雷電定位系統在電力系統的應用

駱相萍

（烏海電業局變電運行管理處，內蒙古 烏海 016000）

對雷電進行監控，以了解和防止雷電對電力系統正常運行的影響，雷電監測系統正是應這個要求而出現的，雷電定位系統由數據采集、數據分析、與數據應用三個部分組成,是一整套全自動、大面積、高精度、實時雷電監測系統，能實時顯示云對地雷擊的發生時間、位置、雷電流幅值和極性、回擊次數以及每次回擊的參數，雷擊點的分時彩色圖能清晰的顯示雷暴的運動軌跡。發生雷電后，探測站收到雷電波信號以后，通過專線通道將數據實時送到湖北省公司的位置分析儀。位置分析儀通過定位算法，得出雷擊點的具體位置，并且由于采用了波形畸變壓縮技術、超量程計時技術和高精度時鐘自校及GIS技術可以非常有效的提高定位精度和探測效率。

1 雷電定位系統的應用

1.1 指導查找線路雷擊點方面

雷擊故障是影響電力系統安全運行的主要因素。一旦發生懷疑是雷擊的故障，根據調度實時系統告警瀏覽提供的故障時間，查詢雷電定位監測系統終端，可以快速得出在故障時間時線路中的那些部分附近有雷電活動，其強度有多大，距離線路有多遠，回擊次數有多少等參數，對線路雷擊點的定位提供了快速、準確的參考，并且大大減輕了維護人員的查障勞動強度，極大的縮短了線路故障停電時間。

1.2 雷電定位系統在排除故障因雷擊而引起的可能性方面

利用雷電定位監測系統，可使原來難以排除的故障因雷擊而起的懷疑得以排除，使故障的真實原因（如污閃、鳥害、外物放電、絕緣問題等）得以暴露出來并引起重視，加強對電網的科學管理，對落實各項具體措施保證電力系統安全運行起到積極作用。

1.3 雷電定位系統在雷害事故分析與反事故措施方面

利用雷電定位系統給出的雷電流幅值信息和極性，結合現場故障情況、故障部位、桿塔塔型、導線排列方式、周圍地形地貌等方面,分析得出雷電較活躍地區,辨別線路的繞、反擊形式，然后有針對性地采用有效的反事故措施 (比如桿塔地網的接地改造、更換耐雷水平高的絕緣子、安裝可控避雷針等)。繞、反擊的反事故措施是有很大差別的，比如改造桿塔地網對提高反擊耐雷水平有效，但對繞擊的效果就很差；安裝線路可控避雷針時安裝1相或2相對繞擊防護就夠了。

1.4 雷電定位系統在掌握雷電活動資料方面

雷電定位系統在掌握雷電活動資料方面的應用是其他技術手段和裝置所無法代替的。利用LLS不僅可以統計出雷電日、落雷密度等雷電參數，還可以統計出雷電流幅值的分布曲線、線路雷擊次數等參數，科學評估輸電線路的耐雷水平及各種防雷設施的有效性，根據雷電流的大小結合故障情況辨別線路的繞、反擊形式，以采取有針對性的防雷措施保證系統運行，這在以往是很難做到的。

運行年數越長的輸電線路設備遭受雷擊的機率就越大，輸電線路設備在氣候惡劣時抗拒自然災害的能力差，電器性能老化等，是造成雷害事故的主要原因。

2 針對雷害采取的措施

對輸電線路接地體利用春、秋兩季安全大檢查全面進行檢查，周期性接地電阻測試和每年進、出發（變）電站（廠）兩公里接地電阻測試。使用降阻劑、敷設鐵砂進行降阻。及時更換不合格接地。對重污區、重雷區采用絕緣調爬，增加爬距。帶電測試、及時更換劣質、零值絕緣子定期進行年度綜合性檢修，定期清掃絕緣子。110KV輸電線路水泥電桿采用明敷接地線。

3 防止雷擊跳閘的措施

重點地段、重雷區改桿換塔，采用藕合地線。重雷區部分桿塔安裝可控避雷器。

3.1 架設避雷線

架設避雷線是輸電線路防雷保護的最基本和最有效的措施，其主要作用是防止雷直擊導線，同時還具有以下作用：分流作用，以減小流經桿塔的雷電流，從而降低塔頂電位；通過對導線的耦合作用可以減小線路絕緣子的電壓；對導線的屏蔽作用還可以降低導線上的感應過電壓。

同時，為了提高避雷線對導線的屏蔽效果,減小繞擊率（雷電繞過避雷線打到導線上）,避雷線對邊導線的保護角應盡量小，一般在 20°～30°左右。

3.2 降低桿塔接地電阻

降低桿塔的接地電阻可以減小雷擊桿塔時的電位升高，這是配合架設避雷線所采取的一項有效措施，既二者的防雷作用是相互的。有避雷線的線路，每基桿塔的工頻接地電阻在雷季干燥時不宜超過《架空送電線路運行規程》的要求。在我們每年的接地搖測中，對于接地阻值過大的地網，采取增大地網型號或增加地網輻射線的方式進行處理。

3.3 架設耦合地線

在降低桿塔接地電阻有困難時，可采用架設耦合地線的措施，即在導線下方再架設一條地線。它的作用主要是加強避雷線與導線間的耦合，使線路絕緣上的過電壓降低，其次能增加對雷電流的分流。

3.4 加強線路絕緣

由于輸電線路個別地段需采用大跨越高桿塔(如：跨河桿塔)，這就增加了桿塔落雷的機會。高塔落雷時塔頂電位高，感應過電壓大，而且受繞擊的概率也較大。為降低線路跳閘率，可在高桿塔上增加絕緣子串片數，加大大跨越檔導線與地線之間的距離，以加強線路絕緣。對重要跨越處（國道、鐵路等）的桿塔逐步進行雙掛點改造,且用的是雙串合成絕緣子，這一措施有效地加強了桿塔絕緣的強度。

3.5 安裝線路可控避雷針

我們知道，即使在全線架設避雷線，也不能完全排除在導線上出現過電壓的可能性，安裝線路避雷器可以使由于雷擊所產生的過電壓超過一定的幅值時動作，給雷電流提供一個低阻抗的通路，使其泄放到大地，從而限制了電壓的升高，保障了線路、設備安全。我們在220KV天路線、110KV羅英線上安裝呢可控避雷針正在運行中驗證其防雷效果。

3.6 雷電監測信息化

隨著當今網信息技術的快速發展，輸電線路的雷電監測已實現網絡化，之前我工區已對所轄線路進行了GPS桿塔定位測量，省調通局根據我們上傳的測量數據定制了輸電網落雷監測圖，每次的雷雨天氣之后均可通過雷電監測系統查詢線路上的落雷情況，這為我們的故障點定位和故障原因分析提供了及時準確的、科學的依據。

總之，輸電線路的防雷并不只是以上一些措施就能徹底解決的，而是一個任重而道遠的任務，肯定在今后的線路維護工作中還會遇到新問題，隨著我們運行管理經驗的不斷豐富，再將成熟的新方法和新技術運用到實際工作中去，相信我們的線路防雷工作一定會提到一個更高水平。

[1]趙文光，王華，張文亮，吳維寧.雷電定位與雷電信息系統 [M].水電能源科學，2001-12-30.