摘要：架空输电线路和雷击跳闸是影响供电安全的重要因素，因此准确定位雷击故障并识别雷击故障能有效提高和改进输电线路的雷击可靠性水平。针对国内现有雷电故障指示装置不能有效识别雷击性质的不足, 研究了雷击闪络后的电流信号特征及输电线路发生反击和绕击时的电位变化特征, 提出了一种新的雷击故障定位识别方法, 同时开发出了输电线路故障定位装置。
关键词：输电线路；雷击；故障定位；故障识别；接地电阻
1概述
本系统的实现能有效监测铁塔接地电阻，同时提高对地放电与线路雷击事故的定位精度，通过有效监测接地电阻率适时有效的改善接地措施，在极大的加强事故检查准确性与时效性的同时，降低雷击跳闸事故的发生。除此之外，本系统可准确检测到没有导致跳闸的雷击事件，可有效加强线路管理程度，真正做到有测、有防精确定位，防患于未然。
2国内外研究现状概述
最早对跳闸故障原因的辨识主要依据气象条件、线路状态的台账信息以及现场巡线结果进行人工事后判断。随着电网自动化水平的提高，对故障原因进行准确、迅速、智能辨识的需求与日俱增。雷电故障定位系统的发展为雷击故障辨识提供了条件。根据输电线路的雷电屏蔽理论，针对某一杆塔结构，其最大绕击电流是一定的，因此根据雷电定位系统获得的雷电流幅值可以粗略判断雷击跳闸的原因，即大于最大绕击电流的雷击跳闸故障判断为反击跳闸故障，反之则判断为绕击跳闸故障。然而，现有雷电屏蔽分析模型能否完全真实反映实际情况还有待商榷，且雷击本身具有一定的分散性，因此根据雷电流判断雷击跳闸故障类型的准确性较低。而在非雷击故障的自动辨识方面，则还未有较成熟的解决方案。
本项目将以各种故障下暂态行波特征识别为基础，着重对多相闪络、多回闪络、多重闪络等复杂雷击情况下的暂态行波特征进行分析，全面实现雷击故障辨识技术；通过获取输电线路树闪、山火等非雷击故障波形，构建故障行波特征指纹库，提出各种山火、树闪等非雷击故障识别判据。该技术的成功研发将指导线路防跳、防雷工作的开展，极大提升沧州电网运行管理水平。与此同时，项目独创的输电线路非雷击故障原因辨识技术，将是一种全新高效、可靠的技术，具有重大的科研意义及社会效应。
目前国内开展的雷击故障定位研究主要基于雷击闪络后的电流信号特征，采用逐基杆塔安装的方式进行雷击故障的定位，并不能对雷击故障的性质进行识别。
一、项目研究的技术关键与难点。
具有对地放电保护功能的接地冲击电阻测量仪的由接地冲击电阻测量与对地放电定位系统平台软件、数据集线器、测量终端组成；
1.输电线路典型故障智能辨识技术研究
在输电线路故障精确定位与雷击故障性质(绕击与反击)辨识的研究成果上，进一步深化对复杂雷击故障（包括多回线路雷击同时跳闸、绕击多点闪络以及反击多相闪络等）以及常见非雷击故障（包括植被、山火、冰闪、外力破坏等）的智能辨识研究，使输电线路故障跳闸原因的诊断更加智能化。
多相、多回、多重雷击故障原因辨识技术研究
基于系统记录的雷击故障暂态行波波形，研究输电线路在雷击多相同时闪络、同塔多回同时闪络、多重雷击闪络下的绕击与反击辨识技术，全面实现输电线路雷击故障的智能辨识。
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2.树闪故障原因辨识技术研究
构建树闪实验室模拟环境，开展树木冲击放电试验，研究树木冲击放电下幅值、陡度特征；基于系统实测的树闪故障暂态行波波形，研究树闪故障行波特征规律，提出树闪故障的辨识方法。
3.山火故障原因辨识技术研究
基于气、固两相放电理论，建立火焰闪络模型，研究输电线路山火闪络的机理；基于系统实测的山火故障暂态行波波形，研究山火故障行波特征规律，建立山火故障的辨识方法。
4.其它非雷击故障原因辨识技术研究
研究基于人工智能的非雷击故障自学习方法，实现对事故样本开放式自学习，逐步完善冰闪、外力破坏等故障原因的辨识能力。
5.无线自组网技术
无线自组网是20世纪90年代末期由军事技术发展而来的一种自主对等基站网络技术，该技术将每一首发节点均视为中继节点，并允许一对多数据报文中继。鉴于此原理使用无线自组网技术实现的无线网络将具有无可比拟的网络健壮性，与实施便利性。在本系统中使用了ATMEL公司的无线数据芯片，自主开发无线自组网数据报协议，每个监测终端具有1个无线数据芯片以监听模式工作，聆听周围监测终端发来的数据报文，处理并转发出去。单一监测终端可覆盖1.5公里的数据通讯范围。
6.测量接地冲击电阻技术
由于监测终端是扣在塔脚接地线上，埋在地表10厘米下。通过瞬时高压发生器向壳体上的电极释放微妙级高压电，结合特殊定制的互感器进行谐波感应，可以比较准确的测量出该基铁塔接地线的雷击冲击接地电阻情况与数据。
7.对地放电定位检测技术
监测终端通过互感器感应的雷击泄电流情况进行雷击检测。当发生对地放电时，同时相邻几基铁塔的监测终端同时向服务器发送数据，经服务器进行波形分析比对后可以精确定位发生对地放电的铁塔位置，并推算出雷击点、异物放电、鸟闪点、树木闪络、外力放电点等诸多放电位置与两基铁塔间档距的距离范围，其精度理论上可以达到30米。
结语
根据雷电定位系统获得的雷电流幅值可以粗略判断雷击跳闸的原因，即大于最大绕击电流的雷击跳闸故障判断为反击跳闸故障，反之则判断为绕击跳闸故障
b) 通过监测杆塔上电位的突变可有效地对输电线路发生反击的情况进行识别。
装有架空地线的输电线路发生工频接地故障时, 流入故障杆塔两端的避雷线的故障电流方向相反, 大小相差不大, 而流入非故障杆塔的故障电路方向相同, 大小一致。
参考文献
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[5]方志.架空线路防雷接地测试技术探讨[J].中国新技术新产品,2010年24期.
论文作者:石振江,陈曦,周寿华
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/14
标签：故障论文; 线路论文; 山火论文; 雷电论文; 多相论文; 终端论文; 原因论文; 《电力设备》2017年第6期论文;