电力线作为电能传输以及电力线通信的载体,已普及生活各个角落。近年来,由于绝缘老化、外力破坏以及化学腐蚀等原因导致的电力线短、断路等故障屡见不鲜,严重影响了电力线传输的可靠性。如何准确定位故障、排除故障成为了电力线研究领域的热点问题。目前,对电力线故障的研究主要分为两部分——电力线故障定位算法和电力线故障信道建模。传统电力线故障定位算法在故障点反射信号衰减较大或者信噪比太低时,会出现故障定位精度不足的问题。并且,目前电力线故障信道建模缺乏对分支拓扑情况的研究。此外,电力线故障定位相关产品的研发必须进行各种场景测试,但大量的测试会耗费巨大的人力和财力。本文以此出发,旨在提出高抗噪性能的电力线故障定位算法、分支拓扑的电力线故障信道频率计算方法、统一的电力线故障信道模拟平台。首先,本文分析了电力线故障信道建模以及电力线故障定位技术的研究现状;通过结合电力线故障基础、电力线传输特性的基础知识,简单介绍了Y型分支拓扑下的电力线故障定位方法。其次,通过长度矩阵确定主干路径,然后基于广度优先搜索算法控制分支拓扑的阻抗更新,同时结合修改的传输矩阵建模方法,提出了给定分支拓扑下的电力线故障信道频率响应计算方法,并通过实际测试,验证了该方法的可行性。再次,本文通过现场可编程逻辑门阵列(FPGA)对故障信道模拟器进行了实现。该电力线故障信道模拟器可以对给定分支拓扑下的不同故障类型进行模拟,为电力线故障定位产品的测试提供便捷有效的硬件平台支撑。最后,为提高低信噪比下的故障定位精度,本文深入研究现有的广义互相关、自适应时延估计、稀疏重构时延估计算法的原理和不足之处,并结合高斯过程的高阶累积谱为零的性质,提出了基于互三阶累积谱对角切片的稀疏重构故障定位算法。通过高斯白噪声环境下的仿真实验,验证了该算法的有效性、准确性。