（1）产品背景
配网承担着将电能可靠地输送至终端用户的重任，一旦线路跳闸停电，会对 沿线的企事业单位和居民的生产生活秩序造成较大冲击，据统计用户停电时间 90%以上由配网故障引起。
配网线路发生故障后应尽可能缩短故障排查时间、缩小用户停电范围，当前各类配网故障诊断技术的实际应用效果不甚理想，存在单相接地故障选线与定位 不可靠、巡查故障点费时费力、通信及电源可靠性不高等问题。
针对配电线路故障后用户恢复供电时间无法保障，故障点巡检困难的问题， 我公司开发了一套配电网分布式故障定位系统，能够实现配网故障精确定位，缩 短故障排查与恢复时间。
（2）产品介绍
配电网分布式故障定位系统由安装于配电线路上的故障定位终端装置及后 台服务器两大部分组成。
故障定位终端装置安装于配电线路 ABC 三相线路上，采用感应取电方式供 电，采集线路电流电压等传感信号以及高精度卫星定位同步时钟，故障触发后将 故障行波等数据传至后台服务器进行故障精确定位及故障原因分析。
后台服务器包括数据接收存储（接收程序/边沿服务器/安全网关）、协议解 析与故障分析(分析软件)、后台浏览管理（客户端）三大功能组件。
（3）总体设计
3.1 整体方案
输配电分布式故障定位系统由安装于输配电线路上的终端装置及后台服务 器两大部分组成。
图 1 监测装置安装图
3.2 终端装置
终端装置安装于配电线路 ABC 三相线路上，采用感应取电方式供电，采集线路电 流电压等传感信号以及高精度卫星定位同步时钟，当故障电流及隐患电流达到阈值时触 发录播，然后将故障及隐患波形等数据传至后台服务器进行故障精确定位及故障原因分 析。其外观如图 3 所示。
图 2 终端装置
3.3 后台系统
输配电网故障分析后台系统包括数据接收存储（接收程序/边沿服务器/安全 网关）、协议解析与故障分析(分析软件)、后台浏览管理（客户端）三大功能组 件，其除了进行配电网故障定位及隐患原因外，还支持以下功能：
自动 WEB 发布：故障定位结果和故障波形分析自动发布到 WEB 服务器上， 便于用户查看。
实时数据和历史数据查看分析：用户登录配电网故障主站服务器后，可查看 辖区内配电网分布式故障定位系统的实时信息及历史数据。
GIS界面支持：配电网故障主站服务器支持地理信息系统（GIS）接口，便于 用户直观操作和查看。实时信息及历史数据。
支持第三方数据接入：支持雷电监测系统和配网故障抢修系统接入。
（4）终端装置方案设计
4.1 前端传感器
4.1.1 电流传感器
前端电流传感器采用罗氏线圈电流传感器，其具有较高瞬时动态频率响 应和幅度响应特性，且输出电压正比于被测电流随时间的变化率，即 u(t)＝ Mdi(t)/dt，其中 i（t）为被测电流，只有对 u 积分，才能还原出与原电流 i 成 线性关系的波形曲线，结构如图 3。
图 3 罗氏线圈电流传感器
4.1.2 电压传感器
终端设备采用电场耦合原理来进行工频电压的采集，其主要原理是利用空间 电场来求解电压值，带电线路周围的空间电场强度会伴随输电线路的电压发生同 步的变化，输电线路周围空间电磁场的测量由于不需要对输电线路直接测量，因 此可以保证测量的安全性和便捷性。
4.2 采集单元方案 采集单元内部结构如图所示。
输电线路分布式故障定位终端硬件系统主要分输电线路分布式故障定位终端硬件 系统主要分输电线路分布式故障定位终端硬件系统主要分供电单元、供电单元、供电单 元、MCU 处理单元、FPGA 逻辑运算单元、信号采集单元、逻辑运算单元、4G 无线传 输单元、GNSS 授时定位单元。
其中信号采集单元包括信号前级调理整形电路、信号隔离和高速其中信号采集单元 包括信号前级调理整形电路、信号隔离和高速其中信号采集单元包括信号前级调理整形 电路、信号隔离和高速 ADC 转换电路。
