1. 系统原理

1.1 故障定位原理

高压电力线发生故障时，会产生幅值很大的非稳态量，并从故障点向两端传播，称为行波。行波传播速度接近光速，约为1.7×10⁸米/秒。可以根据行波到达两端监测点的时刻来确定故障点的位置。和单端定位法相比，双端定位法只利用行波第一波头到达线路两端的时刻进行计算，只需捕捉行波第一个波头，不用考虑行波的反射与折射，行波幅值大，易于辨识。

高压电缆故障预警与精确定位系统基于行波定位原理，采用北斗精确授时，在电缆发生故障后，快速精确定位故障点，帮助检修人员快速找到故障点并排除故障，减少不必要的停电时间。在电缆长度L已知的情况下，系统利用行波测量原理实现故障点精确定位。

系统需要在目标电缆终端接头安装两台故障定位在线监测装置，各装置以北斗方式同步时钟，通过安装在目标电缆终端接头本体/接地线上的行波传感器耦合故障信号，结合安装在目标电缆终端接头本体/接地线上的故障电流传感器记录电缆发生故障时的本体电流变化趋势和波形数据，进一步在云服务器根据监测装置采集到的行波脉冲信号和时标信息计算故障点位置。

1.2 北斗同步原理

本系统利用北斗授时完成时间同步，具体过程为：从北斗上获取标准的时间信号，用来精确同步各采集器时钟。

2. 系统组成

2.1 故障定位在线监测装置

通过授时模块同步各监测装置和故障电流传感器时钟，监测装置不间断监测电缆故障信号，并将检测到的信号通过4G方式上传至云服务器。

2.2 行波传感器

行波传感器利用电磁感应原理实时感应0.1MHz～60MHz行波信号，进一步耦合故障信号。采用钳式穿心可开合式结构设计，外壳材质为铝合金，外表采用氧化绝缘工艺进行处理，防水等级达IP68。

2.3 故障电流传感器

系统采用故障电流传感器记录电缆发生故障时的本体电流变化趋势及波形数据，用于辅助判断故障性质及来源。