一、引言

电力工业是国民经济的支柱产业，同时又是其它产业能够稳定发展的保证[1]。因此，保证电力系统运行的安全性、可靠性是国民经济能否稳定快速发展的关键。输电线路担负着传送电能的重要任务，是电力系统的经济命脉，其故障直接威胁到电力系统的安全运行。

电力系统输电线路上经常发生各种故障。在故障点，有些故障现象比较明显容易辨认，有些故障现象则不太明显，如在中性点不接地系统发生单相接地故障时，由于接地电流小，所以在故障点造成的损害小，当保护切除这一故障后，故障点有时很难查找，但这一故障点由于绝缘已经发生变化，相对整条线路而言比较薄弱，所以很可能是下一次故障的发生地，因此，仍然需要尽快找到其位置。故障测距又称为故障定位，对于输电线路来说，是指在线路发生故障以后，根据不同的故障特征，迅速准确地测定出故障点的位置。

如何快速、精确地实现线路故障点的确定是故障测距的基本任务，是电力系统领域的一个重要研究课题。长期以来，由于故障测距精度偏低，不仅影响了故障线路供电恢复时间，也给线路运行维护人员查线带来了沉重负担。因此，充分利用科学技术的新发展，研究探讨输电线路的故障测距算法，提高线路测距精度，有利于提高电力生产部门的社会经济效益，具有重要的现实意义。

二、国内外测距方法的研究和发展

由于电缆对系统安全经济运行的影响非常重大，从电缆开始应用，无论在国内还是在国外人们就已投入了大量的工作来研究电缆故障定位方法，随着电缆应用领域的扩展，电缆故障的性质的变化，电缆故障定位方法也不断地发展，可以说这是一门经典而又全新的技术。

从定位技术看：可以把电缆故障定位方法的发展分为三个阶段：（1）直接测试阶段，在六十年代及以前，工程技术人员普遍采用电桥法直接测量故障点到测试点的距离。（2）模拟存储技术测试阶段，在七十年代，高压模拟存储示波器技术的成熟带动了电缆故障定位技术的发展，行波理论运用在测试中，高阻故障的测试更加快速，使得电缆故障检测手段大大地向前迈进了一步。（3）数字技术测试阶段，八十年代后期，在Biomation发明的数字化瞬态波形测量仪的基础上，电缆故障定位方法产生了质的飞跃，对模拟信号进行模数转换得到相应的数据，波形数据经过数字化滤波处理，对电缆中传播的电压电流行波可以进行详细分析，这样对电缆故障的性质有较全面的了解，而且电缆故障点的定位测量可以达到相当高的精度，这也是目前电缆故障检测领域内主流产品采用的主要方法。

近年来，还有许多新颖的测距方法被提出，如优化方法、卡尔曼滤波技术、模式识别技术、概率和统计决策、模糊理论和光纤测距等方法[2]，目前多处于研究阶段。

电缆的故障是很复杂的，目前还没有一种万能的仪器可以检测所有的故障。按其主要功能可分为以下几类：

（1）简单便携式检测设备。这类设备结构简单、功能单一，是较早期的产品。国外的便携式电缆故障遥测仪就属于这类产品，它采用脉冲反射法，由电池驱动，正常使用3个月，最大工作距离为3km，精度为1.6%。

（2）有一定附加功能的检测设备。这类产品可以对检测资料进行简单的处理，并有一定的附加功能。汇卓电力公司的通信故障遥测仪器属于这类设备，它的检测范围为20km，精度为1%，检测的结果也可直接打印，也可输入PC机存储、分析，是目前较先进的仪器。

（3）功能强劲的检测系统。这一类设备大多由前台检测、数据传输、后台控制处理等部分构成。具有状态资料的采集、传输、处理的功能。意大利的尼考特拉（NlCOTRA）电缆监控系统属于这类设备，它是近几年才引进我国的电信市话维护的高技术设备，主要用于充气电缆的检测。系统有检测控制中心、数据采集器单元DSA-800、传感器系统、全自动电子干燥系统、电子流量配气单元五部分组成。它通过数据传输、定时检测、自动检测、实时操作等基本操作，可完成电缆气压值的测定、估测电缆漏气点等检测功能，并警告维护人员，而且在建立的系统数据库中可存有线路的技术资料和维修档案，极大地方便了维护人员和工程技术人员对线路的维护和改造。这套系统改变了传统的充气维护模式，有效地提高了线路设备的维护质量和管理水平。

可见随着技术不断提高，测距的精度和实用性也在不断的提高[3]。但行波测距法还是存在无方向性、出口短路有死区、硬件造价高等问题。由于故障的复杂性，现行设备不能针对所有的类型的故障，而且存在测量精度和造价的矛盾。