前级调理整形电路主要时对输入的信号进行放大、滤波、阻抗匹配。前级调理整形 电路主要时对输入的信号进行放大、滤波、阻抗匹配。终端通过罗氏线圈感应输电线路 上的电流变化，信号调理电路对罗氏线圈感应的微弱电流信号进行滤波整形提取有效信 号，采用高达 10Mbps1 的采样率 16bit 采样精度的 ADC 转换成数字信号，FPGA 逻辑运 算单元对高速 ADC 输出的数字信号进行缓存、记录和运算，输出的数字信号进行缓存、 记录和运算，待采样值超出预设的阈值后，触发硬件中断，MCU 读取故障触发点时刻 前后的数据记录并通过 4G 网络传输至服务器。
（5）故障定位终端选点
故障定位终端按照以下原则进行布点选点：
（1） 在上一级变电站出线处作为第一节点。
（6）技术特点
6.1 具有较高的技术水平
由本公司经过多年积累，拥有多项自主知识产权，并用于与本系统中。对电网的故障诊断技术及 应用进行深入研究，为配电网故障定位和分析提供强大技术支持。
6.2 定位精度高
采用高速数据采集记录行波信号，并采用高精度 GNSS 授时和校准技术，服 务器端进行分布式计算提高准确度，定位误差在 100m 以内，实现杆塔级别定位。
6.3 故障原因自动识别
采用故障识别算法，可对故障原因进行自动分析，为运维人员提供更好的支持。
6.4 系统融合
本系统提供三方接口，可与故障抢修系统接入，以实现故障定位、抢修一体 化，提高故障抢修效率。
（7）系统的安装部署
适用范围：配电网分布式故障定位系统适用于 6kV、10kV、35kV、66kV 等 多种电压等级配电线路的分布式故障精确定位。
LXDL -J200终端安装在配电线路上一级变电站出线、配电线路馈线重要分支处, 一个安装点安装一组（3只）。
前端采集装置含有电压、电流传感器，均集成在一个单元内，通过机械方式 固定于架空线路的某一相线，对线路进行数据采集监测。当线路发生故障时，通 过电压电流的变化捕捉及上报故障信息。
（1）产品背景
配网承担着将电能可靠地输送至终端用户的重任，一旦线路跳闸停电，会对 沿线的企事业单位和居民的生产生活秩序造成较大冲击，据统计用户停电时间 90%以上由配网故障引起。
配网线路发生故障后应尽可能缩短故障排查时间、缩小用户停电范围，当前各类配网故障诊断技术的实际应用效果不甚理想，存在单相接地故障选线与定位 不可靠、巡查故障点费时费力、通信及电源可靠性不高等问题。
针对配电线路故障后用户恢复供电时间无法保障，故障点巡检困难的问题， 我公司开发了一套配电网分布式故障定位系统，能够实现配网故障精确定位，缩 短故障排查与恢复时间。
（2）产品介绍
配电网分布式故障定位系统由安装于配电线路上的故障定位终端装置及后 台服务器两大部分组成。
故障定位终端装置安装于配电线路 ABC 三相线路上，采用感应取电方式供 电，采集线路电流电压等传感信号以及高精度卫星定位同步时钟，故障触发后将 故障行波等数据传至后台服务器进行故障精确定位及故障原因分析。
后台服务器包括数据接收存储（接收程序/边沿服务器/安全网关）、协议解 析与故障分析(分析软件)、后台浏览管理（客户端）三大功能组件。
（3）总体设计
3.1 整体方案
输配电分布式故障定位系统由安装于输配电线路上的终端装置及后台服务 器两大部分组成。
图 1 监测装置安装图
3.2 终端装置
终端装置安装于配电线路 ABC 三相线路上，采用感应取电方式供电，采集线路电 流电压等传感信号以及高精度卫星定位同步时钟，当故障电流及隐患电流达到阈值时触 发录播，然后将故障及隐患波形等数据传至后台服务器进行故障精确定位及故障原因分 析。其外观如图 3 所示。
图 2 终端装置
3.3 后台系统
输配电网故障分析后台系统包括数据接收存储（接收程序/边沿服务器/安全 网关）、协议解析与故障分析(分析软件)、后台浏览管理（客户端）三大功能组 件，其除了进行配电网故障定位及隐患原因外，还支持以下功能：
