运用雷电定位系统提高查找线路雷击故障点效率

运用雷电定位系统提高查找线路雷击故障点效率

发表时间：2016-10-11T15:24:02.977Z 来源：《电力设备》2016年第14期作者：尹学军[导读] 雷电定位系统能为绵延在荒郊山谷中的输电线路雷击故障判断提供辅助决策。

（威远县供电公司）

摘要：雷电定位系统能为绵延在荒郊山谷中的输电线路雷击故障判断提供辅助决策，避免巡视人员盲从于运行经验、而进行登杆巡视，同时为雷击区域等级划分提供精确的雷电参数，为雷电分析的提供重要依据，是维护输电线路运行的有力工具。本文就威远县供电公司如何运用雷电定位系统、提高雷击故障查找效率及雷电事故鉴别，进行简要说明和实效分析。

关键字：雷电定位雷电流故障查找

背景介绍

威远县供电公司管辖输电线路属丘陵地带，形成地下矿藏以冶金建材为主导的工业城市，且很多山地地段都是石灰岩，土壤电阻率较大，每年雷暴日约40-50个，线路雷击跳闸仍然是引起输电线路跳闸的首要原因。因此，及时、准确对雷电活动进行大致分析和判断，对于山区线路查找故障点工作而言具有重要意义。

1、线路路径

由于输电线路分布广，并分布在旷野，地形复杂，又属于丘陵地带，因此线路巡视工作较为困难。

2、雷害情况

四川地区雷雨最早从每年的5月开始，最迟到11月，且7、8月达到高峰。其中春季和夏季雷雨天气较多，此时不仅落雷密度大，而且雷电流幅值高，线路遭受雷击跳闸集中发生在每年的6月～8月。威远电网所处地区雷害情况较严重，按照雷区等级划分标准，从图1和图2中，不难看出威远属于雷电活动强烈和雷害风险高的地区，每年雷击跳闸仍然是引起输电线路跳闸的首要原因，且90%以上雷击跳闸故障点处于山区线路。

图1 四川电网雷区分布图

图3 内江地区地闪密度分布图

3、故障巡视

雷击故障自动重合闸重合率较高，一般会引起绝缘子雷击闪络，需进行登杆巡视才能找出雷击故障点。如果不能对雷电活动进行有效判断，这对于山区线路盲目地登杆巡视工作来说，无疑是大海捞针。

二、技术特点

雷电定位监测系统（LLS）基于当代雷电物理研究成果，采用卫星同步对时技术（GPS）、地理信息系统（GIS）和雷电遥测、波形传播延时处理以及超量程计算技术，结合“时间到达＋定向”综合定位模型，实时计算显示云对地雷击的发生时间、位置、雷电流幅值和极性、回击次数、每次回击的参数，并以雷击点的分时彩色图清晰地显示雷暴的运动轨迹，是一套全自动、大面积、高精度、实时雷电监测系统，是当代雷电探测和雷电预警领域的高新技术。

三、查找方法

1、查找功能介绍

1.1、查询方式：雷电定位查询有按圆查询、按矩形查询（一般用于定点某个区域的查询）和按输电线路查询（按每条输电线路走廊进行查询）三种查询方式。

1.2、时间选择：时间样式有开始时间+结束时间、中间点+前后时间段两种时间方式。

1.3、查询结果：查询结果有雷电定位分布图和选择时段的雷电信息参数，并可以通过Excel格式导出形成“雷电监测信息查询结果报表”。

2、查找功能说明

1、查询方式选择：每条输电线路耐张杆塔的经纬度坐标及雷电定位点，可以形成该条线路雷电活动区域图。因此，选择“按—输电线路查询”方式，进行故障线路雷电定位更为适合。

2、由于线路故障时间是保护装置的RTU时间，而雷电定位系统时间是GPS时间，所以会有一定误差。因此，我们选择雷电定位时间范围上，选择：中间点+前后时间段方式，扩大故障时间前后范围，进行线路走廊查询。

