隨著電網建設的快速發展，輸電線路呈現出結構多元化、拓撲復雜化的特點，如多端線路、T接線路、電纜-架空混合線路等復雜結構日益增多。行波故障定位技術作為保障電網安全運行的關鍵手段，其在復雜線路結構中的適應性直接影響故障定位精度和可靠性。

一、復雜線路結構的主要類型及特征

輸電線路的復雜結構主要源于電網規劃、負荷分布及地理環境等因素，常見類型包括以下幾類：

（一）多端及T接線路

多端線路指具有三個及以上電源或負荷端的線路，T接線路則是在主干線路上通過分支點連接支線的結構。此類線路的顯著特征是故障行波傳播路徑存在分支，行波波頭在分支點會發生反射與折射，導致到達各監測點的行波信號中包含多個反射分量，增加了波頭識別難度。

（二）電纜-架空混合線路

由于城市建設與跨區域輸電需求，電纜與架空線混合架設的線路逐漸增多。電纜線路具有波阻抗低、衰減大、波速慢的特點，而架空線路波阻抗高、衰減小、波速快，兩者參數差異導致行波在交界處產生劇烈的反射與透射，且行波波速隨線路類型變化，傳統基于固定波速的定位算法易產生較大誤差。

（三）含有并聯電抗器的線路

超高壓、特高壓線路中常并聯電抗器以補償容性無功，電抗器的存在會改變線路的波阻抗特性，使行波在電抗器位置產生反射。此外，電抗器的暫態響應可能引入額外的行波分量，干擾故障初始行波波頭的識別。

（四）同桿并架多回線路

同桿并架多回線路中，線路間存在較強的電磁耦合，當一回線路發生故障時，故障行波會通過電磁耦合向其他回線路傳播，形成交叉行波干擾，導致監測裝置采集到的信號中混雜非故障線路的行波分量。

二、復雜線路結構對行波故障定位裝置的挑戰

復雜線路結構通過改變行波的傳播特性、信號特征及干擾環境，對行波故障定位裝置的硬件設計與算法實現提出多方面挑戰：

（一）行波波頭識別困難

在多端、T接線路中，故障行波經分支點反射后，會產生多個反射波頭，與初始行波波頭疊加，導致傳統基于單一波頭到達時間的定位方法失效。例如，T接線路故障時，主干線與支線的波頭可能同時到達監測點，難以區分故障所在分支。

（二）行波波速不確定性

電纜-架空混合線路中，波速隨介質變化而改變，且受線路長度、敷設方式、溫度等因素影響，波速波動范圍可達5%~10%。若采用固定波速計算故障距離，會引入顯著誤差。例如，100km混合線路中，5%的波速誤差可導致5km的定位偏差。

（三）干擾信號抑制不足

同桿并架線路的交叉耦合、電抗器的暫態響應、雷擊等干擾因素，會使故障行波信號中混入大量噪聲。當干擾信號幅值接近或超過故障行波時，裝置可能誤識別干擾波頭，導致定位結果錯誤。

（四）數據同步精度要求高

多端線路定位依賴各監測點的行波到達時間差，若采用GPS同步，受衛星信號遮擋、時鐘漂移等影響，同步誤差可能達到1μs以上，對應故障定位誤差可達300m（基于行波在架空線中300m/μs的傳播速度），難以滿足復雜線路的定位精度需求。

三、提升行波故障定位裝置適應性的關鍵技術

針對復雜線路結構的挑戰，需從信號處理、算法優化、硬件升級等方面入手，提升行波故障定位裝置的適應性：

（一）多波頭識別與路徑追溯技術

通過小波變換、希爾伯特-黃變換等時頻分析方法，提取行波信號的奇異點特征，區分初始行波與反射波、折射波。結合線路拓撲結構，建立行波傳播路徑模型，利用各波頭到達時間差反演故障位置。例如，對T接線路，可通過比較主干線與支線監測點的波頭到達順序及幅值，判斷故障分支。

（二）自適應波速校正算法

基于線路參數數據庫，建立波速與線路類型、長度、溫度等因素的映射關系，實時修正波速值。對于電纜-架空混合線路，可采用分段波速計算方法，根據故障行波經過的線路段分別賦予對應波速。例如，通過識別行波在電纜與架空線交界處的反射波，確定波速切換點，提高距離計算精度。

（三）干擾抑制與信號增強技術

采用基于形態學濾波、自適應噪聲抵消等算法，抑制交叉耦合、電抗器暫態等干擾信號。同時，通過增加傳感器采樣率（如提升至10MHz以上）和采用高分辨率A/D轉換器，提高故障行波信號的采集質量，增強弱信號檢測能力。

（四）高精度同步與數據融合技術

采用北斗+GPS雙模同步技術，結合IEEE 1588精密時鐘同步協議，將各監測點的時間同步誤差控制在0.1μs以內。此外，融合行波定位與阻抗定位、暫態量定位等多原理數據，通過加權平均或卡爾曼濾波等方法優化定位結果，降低單一原理的局限性。