CN110082636B - 一种电力电缆故障定位方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电力电缆故障定位方法及系统，该方法包括：获取故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压；根据电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算电力电缆的线路波阻抗；根据电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算电力电缆的线路传播系数；根据线路波阻抗和线路传播系数计算故障点到电力电缆首端的距离。本发明提出的电力电缆故障定位方法及系统，能够更加精确的计算出故障点到电力电缆首端的距离，提高了故障点定位精度。

Description

一种电力电缆故障定位方法及系统

技术领域

本发明涉及故障检测技术领域，特别是涉及一种电力电缆故障定位方法及系统。

背景技术

交联聚乙烯(cross-linked polyethylene，XLPE)电力电缆凭借具有良好的绝缘性能、机械性能、热性能及供电可靠性高等优点，已经被广泛的应用于电力系统各个电压等级的输配电网络中，成为构成城市供电和主网架的重要环节，并且不断地向高压、超高压的领域发展。XPLE电缆线路在投运初期(一般为1-5年)，电缆及附件或敷设安装的质量问题易发生故障；投运中期(5-25年)，电缆线路发生故障的概率较低，但电缆发生的故障类型较多，如由于受到外力破坏而导致电缆绝缘受损、电缆附件界面处发生放电、电缆绝缘老化等引起的线路故障；投运末期(25年后)，电缆附件发生老化或电缆绝缘的电老化、热老化导致电缆线路发生故障的概率大大增加。大量XLPE电缆的运行经验表明，电缆线路故障是引发电网事故的重要原因。电缆在投入使用后，不仅会受到电场作用、机械作用、热作用，还会受到环境因素的影响，在这些因素的共同作用下使得电缆绝缘容易发生老化。因此，实时监测电缆绝缘状况，保证确保电网供电的可靠性，对整个电力系统、国民经济的发展具有着重要意义。

对于高电压、长距离的电力电缆采用的是单芯电缆，这时电缆线芯与金属护层之间可以看作是一个空心变压器，电缆线芯相当于变压器的一次绕组，而金属护层相当于变压器的二次绕组。当交流电流通过电缆线芯时，在其周围便会产生交变的磁场，金属护层处于交变的磁场中便会产生感应电压，当与地之间构成回路时金属护层中就会有感应电流流过。金属护层中的感应电压与电缆长度成正比，当母线上的电流很大时，电缆的金属护层上将会感应出很高数值的电压，这样高数值的电压可能会造成电缆绝缘的破坏。因此，当电力电缆长度在1000米以上时通常采用金属护层交叉互联的连接方式，该连接方式是将三相电力电缆分为若干大段，每相每大段再均分成长度相等的三小段，在每相两个中间分段处利用同轴电缆将金属护层进行交叉互联，每相每个大段两端的金属护层分别连接后再进行接地。图1为金属护层交叉互联下XLPE电缆的电缆本体不换位接线示意图，图2为金属护层交叉互联下XLPE电缆的电缆本体换位接线示意图。长距离电力电缆经过这样的连接方式后，使得每一相电缆的感应电压之和几乎为零。

电缆的泄漏电流是由阻性电流和容性电流组成的，在XLPE电缆绝缘状况良好时，流过电缆绝缘的主要是容性电流，而阻性电流占的比例非常小，两者的比值一般在4-10倍之间，相位角相差90°，可以看出流过电缆绝缘的阻性电流的变化对泄漏电流有效值的影响较小。但当电缆绝缘出现缺陷或是老化的情况下，阻性电流的变化很大，阻性电流对泄漏电流的变化影响很大，而容性电流的变化不大。因此，通过对流过XLPE电缆主绝缘的阻性电流进行在线监测可以准确反映电缆绝缘劣化的情况。对于长距离电力电缆而言，其存在金属护层交叉互联这种互联方式，使得流过电缆绝缘的泄漏电流是通过电缆绝缘流到金属护层中，而该相电缆的每小段金属护层与其他两相电缆的每小段金属护层相连接，使得金属护层中的泄漏电流是流过三相电缆每一小段的泄漏电流之和，这样的互联方式给阻性电流的分离带来了困难。而且长距离电力电缆存在电压降问题，由于流过电缆的负载电流会在电缆线芯的电阻和残余电感上形成电压降，使得电缆两端的对地电压出现较大的差异，而这种差异还会随着流过电缆的负载电流的变化而变化。这都给长距离电力电缆故障位置的确定带来了困难。

