输电线路雷击故障查找方法及运用
供电企业输电线路非常容易出现跳闸故障，引发这一故障问题的主要原因就是雷击。本文结合“三维定一点”雷击故障点快速查找方法与输电线路故障测距方法两大技术内容探讨了它们在实际故障排查中的有效应用过程。
标签：输电线路；雷击故障；查找方法；“三维定一点”；故障测距
对于输电线路故障的排查与运行维护需要做到及时、准确、可靠，保证故障定位重心围绕故障原因分析展开，最终再制定针对性防护措施方案，避免此生故障的再次产生，确保电网运行安全。
一、广西某地区输电线路雷击故障现状
本文以广西某地区为例，该地区的输电线路经常出现雷击故障，特别是一到每年的雷雨季节其遭受雷击事故非常频繁，例如跳闸事故，它对电网的安全稳定运行造成了严重影响。根据统计结果发现，从2014～2017年4年间该地区的输电线路故障跳闸超过60次，其中有43次是由雷击所引起的，雷击成为当地输电线路故障跳闸事故发生的主要原因。
在输电线路被雷击后，当地供电局技术人员也第一时间确定了遭受雷击的杆塔位置，并通过各种技术手段消除线路故障，恢复供电。不过考虑到雷击事件存在极大的破坏性、随机性和隐蔽性，所以对故障点的定位非常困难，容易导致线路事故的严重隐患。就目前来看，该地区电力系统已经启用了调度SCADA实时监控系统、雷电定位系统等等作为主力雷击判断设备，专门针对雷击点进行全面搜查，但耗费了相当长的时间与相当大的精力，得不偿失。
因此，总结输电线路累计点查找工作经验，积极创新思考新的查找方法，实现技术灵活运用是非常有必要的[1]。
二、广西某地区输电线路雷击故障的查找方法运用
为了有效规避传统中盲目的“地毯式”故障排查方法，为供电企业节约大量人力、物力與财力，当地就专门提出了“三维定一点”雷击故障点快速排查方法，它能够结合计算机系统信息来有效缩小故障排查范围，提高工作效率，有效缩短输电线路雷击点的目标查找时间。
（一）对“三维定一点”快速排查方法的技术要点阐述
所谓“三维定一点”，首先它的一点即为雷击点，而第一维就是雷电定位系统。传统中雷击地点无法准确定位，发生时间突然，一旦发生必将在短时间内就造成线路跳闸事故，所以巡线人员需要从头到尾排查线路故障问题，必要时还要登杆塔查事故原因，这种做法显然费时费力且危险系数较高。目前为了有效缩短雷击
故障点查找时间，专门采用了雷电定位系统进行累计点排查，它会设置以R为半径的疑似雷击区域，对R半径内的雷电范围信息进行收集、统计并予以加权平均处理，结合累点信息确定疑似雷击区域范围。
其次第二维为杆塔GPS经纬度坐标仪，通过它可进一步缩小雷击区域范围。广西该地区供电企业就专门在全局位置增加了78处基杆塔，再配合GPS经纬度坐标仪进行测取，优化完善杆塔GPS经纬度的定位坐标资料，补充所测取杆塔GPS经纬度的坐标信号，将其转换为坐标仪系统的特定格式，再导入雷电定位系统。一般情况下，杆塔GPS经纬度坐标两侧会被疑似为雷电区，它要缩小到线路两侧位置，呈现一个范围更小的矩形区域，再通过系统对雷电范围信息实施加权平均计算，最后可将疑似泪点区域缩小到平均2k㎡的范围内。
最后第三维为SCADA实时监控系统，它结合GPS时钟数据共同使用，可实现对雷击点的快速锁定。具体来讲，结合所引入的时间数据对故障点进行判定，调度SCADA实时监控系统与雷电定位系统实施联动，利用时间数据配合GPS 时钟完成数据采集过程。该SCADA实时监控系统对历次的雷电区雷击事故都能进行合理判断，并不断缩小雷电区平均雷击点落雷范围，利用杆塔即可快速排查雷击故障点。
