輸電運(yùn)行中雷電定位系統(tǒng)的應(yīng)用研究

侯奇

摘要：雷電定位系統(tǒng)作為一種記錄、探測(cè)雷電活動(dòng)的領(lǐng)先技術(shù)。自投運(yùn)雷電定位系統(tǒng)以來(lái)使用情況良好，在縮短雷擊故障處理時(shí)間、判斷線(xiàn)路故障性質(zhì)以及雷季電網(wǎng)運(yùn)行方式安排等方面提供了強(qiáng)且有力的技術(shù)支持。本文就通過(guò)介紹雷電定位系統(tǒng)系統(tǒng)構(gòu)成以及工作原理，詳細(xì)討論了雷電定位系統(tǒng)在輸電運(yùn)行中的實(shí)用意義，并聯(lián)系實(shí)際指出了一些問(wèn)題，以供科研人員進(jìn)一步研究探索。

關(guān)鍵詞：輸電;運(yùn)行;雷電;定位系統(tǒng);應(yīng)用

引言

雷電對(duì)人類(lèi)的傷害很大，幾乎沒(méi)有什么好處，例如造成森林火災(zāi)，對(duì)有線(xiàn)和無(wú)線(xiàn)信息傳輸?shù)脑斐捎绊?，?duì)飛行造成危害，以及對(duì)建筑物造成損害，甚至直接造成人員和動(dòng)物的傷亡和影響輸電運(yùn)行的正常運(yùn)行。為了監(jiān)測(cè)雷電，以及為了了解和防止雷電對(duì)輸電運(yùn)轉(zhuǎn)的正常運(yùn)行的造成影響，因此雷電檢測(cè)系統(tǒng)就順應(yīng)而生。隨著輸電運(yùn)行中廣泛使用雷電定位系統(tǒng)，使得輸電運(yùn)行的效率和質(zhì)量都有了很大程度的提高，因此，雷電定位系統(tǒng)也在輸電運(yùn)行中占據(jù)著不可或缺的地位。

1雷電定位系統(tǒng)工作原理

雷電定位系統(tǒng)由以下三大部分組成，分別是數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分析以及數(shù)據(jù)的應(yīng)用三大部分，其設(shè)備主要由用戶(hù)應(yīng)用終端、通信網(wǎng)絡(luò)以及雷電探測(cè)站等部分構(gòu)成。當(dāng)在雷雨天氣或是雷電出現(xiàn)時(shí)，雷電檢測(cè)天線(xiàn)能夠接受到四周?chē)睦纂婋姶挪?。緊接著使用通信設(shè)備把信號(hào)發(fā)送到雷電探測(cè)中心站，再運(yùn)用數(shù)據(jù)分析處理器對(duì)接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確分析，因此通過(guò)兩個(gè)以上檢測(cè)站雷電磁波到達(dá)的時(shí)間差以及方向，再經(jīng)過(guò)具體計(jì)算處理后，就可以確定發(fā)生雷電的范圍和區(qū)域，其緯度和經(jīng)度會(huì)以圖形方式在用戶(hù)終端系統(tǒng)中呈現(xiàn)。雷電圖能夠更加準(zhǔn)確地反映雷擊的回?fù)舸螖?shù)、雷電流幅值、位置以及發(fā)生的時(shí)間等等基本參數(shù)。

2雷電定位系統(tǒng)在輸電線(xiàn)路的應(yīng)用

輸電線(xiàn)路發(fā)生故障的原因是多種多樣的，包括結(jié)構(gòu)性的故障和環(huán)境性的故障，而雷擊就是這些故障發(fā)生的首要原因之一，然而要搜索和識(shí)別雷擊故障的工作量是極其巨大的，通常會(huì)出現(xiàn)檢查許多次的情況。在雷電定位系統(tǒng)沒(méi)有投入運(yùn)用之前，搜索雷電作業(yè)往往是盲目的。但是隨著科技的不斷發(fā)展，在輸電運(yùn)行中也開(kāi)發(fā)了大量領(lǐng)先的設(shè)施設(shè)備，在目前的輸電運(yùn)行中普遍會(huì)使用雷電定位系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行運(yùn)行管理中的雷電的分析、查詢(xún)和查詢(xún)線(xiàn)路故障點(diǎn)等應(yīng)用。隨著雷擊定位系統(tǒng)在輸電運(yùn)行中的應(yīng)用，讓輸電效率和質(zhì)量得到了很大程度的提高。使用類(lèi)電定位系統(tǒng)能夠迅速的對(duì)雷電故障進(jìn)行檢測(cè)，使得搜索雷電故障效率提高60%左右。