自动 WEB 发布：故障定位结果和故障波形分析自动发布到 WEB 服务器上， 便于用户查看。
实时数据和历史数据查看分析：用户登录配电网故障主站服务器后，可查看 辖区内配电网分布式故障定位系统的实时信息及历史数据。
GIS界面支持：配电网故障主站服务器支持地理信息系统（GIS）接口，便于 用户直观操作和查看。实时信息及历史数据。
支持第三方数据接入：支持雷电监测系统和配网故障抢修系统接入。
（4）终端装置方案设计
4.1 前端传感器
4.1.1 电流传感器
前端电流传感器采用罗氏线圈电流传感器，其具有较高瞬时动态频率响 应和幅度响应特性，且输出电压正比于被测电流随时间的变化率，即 u(t)＝ Mdi(t)/dt，其中 i（t）为被测电流，只有对 u 积分，才能还原出与原电流 i 成 线性关系的波形曲线，结构如图 3。
图 3 罗氏线圈电流传感器
4.1.2 电压传感器
终端设备采用电场耦合原理来进行工频电压的采集，其主要原理是利用空间 电场来求解电压值，带电线路周围的空间电场强度会伴随输电线路的电压发生同 步的变化，输电线路周围空间电磁场的测量由于不需要对输电线路直接测量，因 此可以保证测量的安全性和便捷性。
4.2 采集单元方案 采集单元内部结构如图所示。
输电线路分布式故障定位终端硬件系统主要分输电线路分布式故障定位终端硬件 系统主要分输电线路分布式故障定位终端硬件系统主要分供电单元、供电单元、供电单 元、MCU 处理单元、FPGA 逻辑运算单元、信号采集单元、逻辑运算单元、4G 无线传 输单元、GNSS 授时定位单元。
其中信号采集单元包括信号前级调理整形电路、信号隔离和高速其中信号采集单元 包括信号前级调理整形电路、信号隔离和高速其中信号采集单元包括信号前级调理整形 电路、信号隔离和高速 ADC 转换电路。
前级调理整形电路主要时对输入的信号进行放大、滤波、阻抗匹配。前级调理整形 电路主要时对输入的信号进行放大、滤波、阻抗匹配。终端通过罗氏线圈感应输电线路 上的电流变化，信号调理电路对罗氏线圈感应的微弱电流信号进行滤波整形提取有效信 号，采用高达 10Mbps1 的采样率 16bit 采样精度的 ADC 转换成数字信号，FPGA 逻辑运 算单元对高速 ADC 输出的数字信号进行缓存、记录和运算，输出的数字信号进行缓存、 记录和运算，待采样值超出预设的阈值后，触发硬件中断，MCU 读取故障触发点时刻 前后的数据记录并通过 4G 网络传输至服务器。
（5）故障定位终端选点
故障定位终端按照以下原则进行布点选点：
（1） 在上一级变电站出线处作为第一节点。
（6）技术特点
6.1 具有较高的技术水平
由本公司经过多年积累，拥有多项自主知识产权，并用于与本系统中。对电网的故障诊断技术及 应用进行深入研究，为配电网故障定位和分析提供强大技术支持。
6.2 定位精度高
采用高速数据采集记录行波信号，并采用高精度 GNSS 授时和校准技术，服 务器端进行分布式计算提高准确度，定位误差在 100m 以内，实现杆塔级别定位。
6.3 故障原因自动识别
采用故障识别算法，可对故障原因进行自动分析，为运维人员提供更好的支持。
6.4 系统融合
本系统提供三方接口，可与故障抢修系统接入，以实现故障定位、抢修一体 化，提高故障抢修效率。
（7）系统的安装部署
适用范围：配电网分布式故障定位系统适用于 6kV、10kV、35kV、66kV 等 多种电压等级配电线路的分布式故障精确定位。
LXDL -J200终端安装在配电线路上一级变电站出线、配电线路馈线重要分支处, 一个安装点安装一组（3只）。
前端采集装置含有电压、电流传感器，均集成在一个单元内，通过机械方式 固定于架空线路的某一相线，对线路进行数据采集监测。当线路发生故障时，通 过电压电流的变化捕捉及上报故障信息。
