一、现有方法优缺点总结

1 故障测距法

1.1 阻抗法[1,2]

阻抗法的故障测距原理是假定线路为均匀线，在不同故障类型条件下计算出的故障回路阻抗或电抗与测量点到故障点的距离成正比，从而通过计算故障时测量点的阻抗或电抗值除以线路的单位阻抗或电抗值得到测量点到故障点的距离。

阻抗法受路径阻抗、线路负荷和电源参数的影响较大，对于带有多分支的配电线路，阻抗法无法排除伪故障点，它只适合于结构比较简单的线路。

1.2 行波法[3-7]

根据行波理论，无论是相间短路故障还是单相接地故障，都会产生向线路两端传播的行波信号，利用在线路测量端捕捉到的暂态行波信号可以实现各种类型短路故障的测距。行波法是通过测量故障产生的行波在故障点及母线之间往返一趟的时间或利用故障行波到达线路两端的时间差来计算故障距离。

由于配电网结构复杂，架空电缆混合线路接头处，线路分支处和负荷处均为波阻抗不连续点，行波在波阻抗不连续点的折射和反射造成线路一端测得的行波波形将特别复杂，很难正确识别出故障点的反射波，使测距实现困难。

2 信号注入法

1.1 S注入法[8,9]

S注入法是利用故障时暂时闲置的电压互感器注入交流信号电流，通过检测故障线路中注入信号的路径和特征来实现故障测距和定位。在发生接地故障后，通过三相电压互感器的中性点向接地线路注入特定频率的电流信号，注入信号会沿着故障线路经接地点注入大地，用信号寻迹原理即可实现故障选线并可确定故障点。

注入信号的强度受PT容量限制，接地电阻较大时线路上分布电容会对注入的信号分流，给选线和定点带来干扰，如果接地点存在间歇性电弧现象，注入的信号在线路中将不连续，给检测带来困难。

1.2 频谱响应分析法[10]

采用频谱分析的原理和线路的分布参数模型，从单端施加激励信号，根据其频谱响应构造测距判据进行接地故障定位。此方法不受负载变化影响。

1.3 直流注入法[8]

直流信号会全部流过接地点，这样可以判断出接地点的路径所在。

但该方法对于可能绝缘恢复的间歇性故障无法进行检测。

3 利用FTU定位法[11-31]

通过零序电流、功率方向、首半波等特征量进行判断，利用大量安装的FTU进行定段，辅之以智能算法加快判断准确性等。

但该方法会受到FTU装置主要是利用电场信号突变进行启动，对于大的过渡电阻故障启动较困难，同时投资较大。

4 现有方法总结

配网单相接地故障定位需要克服的难点主要有：

高阻接地故障定位装置的启动问题；
高阻接地故障导致的特征信号不明显问题；
多分支线路导致的故障点不确定问题；
架空电缆混合线路导致的阻抗不连续问题；
弧光接地故障导致的故障不连续问题；
实际设备导致的注入信号功率较小易于衰减问题；
定位所用方法对配网系统参数过于敏感，网络结构变化导致定位失败问题。

为解决以上问题的办法：

提出新的启动判据，不受过渡电阻影响，解决高阻接地不启动问题，有故障即可以启动且不会误动；
提出新的特征判据，对高阻接地同样灵敏；
新的特征判据，能够有效识别弧光接地故障。

二、提出的解决方案

提出以三相电压故障后的变化规律繁衍出接地过渡电阻的方法作为新的启动判据，由于三相电压的耦合特性，接地故障产生的三相电压变化特征与系统参数不平衡或单相负荷加大产生的三相电压变化特征不同，从而实现接地故障的更精确判断；
由于高阻接地故障常伴生故障电弧，而电弧会产生明显的三次和五次谐波，在电压中尤其明显，利用这个特性，将传统外施信号定位转变成谐波源定位选线，有效解决外施信号功率小的问题；
在选择线路基础上利用S注入法实现故障定位，解决架空电缆混联电路定位不准问题。