（二）对“三维定一点”快速排查方法的实际应用
要合理利用“三维定一点”雷击故障点快速排查方法，再结合雷电定位系统与杆塔GPS经纬度坐标仪，随时调度SCADA实时监控系统，分析GPS时钟中的相关数据内容，以达到精确判断雷击故障范围。为此，技术维护人员专门对该方法进行了相应方案改进，特别对输电线路的架空输电线路雷击故障进行分析，避免出现过流跳闸问题与重合组成问题。在下达带电巡线调度命令以后，则要引进杆塔GPS经纬度坐标仪，配合雷电定位系统构建数据库，此时调度SCADA实时监控系统也会发生作用，准确判断雷电故障跳闸相关信息，一经发现疑似雷击点就要快速进行现场核实、排查，由调度人员汇报状况并解决问题，实现快速查找雷击故障点目的[2]。
三、广西某地区输电线路雷击故障的测距方法应用
广西某地区为了实现技术进一步优化，还在输电线路雷击故障测距方法应用方面展开了相关研究，进一步提高故障点发现效率，提高测距精度。这里主要介绍当地所常用的两种雷击故障测距方法。
（一）对故障分析法的应用
首先采用到了故障分析测距算法，它比较传统，是过去常见的故障定位方法，该方法运用到今天也有了一定的技术改进，例如它会利用到故障线路测量已知条件配合工频电流、电压列出方程，求解故障线路的测量分析过程，最后获得从故障点到测量点点距。关系该地区所采用的故障分析法就包括了单端电气测量法与双端电气测量法两种。这里以双端电气测量方法为例，它合理利用到了存在于电
缆线路两端的测量点结合电压、电流工频量进行测量，结合微分方程准确计算故障点位置。同时双端测量法中还采用到了两端数据通信通道，结合两端数据同步测距算法完成测距过程。最后就是结合GPS时钟同步数据，解决双端电气测量中可能存在的原理性误差，充分考虑到线路沿线地质条件、气候条件变化问题，它们都会造成大地电阻率的分布不均匀，因此需要克服这一问题以精确化定位结果。
（二）对行波测距法的应用
为了解决故障分析法中的技术缺陷，可采用行波测距法提升定位结果精确度。行波测距法利用到了暂态行波传输理论，它会对线路故障进行测距，并在故障点位置产生向线路两侧传播的电流行波与电压行波。比如说可采用单端行波法来测量输电线路雷击故障，给出故障测距原理示意图，如图1。
如图1，在M端设置测距装置线路，当线路发生雷击故障以后，其故障点f 必然会产生面向线路两端传播的暂态行波，此时设置故障初始行波应该全面浪涌到M端测量点，行波测量点时刻为t1，那么如果故障行波浪涌到N端母线后就会发生行波反射，它会反射到故障点上形成折射，折射波会再从M端测距装置传播行波，其行波线路长度为L，行走时间为t2，行波在该线路中的传播波速为v，此时应该计算从故障点到M端的距离x，如下：
通过上述的单端行波测距就可以快速准确检测判断出雷击故障点的初始行波浪涌，以及它与初始测量点之间的距离，基于此对所接收的反射行波浪涌进行辨识，准确查找判定雷击故障点位置[3]。
总结：
本文结合“三维定一点”与行波测距方法两大技术内容分析了输电线路被雷击后的故障查找方法及有效运用。两点技术都证明了它们所具备的测量精确性与科学优越性，值得被广泛推广应用。
参考文献：
[1]谢斌，谢一.输电线路雷击故障点快速排查法[J].重庆电力高等专科学校学报，2012（4）：69-71.
[2]高艳丰.基于电流行波的输电线路雷击识别和故障定位方法研究[D].华北电力大学；华北电力大学（北京），2016.
[3]吴昊，肖先勇，邓武军.输电线行波测距中雷击与短路故障的识别[J].高电压技术，2007（6）：63-67.
