关键词：配电线路设备；雷击定位技术；开发
1线路雷击机理及防雷措施分析
1.1线路雷击机理分析
线路雷击类型可根据雷电过电压的形成过程分为直击雷和感应雷。直击雷是雷击发生在杆塔、避雷线或者绕过避雷线绕击在线路上；感应雷是在线路附近发生雷击时，线路周围的空间电磁场突然改变引起的感应雷过电压。雷电流的波头长度平均在2.6μs左右，半波峰时间平均为50μs。当直击雷或感应雷作用在配电线路上时，横担高处与线路之间的电位差非常大，极易导致绝缘子闪络，进而引发线路跳闸。雷击过电压使绝缘子发生闪络，产生的短时电弧电流击穿绝缘线路的绝缘外皮，使其呈针孔状，不会使线路发生断线。长时间的工频短路电流是由闪络通道引起的，绝缘外皮阻碍了其沿线路的移动，使高温弧根在线路的击穿点处燃烧，降低了线路拉断强度，在拉伸应力等作用下极易造成断线。
1.2防雷措施
防止线路雷击断线的重点是如何处理工频短路电流。目前，配电线路的防雷措施主要分为安装避雷线以及安装防雷金具。避雷线位于线路上方，由于存在高度差，尽量使雷击落在避雷线上，然后由接地装置将雷电流导入大地。防雷金具指防护线夹、闪络保护型线夹等设备，将绝缘子周围局部线路的绝缘层剥除后安装，发生雷击时，通过转移工频电弧弧根或使其在金具上燃烧，从而保护绝缘子及线路不被损伤。目前一些新型避雷器将二者的功能相结合，首先利用避雷线原理降低线路被雷击的概率，在遭受雷击过电压时，利用防雷金具的原理释放工频短路电流，以达到保护线路的目的。
2配电线路设备雷击定位技术的优点
2.1减少客户停电时间，提高供电可靠性
利用雷电定位系统可实现故障点快速定位，缩小运维人员雷雨天气巡视范围，减少巡视时间，达到故障线路快速复电的要求。基于雷击定位技术，收集线路易受雷击点等运行数据，有利于雷击故障快速复电方案的制定，应用到运维单位各线路，固化查障的模式和方法，通过雷击定位技术，可以减少客户停电时间，提高供电可靠性。
2.2提高线路健康水平
通过雷电定位系统得出的数据分析，有利于运维单位掌握管辖区内配电线路易受雷击的线段，建立易受雷击线段“黑点”档案进行管控，并采取差异化运维。雷击“黑点”档案可运用到配网线路的规划中去，新建线路应尽量避免线行经过该区域，易受雷击线段改造时应充分考虑防雷措施，逐步提高线路健康水平。
2.3减少户外作业时间，有效防止人身触电事故发生
雷雨天气线路雷击容易造成断线，发生人身触电事故，有了雷电定位系统，雷雨天气就可以先在办公室通过雷电定位系统进行数据分析，定位故障地点，等雨停之后再组织人员到现场查看并隔离故障，减少运维人员在户外的作业时间，从而有效防止人身触电事故发生。
3配电线路设备雷击定位技术开发的必要性
雷击故障复电工作是运维单位所执行的一项重要工作，直接影响着客户的满意度。目前为止，查找雷击故障的手段仍然过于单一，人工线路查障作为主要手段，存在查障范围广、难度大、时间长、工作效率低下等问题，具体表现如下：（1）当发生雷击导致线路跳闸时，在停电范围比较大的情况下，运维人员查障范围广，查障时间长，查障难度大，线路故障隔离和恢复供电时间延长，难免导致客户对停电时间长感到不满，从而造成投诉变多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（2）当发生雷击损伤绝缘子时，从外观不易发现绝缘子被击穿损伤，这就加大了运维人员查障难度，将使线路故障隔离和恢复供电时间延长，导致客户不满意，投诉变多。（3）雷雨天气线路遭雷击易发生断线，运维人员在户外作业时易发生人身触电事故。依靠人工查找故障的情况下，雷击故障复电工作十分被动，无法达到快速复电的要求。因此，有必要开发配电线路设备雷击定位技术，利用雷电定位系统实现故障点的快速定位，缩小运维人员雷雨天气巡视范围，减少巡视时间，达到故障线路快速复电的要求，减少运维人员在户外的作业时间，有效防止人身触电事故的发生，提高配网线路设备运行的可靠性。
4配电线路设备雷击定位技术的实现
4.1配电线路设备坐标数据
基于雷电定位系统定位功能，定位、收集配电线路设备坐标数据，对复杂的坐标数据进行整理、优化，得到一套完善的基础坐标数据。
4.2雷电定位系统平台
雷电定位系统是一整套全自动、大面积、高精度、连续性、实时雷电监测系统，能实时显示雷击的发生时间、位置、回击次数等各种雷电参数，并且能够做到雷电信息的实时共享，是当今观测和研究雷电并进行雷电预警的高新技术。将KML基础数据文件导入系统，通过系统处理就可以把KML基础数据文件转化为线路的地理接线图，当线路发生雷击故障时，可在雷电定位系统上实现配电线路设备雷击自动定位。
5配电线路设备雷击定位技术的应用
5.1雷击故障的定位方法
目前，配电线路的雷击故障定位主要使用线路故障指示器，将其安装在线路分支、各线路段等位置，当线路过流峰值和持续时间达到指示器的设定值时，其指示窗口由白色翻转为红白相间，便于故障区段定位。故障指示器便于线路巡检人员确定故障分支，但仍存在指示器误动、指示器由于故障处在红白相间位置、故障定位工作量大等问题，有待寻找新的定位方法。在雷击过电压的初始阶段，由于其等值频率很高，配电线路可以等效为分布参数模型，雷击过电压以行波的形式传到线路两端。故障点处的波阻抗与正常位置不同，行波在故障点处发生折反射，杆塔上的雷击故障定位装置捕获到行波信号后，根据行波速度及设备记录的时间即可计算出故障点位置，即行波定位法。单端行波法只使用单侧采集的故障行波信息，不需要考虑线路两端检测设备数据同步和传输的误差，测距精度相对较高，且原理简单，设备投资小。
5.2雷击故障查找成效
某供电公司选取服务区域内某10kV配电线路为试点，装设雷击故障定位装置。将信号监测设备分布安装在配电线路的线路分支、各线路段等位置，用于采集线路上的工频信号和异常行波信号。GPS精确对时后，雷击故障定位装置将采集到的信号通过GPRS传输到后台软件，进行数据计算和处理，线路巡检人员根据软件定位结果寻找雷击故障点。经过2018年夏季的试点验证，雷击故障定位误差一般在3～4基杆塔以内，极大减轻了线路巡检人员的工作负担，缩短了恢复供电的时间。
结束语
总的来说，配电线路设备雷击定位技术有利于运维单位实现故障点快速定位，缩小查障范围，减少客户停电时间，提高供电可靠性等。
参考文献：
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论文作者:张彧洋
论文发表刊物:《中国电业》2019年17期
论文发表时间:2019/12/11
标签：线路论文; 故障论文; 雷电论文; 复电论文; 过电压论文; 设备论文; 发生论文; 《中国电业》2019年17期论文;