三、参考文献

[1] 季涛, 孙同景, 薛永端, et al. 配电网故障定位技术现状与展望[D]. 2005. [2] 梁睿, 孟祥震, 周鲁天, et al. 配电网故障定位技术发展现状及展望[J]. 电力工程技术, 2018, 37(6): 20-27. [3] 严凤, 杨奇逊, 齐郑, et al. 基于行波理论的配电网故障定位方法的研究[J]. 中国电机工程学报, 2004, (09): 41-47. [4] 于盛楠, 杨以涵, 鲍海. 基于 C 型行波法的配电网故障定位的实用研究[D]. 2007. [5] 贾惠彬, 赵海锋, 方强华, et al. 基于多端行波的配电网单相接地故障定位方法[J]. 电力系统自动化, 2012, (2012 年 02): 96-100. [6] 唐金锐, 尹项根, 张哲, et al. 零模检测波速度的迭代提取及其在配电网单相接地故障定位中的应用[J]. 电工技术学报, 2013, 28(4): 202-211. [7] 束洪春, 刘佳露, 田鑫萃. 基于故障行波沿线突变和模型匹配的辐射状配电网故障定位[J]. 电力系统自动化, 2020, 44(9): 158-163. [8] 杨鹏, 杨以涵, 司冬梅, et al. 配电网单相接地故障定位技术实验研究[D]. 2008. [9] 戚振彪, 凌松, 刘文烨, et al. 基于高频测试信号注入的配电网故障节点在线识别方法[J]. 电力系统保护与控制, 2020, (4): 14. [10] 伊贵业, 杨学昌, 吴振升. 配电网接地故障定位的传递函数法[J]. 清华大学学报(自然科学版), 2000, (07): 31-34. [11] 杜红卫, 孙雅明, 刘弘靖, et al. 基于遗传算法的配电网故障定位和隔离[D]. 2000. [12] 卫志农, 何桦, 郑玉平. 配电网故障定位的一种新算法[J]. 电力系统自动化, 2001, (14): 48-50. [13] 林景栋, 长修, 张帮礼, et al. 基于拓扑辨识的配电网故障定位算法[D]. 2001. [14] 卫志农, 何桦, 郑玉平. 配电网故障区间定位的高级遗传算法[J]. 中国电机工程学报, 2002, (04): 128-131. [15] 陈鹏, 滕欢, 滕福生. 故障信息不足时配电网故障定位的方法[D]. 2003. [16] 蒋秀洁, 熊信银, 吴耀武, et al. 改进矩阵算法及其在配电网故障定位中的应用[D]. 2004. [17] 陈歆技, 丁同奎, 张钊. 蚁群算法在配电网故障定位中的应用[D]. 2006. [18] 梅念, 石东源, 杨增力, et al. 一种实用的复杂配电网故障定位的矩阵算法[D]. 2007. [19] 郭壮志, 陈波, 刘灿萍, et al. 基于遗传算法的配电网故障定位[D]. 2007. [20] 李超文, 何正友, 张海平, et al. 基于二进制粒子群算法的辐射状配电网故障定位[D]. 2009. [21] 倪广魁, 鲍海, 张利, et al. 基于零序电流突变量的配电网单相故障带电定位判据[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(31): 118-122. [22] 郭壮志, 吴杰康. 配电网故障区间定位的仿电磁学算法[J]. 中国电机工程学报, 2010, 30(13): 34-40. [23] 罗梅, 杨洪耕. 配电网故障定位的一种改进通用矩阵算法[J]. 电力系统保护与控制, 2012, (2012 年 05): 64-68. [24] 薛永端, 徐丙垠, 李天友, et al. 配网自动化系统小电流接地故障暂态定位技术[D]. 2013. [25] 郑涛, 潘玉美, 郭昆亚, et al. 基于免疫算法的配电网故障定位方法研究[J]. 电力系统保护与控制, 2014, 42(1): 77-83. [26] 黄佳乐, 杨冠鲁. 配电网故障区间定位的改进矩阵算法[J]. 电力系统保护与控制, 2014, 42(11): 41-45. [27] 付家才, 陆青松. 基于蝙蝠算法的配电网故障区间定位[J]. 电力系统保护与控制, 2015, 43(16): 100-105. [28] 刘鹏辉, 黄纯. 基于动态时间弯曲距离的小电流接地故障区段定位方法[J]. 电网技术, 2016, 40(3): 952-957. [29] 郭壮志, 徐其兴, 洪俊杰, et al. 配电网故障区段定位的互补约束新模型与算法[J]. 中国电机工程学报, 2016, 36(14): 3742-3750. [30] 贾清泉, 郑旭然, 刘楚, et al. 基于故障方向测度的配电网故障区段定位方法[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(20): 5933-5941. [31] 郭壮志, 徐其兴, 洪俊杰, et al. 配电网快速高容错性故障定位的线性整数规划方法[J]. 中国电机工程学报, 2017, 37(3): 786-794.