基于雷電分析的輸電線路快速故障查線方法探討

（國網陜西省電力公司檢修公司，陜西 西安 710000）

雷電引起的跳閘事故頻發，雷擊跳閘事故嚴重影響供電安全以及供電系統穩定性。因此，分析雷擊特征,快速查找出故障位置,對恢復供電具有重要的意義。

1 輸電線路雷電概述

雷電是一種大氣中放電現象，這類放電現象主要體現在兩方面：感應雷以及直擊雷。

感應雷的含義就是帶有一定數量電荷的云積層。如果導線和某重電荷發生反應，原有電荷和現有電荷發生疊加就會產生過電壓的雷擊現象。

直擊雷則有兩種表現方式，其一就是雷電反射沖擊，主要過程是電桿塔或是避雷線遭受雷擊后，落雷點和導線的電壓差比線路絕緣的放電電壓還大時，就會導致導線遭受過電壓的沖擊。反擊雷通常會在受雷擊物體上留下雷擊痕跡，通常反擊雷反擊處為受雷擊物體的最高點以及接地點。其二是雷電環繞沖擊，主要過程為：在沒有避雷線路的情況下，直接擊中導線；在有避雷線的情況下，避雷針失效從而擊中導線。導線會出現過電壓現象，同時導致導線出現放電痕跡。

雷擊對電路主要的破壞有兩類：一是導線遭雷擊后產生過電壓現象造成電路短路，這也是雷電事故中電路跳閘的主要因素；二是導線遭雷擊后出現過電壓波，沿著導線路線影響變電所內的工作，對變電所的電力工作造成安全隱患。

2 雷擊故障查線

2．1 故障查線流程

圖1 故障查線流程

調度通知：線路故障跳閘后，調度及時收集故障錄波、行波測距等相關信息，給出故障處理判斷信息，并將相關信息通知線路運維管理單位。

故障反應：在接收到電路故障的反饋信息后，維修部門要根據當地的氣候情況、雷電的具體位置、實時巡查情況等具體狀況來進行信息的分析，簡單推測出故障類別。

故障點查線：運維單位根據初步判斷結果，在確保人員安全的前提下做好線路查找及現場勘察，認真查找故障點，并根據故障類型，做好現場故障信息收集。

疑似故障點判斷：查找到故障點后，現場對故障點進行判斷，分析故障類型，排除其他故障原因，確認后將信息反饋至運檢部門。

故障分析：發現故障點后，運維單位及時組織開展故障分析工作，在故障發生后3日內按要求完成故障分析報告編制并報至上級公司。需要技術支持時應及時匯報上級公司進行協調，上級公司應根據故障情況組織科研、設計單位專家參與現場調查及故障分析。

2．2 故障查線方法

（1）故障查線前期準備。輸電線路發生雷擊故障后，需收集的故障信息包括：故障時間、故障相別、線路重合閘（再啟動）情況、故障測距（故障錄波測距、行波測距、保護測距等）、故障電流、雷電定位數據、在線監測數據、氣象信息、線路臺賬信息、現場設備情況、護線員報告以及其他與線路故障相關的信息，便為事故分析提供參考。

①故障錄波顯示圖。故障錄波顯示圖中的體現內容較為廣泛，例如故障的持續時間、故障類別、故障的測距、電壓變異區間等。這些故障信息可以間接推測出故障的籠統性質。雷擊導致的電弧短路是一種接近金屬質地的問題，九成以上都為單相接地故障，故障錄波顯示圖上的具體圖像為正弦波，通常故障時間較短。通常這類問題可以通過重合電閘來進行修復。故障錄波圖的主要表現信息顯示，故障電流量大，是普通電流的四倍之上。故障測距之間差值不大，之間沒有空缺或是交互。故障測距顯示了具體的故障區域。②雷電定位導航。這一導航系統的主要功能是進行雷電位置的查找。在查找結果中可以體現出跳閘電路的雷擊時間點以及雷電嚴重程度和雷擊的具體位置及路線關聯的桿號和距離，進行故障信息初步收集和分析，并對故障類型進行初步判斷，綜合應用基礎信息進行故障查線范圍確定。同時故障測距的信息可以顯示具體故障位置。并結合以往線路跳閘的經驗、線路平斷面圖、雷電定位系統等進行部分修正，以確定合理的查找范圍，縮短查找時間。