3、通过查询得到的该条线路雷电定位分布图，可以清晰完整看到故障跳闸时间前后雷击点的定位，分析每个雷击点距线路走廊的距离。通过雷电监测信息查询结果报表”可以查询雷电故障分析所需的各种雷电参数。

四、实效运用与分析

1、线路概况

220kV董茶线于2008年12月02日投运，起于220kV董家湾站，止于220kV茶山站，全线76基杆塔，线路长度31.493km，线路以丘陵、高山地形为主。

图4 路径示意图

2、保护动作情况

2013年08月07日23:25分，220kV董茶线接地距离一段、双纵联保护动作，选相A相，重合闸成功。220kV董家湾站为17.8km。

注：2013年08月07日，故障区段天气情况为：雷雨天气，气温在22℃～29℃间，北风，风力五级，相对湿度为90%RH，降水量120mm，气压1015MPa。

3、故障查找

通过运用雷电定位系统进行故障查找、故障定位及实效分析：

3.1雷电定位系统查询方法

选择220kV董茶线线路查询-故障跳闸时间前后5分钟时间选择进行线路定位查询。

3.2雷击分布查询

图5 线路走廊雷击分布图

3.3雷电参数查询

根据雷电定位系统查询，故障时间点前后5秒钟内，线路周边范围内有2处雷电活动记录，其中故障23时25分内在董茶线附近有2次落雷，雷电流最大不超过11.8kA，与故障时间最近的落雷雷电流为11.8kA，最近杆塔为#45号。时间范围放大，可以查出在测距#44-#48塔周围有落雷情况，雷电流幅值为45.2kA。

3.4故障巡视及故障点确定

国网威远供电公司县检修工区接到调度命令后，随即组织输电运检班人员紧急赶赴现场进行故障点查找及巡视。根据故障测距数据，县检修工区输电运检班制定了以220kV董茶线#45塔为中心，在#43～#48区段分2组进行巡视的巡检方案。考虑到现场地形因素，巡检人员判断#45、#46号杆塔发生故障的几率较高，因此对该区段进行了重点排查。08日08时00分～10时30分，各组陆续抵达故障区段并开展地面检查；10时30分，一组汇报除#46塔通过高倍望远镜观察绝缘子有雷击放电痕迹，其他段未发现明显故障点。

随即，检修公司组织人员对#44-#46杆进行带电登塔巡视，发现#46塔绝缘子有雷击放电痕迹，初步判定220kV董茶线#46塔遭雷击。根据现场地形、塔型判定为雷电绕击造成绝缘子瞬间击穿引起线路跳闸。

图6 220kV董茶线#46塔（A相）

3.5故障暴露的问题

3.5.1输电线路运行工作重视不够，220kV董茶线是我县连界川威集团重要的输电线路，如因雷击线路跳闸而造成电网事故，造成的影响和损失将不可预计。保证线路的稳定运行，是运行维护单位责无旁贷的工作。本次线路跳闸，反映出我们在线路运行维护工作上，仍有许多没有到位的地方。在今后的工作中，我们将进一步狠抓线路运行工作，确保不因为运行维护责任而发生线路故障。

3.5.2输电线路防雷工作仍需加强，我公司按照线路防雷的相关规定，2013年对220kV董茶线进行了全线接地电阻的测试工作，从测试结果看满足规程及设计要求。但除了接地电阻测试工作外，其余防雷工作开展力度不够。

3.5.3运行分析工作加强，通过本次跳闸事件，我公司将一步加强防雷工作分析，组织分析近几年的雷击情况，重新对易击线路、易击杆塔进行确认，并对所辖线路现有的防雷设施进行检查，对所有易击杆塔的接地装置开展一次专项测试。通过对自身工作的加强来减少线路雷击跳闸故障的发生。

4、效果对比

通过运用雷电定位系统查找雷击故障点，减少了故障巡视登杆范围，及时发现雷击故障点，缩短了故障点查找的时间，在运维成本、工作效率上起到明显效果。并为雷电故障性质判定提供有效数据支撑，为故障定性和制定下一步防雷措施提供有力保障。