行波定位装置如何监测树障接地故障？

随着配电网规模的不断扩大和运行环境的复杂化，树障引发的接地故障已成为影响配网安全稳定运行的重要因素。行波定位技术作为一种高效的故障定位手段，在配网树障接地故障监测中展现出显著优势。

一、树障接地故障的形成机制与电气特征
树障接地故障主要是由于树木与配电线路之间的安全距离不足，在风雨、覆冰等外部因素作用下，树枝与导线接触或放电导致的接地故障。其电气特征主要表现为：
故障电流暂态性：故障发生瞬间伴随高频暂态行波信号，包含丰富的故障位置信息。
故障电阻波动性：树枝与导线的接触状态受环境影响易变化，导致故障电阻呈现非线性特征。
故障路径复杂性：树木放电可能通过树干、枝叶形成多点接地，增加故障定位难度。
传统过流保护装置对此类故障的响应灵敏度较低，而行波定位装置能够捕捉暂态信号的幅值、极性和传播时间，为故障定位提供关键数据支撑。
二、配网行波定位装置的工作原理
配网行波定位装置基于行波传播理论，通过检测故障暂态行波的传播特性实现定位。其核心工作原理包括以下三个方面：
（一）行波信号采集
装置通过安装在配电线路关键节点的高速暂态电流互感器（TA）和电压互感器（TV），实时采集故障发生时产生的暂态行波信号。采样频率通常达到1MHz以上，确保捕捉到高频暂态分量。
（二）行波信号处理
采集到的原始信号经过滤波、去噪和特征提取处理，分离出故障行波的波头信息。常用的信号处理算法包括小波变换、希尔伯特-黄变换（HHT）等，可有效识别行波波头的到达时刻。
（三）故障定位算法
基于行波波头到达时间差，结合线路参数计算故障距离。常用的定位算法有：
双端定位法：利用线路两端行波波头到达时间差和行波传播速度计算故障位置。
单端定位法：通过分析故障点反射波与入射波的时间差实现定位，适用于单侧电源线路。
针对树障接地故障的特殊性，装置可通过自适应算法动态调整行波速度和波头识别阈值，提高定位精度。
三、树障接地故障的监测与定位流程
配网行波定位装置对树障接地故障的监测与定位流程主要包括以下步骤：
（一）故障检测与信号触发
装置实时监测线路电流、电压信号，当检测到超过设定阈值的暂态扰动时，自动启动行波数据采集。对于树障引起的间歇性接地故障，装置可通过连续录波模式捕捉多次故障暂态信号。
（二）行波波头识别与时间标记
采用基于模极大值的小波变换方法提取行波波头，记录波头到达各监测点的精确时间。对于弱信号或畸变波头，通过多尺度分析和能量累加算法增强识别可靠性。
（三）故障距离计算与定位结果输出
根据波头到达时间差和线路拓扑结构，利用双端或单端定位算法计算故障距离。装置内置线路参数数据库，可自动修正不同线路类型（如电缆、架空线）的行波传播速度差异。定位结果通过通信接口上传至配网调度系统，同时在本地显示故障位置和置信度。
（四）故障类型判断与辅助决策
结合行波信号的频谱特征和幅值变化，装置可初步判断故障类型。树障接地故障通常表现为暂态信号幅值较小、高频分量丰富、故障持续时间较短等特征，有助于与其他类型接地故障（如金属性接地、绝缘子闪络）区分。