（2）制定故障查線方案。當線路故障跳閘后，根據線路的狀態和故障查線方式辦理相應的電力線路工作票，并制定故障查線方案：①根據初步判斷的故障類型與故障區段，制定故障查線方案。應明確規定查線內容、查線裝備、查線計劃、查線方式、查線線路區段、查線人員安排及查線注意事項等。②根據故障查線方案確定故障查找工作負責人、查線人員并劃分查線小組。備齊所需查線裝備并配發至各查線小組，應注意確保各類工器具、儀器儀表均在檢驗有效期內且能夠正常使用，通訊設備保持暢通。③由工作負責人組織對全體故障查線人員，根據故障查線方案及相關技術標準，進行安全技術交底。

同時，將故障的具體信息、分析所得的故障結論、故障現場狀態以及巡查的重心問題對全體工作人員進行詳細的解說，讓人人都心知肚明。建議將故障的大概區域作為中點，向兩頭進發進行故障巡查。對于跳閘的疑惑部位進行重點排查，提高工作質量。相關的故障排查人員要認真負責地進行巡查工作，不得有一絲一毫的工作疏忽。在完成故障排查工作后，確保可疑故障區域的電路安全后，再對整體線路進行故障排查工作，同時，可以在線路內部采取交互巡查的方式進行排查工作。

2．3 故障查線內容

故障發生后，應合理組織故障巡線人員進行地面與登塔查線。發現與故障有關的可疑點時,應收集起來并進行拍照，將故障點周圍情況作好記錄,作為事故分析的依據。

（1）地面查線。線路發生故障時，無論是否重合成功，均應及時組織地面查線。地面查線的重點查找部位包括：桿塔基礎、接地裝置（接地電阻測量）及通道環境，主要包括接地裝置檢查、調查掌握現場天氣情況、現場地形、基礎放電痕跡、周邊居民調查情況等信息，注意掌握走廊環境的變化及故障設備的運行狀況。

（2）高處查線（登塔或無人機）。地面查線未能發現故障點時，地面上不易看清楚的絕緣子、金具、導地線等線路部件閃絡痕跡等情況，應采取高處查線。高處查線的重點查找部位包括：檢查引下線與塔身結合部位是否存在電流灼傷的痕跡；檢查絕緣子串（特別是兩端各1～2片絕緣子）是否有明顯閃絡痕跡；檢查導線側均壓環或絕緣子串附近導線上是否有明顯閃絡痕跡；檢查絕緣子串掛點附近塔材、金具上是否有明顯閃絡痕跡；檢查架空地線放電間隙是否有燒傷痕跡；檢查避雷裝置是否有動作情況；若在塔身附近未找到閃絡痕跡，檢查檔內導地線上是否有明顯閃絡痕跡。

進行高處查線檢查前，應確認作業范圍，攜帶好專用安全工器具，并采取相應的安全措施。

3 雷擊故障防范建議

以故障分析、線路“六防”等為切入點，收集近年來輸電線路各類典型雷電故障案例，深入分析故障原因、總結規律并進行防雷知識儲備，結合輸電線路雷擊跳閘分析與雷電定位系統監測數據, 對新建線路優選線路走廊，降低地線保護角設計，或對雷擊點有針對性地采取防雷輔助措施如降低桿塔接地電阻、架設耦合地線采用不平衡絕緣方式、裝設自動重合閘、采用消弧線圈接地方式安裝線路避雷器，降低線路雷擊跳閘率，最重要的一點，加強線路的運行維護，提高其質量，確保線路處于在控、可控狀態。

4 結語

總而言之，輸電線路的雷擊事故嚴重影響電網的安全穩定運行。科學分析雷電事故的潛在原因，總結出一套行之有效的快速查找故障的方法，對于輸電線路的運維搶修具有重要的意義。