摘要：雷电定位系统作为指导故障巡视的重要手段，可以帮助电力企业在较短的时间内查找雷害故障位置，做出事故分析，并根据情况制定有效的反事故措施，其对雷电活动资料的掌握也可以帮助输电线路的雷击情况做出预见性分析。对此，本文分析了线路雷击故障，提出了输电线路中防止雷击的重要举措，探讨了雷电定位系统在输电线路的应用。
关键词：输电线路；雷击故障；雷电定位系统
众所周知，输电线路相当于整个电力网络的动脉，一旦输电线路发生故障将直接导致整个电网陷入瘫痪，直接造成电力用户产生经济损失，而雷击造成输电线路发生故障的后果更为严重，所以如何能及时排除输电线路故障是能将因输电线路故障造成的损失降到最低的最有效的办法。通过雷电定位系统的应用，一方面可以提高电网的生产管理水平，提升电网在雷雨季节遭受雷害时应对故障的判断能力；另一方面，通过雷电定位系统对雷电故障范围及性质进行判定，可以有效缩短故障查找与处理时间，而故障点的快速准确定位则是保证故障点及时排除的先决条件。最后，通过雷电定位系统应用可以对雷电活动的进行统计分析，寻找雷电活动的规律，为电网防雷提供科学依据，对确保电力网络安全稳定运行都有着重要意义。
1线路雷击故障的分析
(1)输电线路电压等级越高，其耐雷水平越高，雷击跳闸率相对越低。(2)线路雷击跳闸故障集中出现在每年的4～9月份。(3)输电线路遭受雷击后，都存在明显的雷击点。如山区或山背豁口位置，水田与山脚的交叉处，空旷地带等都易发生雷击。(4)输电线路在雷击处留下的痕迹有以下明显特征可以观察到：在一般情况下，雷击很少重复闪络，雷电流一般沿绝缘子串爬闪，易造成连续数片绝缘子闪络。并在线夹与防振锤之间导线上留下痕迹，由于作用时间较短，导线烧伤面积较大；雷击闪络还能烧伤导线挂线金具、避雷线悬挂点以及避雷线的放电间隙，由于接地引下线的连接螺栓松动或接地电阻值较大，会在接地螺栓处留下明显的烧伤痕迹，甚至在拉线楔形线夹、UT线夹、UT线夹与拉棒联接处留下烧伤痕迹。
2输电线路中防止雷击的重要举措
2.1 在输电线路当中选择合适位置假设一定数量的避雷线
雷电天气发生以后，整个雷电云层往往携带有大量的电荷，这就需要我们采取一定的措施引导雷电向避雷线部位进行放电，然后将避雷线放出的电荷通过塔杆以及相应的接地装置导入大地，从而保护输电线路的安全。同时相应电力技术人员可以采取一定的措施降低塔杆入地的电流，这在很大程度上能够降低塔顶的电势，这对于保护输电线路的安全也是非常重要的。
对于66kV以上的输电线路应该在输电线路全线设置避雷线措施，这个工程中也要设置一定的保护角，保护角的大小一般在25度和35度之间。保护角的主要作用是保证避雷线路对于输电线路的屏蔽效果，减少雷电的绕击概率。对于220kV以上的输电线路在施工时必须架设两根避雷线以及设置一定的保护角，这种情况下的保护角一般小于14度，对于一些特殊情况还应该设置一定的负保护角。此外，从理论分析和实践表明对于35kV以下的输电线路一般情况下不设置全线避雷线，保护角的大小也不固定随着塔杆结构而改变。
2.2 降低输电线路当中塔杆结构的接地电阻
通过科学的计算和相关实践均表明降低输电线路中塔杆结构的接地电阻能够在很大程度上降低输电线路中的跳闸率。其具体原理是降低塔杆接地的电阻，能够使塔杆在受到雷击时降低整个塔顶的电位升高幅度，塔顶电位升高幅度的降低也能够使绝缘子承受的过电压程度降低，这就加强了整个塔杆的耐雷击能力，有效的降低输电线路的跳闸率。
2.3 输电线路中架设一定数量的耦合线路
在实际的电力系统施工时如果条件有限，不能很好的降低输电线路中塔杆结构的接地电阻，可以在导线的下方铺设一条接地线路。导线下方的接地线路的重要作用是实现对于雷击时产生电流的分流，使避雷线路和输电导线在很大的程度上都能发挥好自身的作用，实现两者之间的耦合作用。经过我们调查发现，这种方法在降低输电线路跳闸率方面有着非常好的效果。
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2.4 在输电线路末端装设自动重合闸设备
