（国网太原供电公司输电运检室 山西太原 030000）
摘要：雷电是一种自然灾害，输电线路在遭受雷击后，若雷电冲击电流超过线路的耐雷水平，将会导致线路跳闸、绝缘子闪络缺陷，甚至发生导、地线断股及断线等故障，造成线路停运。因此，雷电监测就显得尤为重要。
关键词：雷电定位系统 输电线路 雷击故障
前言
雷电对电力系统的危害是十分巨大的，雷击跳闸一直是电力线路跳闸的主要原因，它有时甚至可以造成导地线断线，绝缘子掉串等事故，对线路的安全运行构成很大的威胁，严重的影响到电力系统的稳定性。雷电定位系统是目前研究雷电活动情况最先进的手段，对电力系统的帮助非常大，在电力系统中得到了越来越广泛应用。
一、基于输电线路专业的雷电定位应用
1、雷电定位系统的组成及定位原理
雷电定位系统由雷电探测站、监测中心服务器、通信网络和用户应用终端等部分组成，如图1 所示。
.png)
雷电发生时，雷电电磁波以光速向四周传播，雷电探测天线将接收到雷电电磁波的信号。信号通过通信设备传送到中心站的相应端口上，中心数据分析处理服务器对各路信号进行处理，根据多个探测站所测得的雷电波方向和到达时间差，经过计算、分析，便可测定雷击发生点的经纬度。测得的雷击位置以图形方式直观反映在用户终端的地理信息系统中。生成的雷电图形直接反映了雷击发生的时间、经纬度、雷电流幅值和极性、回击次数等参数。
2、雷电定位系统在输电专业上的应用
通过对雷击故障及其防范对策的分析可以看出,雷电活动对电力系统的安全稳定运行有着巨大的影响,因此应用雷电定位系统对雷电活动实施严密的监测是十分必要的。目前在输电分公司所应用的雷电定位系统是一整套全自动,大面积,高精度,实时的雷电监测系统,能实时显示雷击的时间和位置,雷电流的幅值和极性,回击次数以及每次回击的参数,雷击点的分时彩色图能清晰的显示雷暴的运动轨迹。发生雷电时,探测站收到雷电波信号以后,通过专线通道将数据实时送到电力公司的雷击位置分析仪。位置分析仪通过定位算法,得出雷击点的具体位置,由于采用了波形畸变压缩技术、超量程计量技术和高精度时钟自校及GIS技术可以非常有效地提高定位精度和探测效率。
二、雷电定位系统在输电线路的应用
具体来说，雷电定位系统在输电线路中的应用主要体现在以下四个方面：
1、指导查找线路雷击点
雷电定位系统最直接也最基本的应用就是指导查找雷击点，为电力企业及时发现故障、排除故障、减少事故隐患起着重要作用。传统的估算和分析累计点的方式是利用继电保护动作情况及故障录波图，但是这种方式单相故障可找到故障点的概率为70%，两相故障或三相故障的准确计算点更少，且存在计算值和故障点不吻合现象，浪费了人力、物力后却依旧不能排除障碍。而雷电定位系统则可以很好地解决这些问题。如果出现疑似雷击的故障，通过调度实时系统提供的故障时间，输入数据库内的输电线路杆塔坐标，对雷电定位监测系统进行查询，就能马上查看到在故障时间时线路附近的雷电活动、雷电活动强度和线路距离、回击次数等参数，为方便、快速找到雷击点提供了有效参考，减轻了维护人员的查障时间和劳动强度，并帮助线路迅速排除故障，减少了停电时间。
2、排除故障因雷击而引起的可能性
事实上，除了雷击外，输电线路故障的原因还有污闪、鸟害、外物放电、绝缘问题等多种原因，但是由于种类复杂且不易查证，使得这些故障真实原因不能及时发现、排除，为故障的再次发生埋下了隐患。而雷电定位监测系统能够快速将因雷击而起的可能性得以排除，使真实原因自动暴露出来。从而为加强对电网的科学管理，保证电力系统安全运行发挥了重要作用。
3、雷害事故分析与反事故措施