目前，故障定位的方法主要有阻抗法、行波法和故障分析法。阻抗法是利用故障时的电压和电流计算整个回路的阻抗，通过线路阻抗与线路长度的函数关系计算出故障点到检测点的距离，由于阻抗法把电缆简化成集中参数模型而没有考虑分布电容的存在，无法从原理上消除计算误差；行波法是利用发生故障时故障点产生的电压或电流行波传播到检测点的时间和波速之间的关系对故障点进行定位，有学者采用双端行波测距法对第一个行波波头进行检测进而对故障点位置进行定位，但行波在长距离电缆中传播会发生严重衰减，在电缆一端或是双端可能检测不到行波信号，并且长距离电缆存在若干个护层交叉互联点，使得行波传播过程中发生复杂的折、反射，无法辨别故障点的首个行波和反射行波；故障分析法是根据故障时记录下的电压和电流与故障距离之间的函数关系求得故障点位置。故障分析法一般可分为单端测距和双端测距两种方法。单端测距法受线路对端系统阻抗和过渡电阻影响较大；双端测距法更具有优势，它消除了过渡电阻的影响，在保证采样数据准确和线路参数的前提下能够实现准确故障定位，但双端测距法计算故障距离时不仅需要双端电压和电流值，还需要已知电缆的一次参数值，根据一次参数值计算波阻抗和传播系数，这样才能计算出故障距离，但电缆出现故障时无法通过公式计算得到此时电缆的一次参数，也就无法获得准确的波阻抗和传播系数的数值，导致计算故障距离出现较大误差，无法确定准确的故障位置。现已提出的测距算法大多利用搜索迭代的方法进行故障定位，测距精度受迭代次数和迭代步长等因素的影响，要获得较高的精度必须进行大量计算造成耗时太长，不能快速找出故障点位置。

综上，急需一种故障定位方法对长距离电力电缆出现故障时的故障位置进行判断，及时整修、更换故障电缆，对保证电力电缆的安全运行对整个电力系统、国民经济的发展具有着重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种通过测量电缆首末端电压、电流信号进行电力电缆故障定位的方法及系统，具有能够提高电缆故障点定位准确度的优点。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种电力电缆故障定位方法，包括：

获取故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压；

根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算所述电力电缆的线路波阻抗；

根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算所述电力电缆的线路传播系数；

根据所述线路波阻抗和所述线路传播系数计算故障点到所述电力电缆首端的距离。

可选的，所述根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算所述电力电缆的线路波阻抗，具体包括：

根据如下公式计算所述线路波阻抗Z_c：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压。

可选的，所述根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算所述电力电缆的线路传播系数，具体包括：

根据如下公式计算所述线路传播系数γ：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压，l为所述电力电缆总长度的

Z_c为线路波阻抗。

可选的，所述根据所述线路波阻抗和所述线路传播系数计算故障点到所述电力电缆首端的距离，具体包括：

根据如下公式计算故障点到所述电力电缆首端的距离y：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压，l为所述电力电缆总长度的

本发明还提供一种电力电缆故障定位系统，包括：

数据获取模块，用于获取故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压；

线路波阻抗计算模块，用于根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算所述电力电缆的线路波阻抗；

线路传播系数计算模块，用于根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算所述电力电缆的线路传播系数；

故障定位模块，用于根据所述线路波阻抗和所述线路传播系数计算故障点到所述电力电缆首端的距离。

可选的，所述线路波阻抗计算模块，具体包括：

线路波阻抗计算单元，用于根据如下公式计算所述线路波阻抗Z_c：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压。

可选的，所述线路传播系数计算模块，具体包括：

线路传播系数计算单元，用于根据如下公式计算所述线路传播系数γ：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压，l为所述电力电缆总长度的

Z_c为线路波阻抗。

可选的，所述故障定位模块，具体包括：

故障定位单元，用于根据如下公式计算故障点到所述电力电缆首端的距离y：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压，l为所述电力电缆总长度的