经过我们调查统计发现，在国内66kV以上的输电线路重合闸的成功率在百分之七十至百分之九十之间，35kV以下的输电线路的重合闸成功率在百分之五十至百分之七十之间，这在就说明在输电导线末端装设自动重合闸设备能够在很大程度上提高输电导线整体的运行稳定性。
3雷电定位系统在输电线路的应用
3.1 定位输电线路雷击故障点
定位线路雷击故障点是雷电定位系统中基础功能的应用，主要是给电力企业提供线路故障排查、排除安全隐患。在传统方法中，查找雷击故障点最常用的手段是继电保护动作情况与故障录波图。在此方法下，单相雷击故障点定位准确概率约为 70%，两相、三相故障定位概率则更低。还有时出现计算值同雷击点错位的情况，不仅造成人力物力浪费，更可能延长故障点的查找时间和事故处理时间。在使用雷电定位系统情况下，能够有效规避传统方式中的缺陷，根据调度实时系统提取雷击点时间，将数据库中的杆塔坐标录入，再通过监测系统查询，即刻就可收到线路故障时间段及其区域内雷电情况，发生处跟输电线之间距离、雷击次数等数据，这给查找雷击点、排除故障带来准确参考，极大降低了线路维护工作者排查故障用时及工作量，还能够准确、快速修复故障点，对居民而言，能够大大降低因停电而带来的不便。
3.2 提供判断雷击故障的科学依据
实际上，不仅仅是雷电，导致输电线路故障的其他因素也有许多，譬如：外力破坏、树木放电、线路绝缘击穿、鸟害、电路老化等，这些问题在输电线路日常维护中都是重要勘察对象，但是要彻底清除这些故障隐患点也是不可能完成的任务，因此这给判断事故类型是否为雷击带来了干扰。但雷电定位系统很好的清除了这些干扰项，它将探测到的雷电参数、位置信息与运行中的线路杆塔位置信息一比对，即可判断出该处是否发生雷击，就很轻松的排除了判断雷击故障的其他干扰项。这为输电线路雷击故障点判定、查找和快速对故障点进行及时抢修提供了时间保障，对电网的稳定运行打下了一个坚实的基础。
3.3 雷害事故分析与反事故措施
当输电线路因雷击发生故障时，雷电定位系统能根据雷电检测器反馈的信号及时有效的判断雷击电流的大小，并根据雷击点周围杆塔类型、导线的连接状态以及周围环境因素等，准确计算出故障点的位置，还能以经纬度等数据反映到地图上，为相关检修部门实施故障巡查和检修等反事故措施提供有利帮助。不仅如此，雷电定位系统还能实时检测每一个地区发生雷电的状况，一旦某一地区发生雷击时间就会录入系统，在长期的检测下能准确定位雷击高发地区，当该地区发生雷击导致输电线路故障能缩小故障点排查范围，为定位故障点节省了时间，与此同时准确定位雷击高发地区还能为有关部门防范雷击提供参考，从而做好该地区输电线路防雷击措施。雷击分为反击和绕击两种电击方式，反击时要求雷电电击电流较大才能形成，而绕击则只需要电击电流大于绝缘子能耐受的最高电流即可。所以在针对雷击建立反事故措施时要要着重考虑绕击所带来的事故危害，不能只针对反击采取避雷针、改造杆塔等措施，这些措施不能很好的防范绕击所带来的事故危害。
3.4 掌握雷电活动资料
雷电定位系统之所以比其他防范雷电事故的性能更高的原因就在于，雷电定位系统能有效掌握区域雷电活动的资料，这是其他措施所不具有的。雷电定位系统不仅能实时反映某一区域雷电活动情况，还能进行纵向、横向比较，能更加准确的重现地区雷电活动情况。不仅如此，雷电定位系统还能准确记录雷击发生时的电流大小、幅值，并结合如期作出周期记录，对输电线路进行防雷改建提供有效参考。
随着我国电网的持续发展，对雷电定位系统的探测效率和精度提出了更高要求，对高级应用功能(如雷电预警功能、雷电自动查询诊断)也提出了更深层次的需求。另外，如何将海量雷电数据应用于输电线路防雷设计改造也是今后输电线路防雷工作发展的一个重要方向。
参考文献
[1]蔡汉生，陈喜鹏，史丹.南方电网雷电定位系统及其应用[J].南方电网技术，2015(01).
[2]李文飞.雷电定位系统在输电线路故障点巡查的应[J].低碳技术，2016(18).
论文作者:石徐磊
论文发表刊物:《电力设备》2017年第2期
论文发表时间:2017/4/7
标签：雷电论文; 线路论文; 故障论文; 定位系统论文; 避雷线论文; 输电线论文; 导线论文; 《电力设备》2017年第2期论文;