根据雷电定位系统所显示的雷电流幅值和极性，结合线路的故障情况、杆塔塔型、导线排列、周围环境等相关因素，能够计算出雷电较活跃地区，帮助反击或绕击的辨别，然后根据具体情况选择相应的反事故措施，比如使用耐雷水平高的绝缘子、可控避雷针等。需要注意的是，绕击和反击的情况不同，反事故措施也有较大差别。一般情况下，反击时需要较大的雷电流才能形成，而绕击时只要电压大于绝缘子的耐受电压就能导致绝缘子闪络。所以在反事故措施上，改造杆塔地网对反击效果明显，但对绕击就很微弱；安装线路可控避雷针时，对绕击防护来说，1相或2相就够了，但反击则不行。
4、掌握雷电活动资料
雷电定位系统在掌握雷电活动资料方面具有极为突出的优势，是任何技术手段或装置都无可比拟的，除了如实反映该地区的雷电情况外，还可以进行横向、纵向比较。LLS除了能够统计该地区的雷电日、落雷密度等雷电参数，还能够对雷电流幅值的分布情况以及雷击频率等做有效显示和记录，对输电线路的耐雷水平和防雷设施进行有效评估，并能够根据故障情况辨别是绕击还是反击，从而提出相应的排除故障和防雷措施，维护电力系统正常运行。
三、雷电定位系统应用存在一定的误差
定位精度误差和系统间GPS 时钟误差是雷电定位系统定位不够准确的主要原因。但是在当前的系统算法及定位条件下，定位精度无法得到进一步的提升，而完全统一各变电站（所）与雷电定位系统的时钟也存在一定的困难。因此，对于带有距离保护的110 kV 及以上线路，仍应重视故障测距数值，但对于含分支线的线路，由于以往只能依赖故障距离这一参数，一旦雷击故障测距位置超过线路T 接点，就很难确定故障点所在的支线。通过雷电定位系统，可以快速判断雷电所在的区域，以故障测距点为基础，结合雷电定位系统给出的雷击点进行综合判断，以尽快确定巡视范围。
而对于没有距离保护装置的35 kV 及以下线路，系统给出的落雷点分布可作为故障查询的主要依据，在低落雷密度情况下，可仅对落雷点附近的若干杆塔展开故障点的查找工作； 当落雷密度较高时，应在确保雷击点时间与保护动作时间尽量重合的情况下，以雷电分布为基础，结合线路以往易雷击区段、杆塔所处的位置地形、雷电流的大小等进行综合分析，合理划分巡视区段，以达到尽快查获故障点的目的。
另外，低落雷密度情况下发生线路跳闸时，可能出现检索不到雷电的情况，原因主要是雷电测量误差或者杆塔录入GPS 坐标精度有误差以及雷电探测基站未捕获雷电信息。出现这种情况时，可适当扩大检索半径，如将默认的1 km 增大到2 km。若依然无法检索到雷电，文中认为，超过2 km 以外的落雷点将不再具备参考意义。
结束语
总之，雷电定位系统可以对雷电进行定位，并记录雷电信息，通过查询雷电定位系统可以方便的得到线路附近的落雷信息，可以很好的指导维护部门查找故障点，降低维护部门的工作强度，但雷电定位系统还存在一定的误差，需要广大电力企业应认真总结经验，使雷电定位系统充分发挥出其应有的效用。
参考文献
[1] 康青春.排除雷击故障的启示[J].西部广播电视. 2003(04) .
[2] 于家广,郑福旗.一种防止雷击故障的好方法[J].中国有线电视. 2004(14).
[3] 姜凯新,王同明.雷击故障点的选择性控制[J].电力建设. 2002(05) .
[4] 黄忠泽. 220kV赵匡线雷击故障分析[J].山西电力. 2004(06).
论文作者:刘瑞
论文发表刊物:《电力设备》2015年第9期供稿
论文发表时间:2016/4/19
标签：雷电论文; 故障论文; 定位系统论文; 线路论文; 杆塔论文; 绝缘子论文; 误差论文; 《电力设备》2015年第9期供稿论文;