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种电力电缆故障定位方法及系统，通过测量得到故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压，能够计算出线路波阻抗和线路传播系数，由于并没有采用电缆参数的计算公式计算得到线路波阻抗和线路传播系数，仅仅通过电缆首末端电压电流计算得到线路波阻抗和线路传播系数，能够更加精确的计算出故障点到电力电缆首端的距离，提高了故障点定位精度；并且当存在电网谐波、频率波动、同步误差及地电位不同引起的电压误差时对本发明的方法影响较小，能够准确计算故障点的位置；此外，基于双端电压和电流同步采样法的长距离电力电缆故障定位法适用于任何连接方式以及任何高电压等级的长距离电力电缆绝缘状况的评估，无论其金属护层是否交叉互联，还是对于短距离电缆同样适用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明背景技术中金属护层交叉互联下XLPE电缆的电缆本体不换位接线示意图；

图2为本发明背景技术中金属护层交叉互联下XLPE电缆的电缆本体换位接线示意图；

图3为本发明实施例中电力电缆故障定位方法流程图；

图4为本发明实施例中单相电缆交流稳态分布式等效电路图；

图5为本发明实施例中电力电缆故障定位系统结构图；

图6为本发明实施例中电力电缆故障定位装置示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种通过测量电缆首末端电压、电流信号进行电力电缆故障定位的方法及系统，具有能够提高电缆故障点定位准确度的优点。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例：

图3为本发明实施例提供的电力电缆故障定位方法流程图，如图3所示，一种电力电缆故障定位方法，包括：

步骤101：获取故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压。

步骤102：根据电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算电力电缆的线路波阻抗。

根据如下公式计算线路波阻抗Z_c：

式中，

为电力电缆的首端电流，

为电力电缆的末端电流，

为电力电缆的首端电压，

为电力电缆的末端电压。

步骤103：根据电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算电力电缆的线路传播系数。

根据如下公式计算线路传播系数γ：

式中，

为电力电缆的首端电流，

为电力电缆的末端电流，

为电力电缆的首端电压，

为电力电缆的末端电压，l为电力电缆总长度的

Z_c为线路波阻抗。

步骤104：根据线路波阻抗和线路传播系数计算故障点到电力电缆首端的距离。

根据如下公式计算故障点到电力电缆首端的距离y：

式中，

为电力电缆的首端电流，

为电力电缆的末端电流，

为电力电缆的首端电压，

为电力电缆的末端电压，l为电力电缆总长度的

故障点到电力电缆首端的距离推导过程如下：

对于长距离电缆存在交叉互联的问题，虽然三相电缆的金属护层在各个小段的分段处是交叉互联的，但三相电缆的导电线芯并没有经过交叉互联，流过三相电缆主绝缘的阻性电流和容性电流是通过电缆的导电线芯经过电缆的主绝缘流向电缆的金属护层；因此，同时将流经电缆两端导电线芯的电流测量出来，则根据电流连续性原理，并考虑到电缆本身的无源性，流过三相电缆主绝缘的电流就等于流入每相电缆首端导电线芯的电流减去同一相电缆末端导电线芯的电流。对于长距离电缆存在电压降的问题，取施加在每相电缆两终端电压相量和的一半作为参考电压对电缆绝缘阻抗进行计算时，其结果不受流过电缆负载电流变化的影响。对于电缆存在电压降的问题可以取三相电力电缆的任意一相进行分析，单相电缆交流稳态分布式等效电路如图4所示。如图4所示，

和

分别为流过该相电缆线芯的首端和末端电流；

和

分别为该相电缆首端和末端电流的电压；R₀为电缆线芯单位长度的等效电阻，Ω/m；G₀为电缆主绝缘单位长度的等效电导，S/m；L₀为电缆线芯单位长度的等效电感，H/m；C₀为单位长度电缆主绝缘的等效电容，F/m；Z₀为电缆线芯单位长度的等效阻抗；Y₀为电缆线芯单位长度的等效导纳。

