障前后电流变化
行波波头
波形畸变
闪络击穿特征
6. 数据统计与趋势分析
跨月、跨季故障统计
识别高风险区段（树木生长、雷击密集区）
生成自动化报表方便运维管理
四、系统部署方案
1. 线路现场勘查
根据杆塔分布、通信条件、地形特点设计部署位置；
对山区弱信号段采用北斗短报文方式增强链路稳定性。
2. 设备安装
采用免断电安装结构，夹装在相线或地线上；
全密封 IP68 外壳适用于雨雪大风等环境；
支持太阳能自供电并带超长续航电池。
3. 网络接入
北斗/4G 自动切换
支持 MQTT、HTTP、TCP 多协议
具备断点续传功能
4. 主站系统部署
可部署方式：
本地服务器
电力局机房集中式部署
云服务器部署（推荐）
提供二次开发接口对接：
PMS
SCADA
调度自动化系统
视频监控系统
五、应用场景
110kV–500kV 架空输电线路
山区/林区/河流跨越线路
风偏大、雷害严重地区
用户专线运维
输电运检无人巡检体系
特别适用于无人区/巡检困难区域，可显著提升故障排查效率。
六、方案优势
定位精度高：行波算法误差小于 100m。
通信稳定可靠：北斗+蜂窝双链路保障数据不丢失。
免维护设计：太阳能供电+低功耗运行。
部署灵活成本低：无需对线路进行改造。
智能化程度高：支持 AI 识别异常波形。
减少停电损失：大幅缩短抢修时间，提高供电可靠性。
七、经济与社会效益分析
1. 经济效益
排障效率提升 80%
停电影响小时数下降 50%
大幅减少人工巡线成本
降低误判导致的多轮巡检
2. 社会效益
提高线路安全稳定运行水平
减少因故障停电造成的用户影响
提升智慧电网建设水平
满足双碳目标对线路精细化管理的需求
架空暂态录波型远传故障定位监测系统通过高精度检测、智能算法分析和稳定通信链路，实现了输电线路故障的快速定位与可视化管理。该方案适用于复杂地形、大面积输电网络以及智慧运维体系建设，可大幅降低运维成本，提升供电可靠性，是当前电网数字化建设的重要组成部分。