假设电缆全长为2l，角频率为ω，在电缆长度内的任意一点x，取一微分段dx，x点电压和电流为

和

x+dx点电压和电流为

和

对于x点：

根据基尔霍夫电流定律可得：

根据基尔霍夫电压定律可得：

式(1)、(2)联立可得：

令电缆的传播系数为γ，波阻抗为Z_c，则

将式(4)代入式(3)可得：

假设将电缆首端的电流、电压作为已知量，解式(5)可得到：

利用双曲线函数可将式(6)改写为

当x＝2l时，得到用电缆首端电压、电流表示的电缆末端的电压、电流为：

因此，可以得到用电缆首端电压、电流表示的电缆首末端电压差，也就是电缆的电压降为

同理，假设将电缆末端的电流、电压作为已知，解式(5)并利用双曲线函数改写可得：

当x＝0时，可以得到用电缆末端电压、电流表示的电缆首端的电压、电流为：

同样可得到电缆首、末两端的电压差为：

将式(9)与(12)相减，整理得：

由式(8)可以得到用电缆首端电压和电流表示首、末两端的电流差为：

同样，由式(11)可以得到用电缆末端电压和电流表示首、末两端的电流差为：

将式(14)和式(15)作差，整理可得：

将式(13)与(16)相乘，可得：

由式(17)可以看出，电缆波阻抗Z_c可以通过首末端电压和电流的测量值计算得到。

将式(17)代入到式(13)中，可得：

由式(18)可以看出，电缆的传播系数γ亦可通过首末端电压和电流的测量值计算得到。

假设电力电缆在F点发生短路故障，故障点距电缆首端距离为y，根据稳态下电缆等效电路可以得到故障点的函数关系式，如式(7)和式(10)。

根据式(7)利用电缆首端电压、电流可以计算出故障点的电压

为：

同时根据式(10)可知，利用电缆末端电压、电流可以计算出故障点的电压为：

其中R_F为过渡电阻，根据同点的电压相等原理联立式(19)和式(20)可消去过渡电阻，解得故障点距电缆首端距离y为：

式(21)即可计算出故障点到首端的距离，当电缆绝缘出现故障时，电缆绝缘的单位长度等效电导和单位长度等效电容会发生变化，再根据电缆尺寸的计算公式计算出波阻抗Zc和传播系数γ的值也会发生变化，这将导致利用式(21)计算时出现误差。而本发明提出的方法是通过实时测量电缆首、末端的电压和电流信号，根据函数关系可以计算出波阻抗Zc和传播系数γ的值，而不是根据电缆尺寸的计算公式得出这两个值，这样得到的故障位置更加准确。将式(17)和式(18)代入到式(21)中，可得到故障点距电缆首端距离y：

由式(22)可知，仅需电缆两端电压、电流瞬时值和电缆长度已知，便可计算出故障距离。还可以发现本发明是通过对两端电压和电流的瞬时值进行同步采样，无论是否存在交叉互联这种连接方式均适用，也就是说无论是长距离电缆还是短距离电压，本发明的方法均适用。

本发明通过测量得到故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压，能够计算出线路波阻抗和线路传播系数，由于并没有采用电缆参数(包括电缆直径、电缆各层厚度等)的计算公式(4)计算得到线路波阻抗和线路传播系数，避免了根据电缆直径、电缆各层厚度进行人为手算计算出的线路波阻抗和线路传播系数带来的误差，仅仅通过电缆首末端电压电流计算得到线路波阻抗和线路传播系数，能够更加精确的计算出故障点到电力电缆首端的距离，提高了故障点定位精度。

图5为本发明实施例提供的电力电缆故障定位系统结构图。如图5所示，一种电力电缆故障定位系统，包括：

数据获取模块1，用于获取故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压。

线路波阻抗计算模块2，用于根据电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算电力电缆的线路波阻抗。

线路波阻抗计算模块2包括线路波阻抗计算单元，用于根据如下公式计算线路波阻抗Z_c：

式中，

为电力电缆的首端电流，

为电力电缆的末端电流，

为电力电缆的首端电压，

为电力电缆的末端电压。

线路传播系数计算模块3，用于根据电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算电力电缆的线路传播系数。

线路传播系数计算模块3包括线路传播系数计算单元，用于根据如下公式计算线路传播系数γ：

式中，

为电力电缆的首端电流，

为电力电缆的末端电流，

为电力电缆的首端电压，

为电力电缆的末端电压，l为电力电缆总长度的

Z_c为线路波阻抗。

故障定位模块4，用于根据线路波阻抗和线路传播系数计算故障点到电力电缆首端的距离。

故障定位模块4包括故障定位单元，用于根据如下公式计算故障点到电力电缆首端的距离y：

式中，

为电力电缆的首端电流，

为电力电缆的末端电流，

为电力电缆的首端电压，

为电力电缆的末端电压，l为电力电缆总长度的

图6为本发明实施例提供的电力电缆故障定位装置示意图。如图6所示，一种电力电缆故障定位系统，包括：

第一电压互感器201，第一电压互感器201设置在电力电缆首端，用于测量故障的电力电缆首端电压。

第二电压互感器202，第二电压互感器202设置在电力电缆末端，用于测量故障的电力电缆末端电压。

第一电流互感器203，第一电流互感器203设置在电力电缆首端，用于测量故障的电力电缆首端电流。

第二电流互感器204，第二电流互感器204设置在电力电缆末端，用于测量故障的电力电缆末端电流。

第一微处理器205，用于控制第一电压互感器201采集首端电压以及控制第一电流互感器203采集首端电流。

第二微处理器206，用于控制第二电压互感器202采集末端电压以及控制第二电流互感器204采集末端电流。

第一数据发送模块207，第一数据发送模块207与第一微处理器205连接，用于发送首端电压和首端电流数据。

第二数据发送模块208，第二数据发送模块208与第二微处理器206连接，用于发送末端电压和末端电流数据。

主控系统，主控系统包括数据接收模块209和上位机210；数据接收模块209用于接收第一数据发送模块207发送的首端电压和首端电流数据，以及接收第二数据发送模块208发送的末端电压和末端电流数据；上位机210用于根据电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算电力电缆的线路波阻抗；上位机210还用于根据电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算电力电缆的线路传播系数；上位机210还用于根据线路波阻抗和线路传播系数计算故障点到电力电缆首端的距离。上位机的计算方法与电力电缆故障定位方法相同。

第一信号采集模块211，第一信号采集模块211的输入端分别与第一电压互感器201和第一电流互感器203连接，第一信号采集模块211的输出端与第一微处理器205连接；第一信号采集模块211用于采集首端电压和首端电流，并且用于将采集到的首端电压和首端电流信号转换为数字信号。

第二信号采集模块212，第二信号采集模块212的输入端分别与第二电压互感器202和第二电流互感器204连接，第二信号采集模块212的输出端与第二微处理器206连接；第二信号采集模块212用于采集末端电压和末端电流，并且用于将采集到的末端电压和末端电流信号转换为数字信号。

第一GPS接收模块213，第一GPS接收模块213与第一微处理器205连接，用于接收卫星发送的时间信息，并将同步秒脉冲信号发送给第一微处理器205，第一微处理器205根据第一同步秒脉冲信号控制第一信号采集模块211采集首端电压和首端电流。

第二GPS接收模块214，第二GPS接收模块214与第二微处理器206连接，用于接收卫星发送的时间信息，并将同步秒脉冲信号发送给第二微处理器206，第二微处理器206根据同步秒脉冲信号控制第二信号采集模块212采集末端电压和末端电流。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (2)

1.一种电力电缆故障定位方法，其特征在于，包括：

获取故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压；

根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算所述电力电缆的线路波阻抗，具体包括：

根据如下公式计算所述线路波阻抗Z_c：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压；

根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算所述电力电缆的线路传播系数，具体包括：

根据如下公式计算所述线路传播系数γ：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压，l为所述电力电缆总长度的

Z_c为线路波阻抗；

根据所述线路波阻抗和所述线路传播系数计算故障点到所述电力电缆首端的距离，具体包括：

根据如下公式计算故障点到所述电力电缆首端的距离y：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压，l为所述电力电缆总长度的

2.一种电力电缆故障定位系统，其特征在于，包括：

数据获取模块，用于获取故障的电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压；

线路波阻抗计算模块，用于根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压和末端电压计算所述电力电缆的线路波阻抗；

所述线路波阻抗计算模块，具体包括：

线路波阻抗计算单元，用于根据如下公式计算所述线路波阻抗Z_c：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压；

线路传播系数计算模块，用于根据所述电力电缆首端电流、末端电流、首端电压、末端电压以及线路波阻抗计算所述电力电缆的线路传播系数；

所述线路传播系数计算模块，具体包括：

线路传播系数计算单元，用于根据如下公式计算所述线路传播系数γ：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压，l为所述电力电缆总长度的

Z_c为线路波阻抗；

故障定位模块，用于根据所述线路波阻抗和所述线路传播系数计算故障点到所述电力电缆首端的距离；

所述故障定位模块，具体包括：

故障定位单元，用于根据如下公式计算故障点到所述电力电缆首端的距离y：

式中，

为所述电力电缆的首端电流，

为所述电力电缆的末端电流，

为所述电力电缆的首端电压，

为所述电力电缆的末端电压，l为所述电力电缆总长度的

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