總體而言，雷電定位系統(tǒng)在我國(guó)輸電線(xiàn)路中的應(yīng)用主要有以下四個(gè)方面的體現(xiàn)：

2.1指導(dǎo)查找線(xiàn)路雷擊點(diǎn)

指導(dǎo)搜查雷電點(diǎn)作為雷電定位系統(tǒng)中最基本以及最直接的應(yīng)用方式，替電力企業(yè)及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并排除故障以及減少電路故障而造成的事故起著非常重要作用。用傳統(tǒng)方法（即使用繼電保護(hù)動(dòng)作情況以及故障錄波圖）去計(jì)算與分析雷擊點(diǎn)，能夠找到雷擊電的概率為70%左右，三相故障以及兩相故障的計(jì)算點(diǎn)精準(zhǔn)度卻非常之低，并且會(huì)發(fā)生故障點(diǎn)和計(jì)算值不匹配的情況，既浪費(fèi)了人力和物力，仍然沒(méi)有辦法解決障礙。而雷電定位系統(tǒng)是解決這些問(wèn)題的好方法。如果發(fā)生了疑似雷電故障，可以通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)度系統(tǒng)提供故障時(shí)間，及時(shí)的輸入數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的輸電線(xiàn)塔坐標(biāo)位置，便可以通過(guò)雷電位置監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行查詢(xún)，可以馬上看到雷電故障的時(shí)間、附近的活動(dòng)線(xiàn)路雷電活動(dòng)、回?fù)魠?shù)、線(xiàn)路距離以及活動(dòng)強(qiáng)度等參數(shù)，使的雷擊點(diǎn)的查找趨于方便及迅速，并提供有效參考，為維護(hù)作業(yè)人員大大減少了檢查時(shí)間和勞動(dòng)強(qiáng)度，快速幫助線(xiàn)路故障修復(fù)，使得停電時(shí)間大大縮短了。

2.2排除故障因雷擊而引起的可能性

事實(shí)顯示，除了雷擊故障之外，還有絕緣問(wèn)題、外物放電、鳥(niǎo)害以及污閃等各種各樣的因素危害這輸電線(xiàn)路的正常運(yùn)行，然而因?yàn)檫@些種類(lèi)繁雜導(dǎo)致這些危害不容易被查證。導(dǎo)致引起這些故障的真正原因不能夠的及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決，埋下了安全隱患，從而引起再次故障。而雷電定位監(jiān)控系統(tǒng)可以迅速把可能會(huì)因雷擊而發(fā)生故障的可能性降低，讓真正原因暴露出來(lái)。這樣能讓維護(hù)工作人員更好的加強(qiáng)對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)科學(xué)系統(tǒng)的管理，為確保電網(wǎng)系統(tǒng)安全運(yùn)轉(zhuǎn)起到了不可或缺的作用。

2.3雷害事故分析與反事故措施

按照雷電定位系統(tǒng)中的雷電極性和流幅值所示，并與周?chē)h(huán)境、導(dǎo)線(xiàn)排列、桿塔塔形以及故障情況等相關(guān)因素相結(jié)合，就可以計(jì)算雷電更多的活動(dòng)區(qū)域，從而幫助繞擊以及反擊的辨別，然后按照具體情況采取相對(duì)應(yīng)的防事故措施，例如利用可控避雷針以及耐雷水平比較高的絕緣子等進(jìn)行防雷擊。反擊與繞擊的情況是不一樣的，因此防事故措施也有比較大的區(qū)別。通常情況下，要求有比較大的雷電電流才可以形成反擊，然而繞擊只要電壓比絕緣體的耐電壓要大就可使得絕緣子閃絡(luò)。因此對(duì)反事故措施，對(duì)桿塔地網(wǎng)進(jìn)行改造能使得反擊效果更明顯，但卻對(duì)繞擊產(chǎn)生的效果卻很細(xì)小;當(dāng)安裝線(xiàn)路可控避雷針時(shí)，對(duì)于繞擊的防護(hù)而言，相位一或相位二就足夠了，但卻對(duì)反擊沒(méi)有任何效果。

2.4掌握雷電活動(dòng)資料

對(duì)雷電活動(dòng)數(shù)據(jù)的掌握是雷電定位系統(tǒng)中非常突出的優(yōu)勢(shì)，是任何一項(xiàng)設(shè)施設(shè)備或是技術(shù)手段都無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，除了可以如實(shí)的反映這個(gè)區(qū)域的雷電情況之外，還能夠?qū)v向和橫向進(jìn)行比較。雷電定位系統(tǒng)除了可以統(tǒng)計(jì)該區(qū)域落雷密度以及雷電日等等雷電參數(shù)，還可以對(duì)雷電的振幅和頻率以及雷電流幅值的分布情況進(jìn)行有效記錄及顯示，對(duì)輸電線(xiàn)路的防雷等級(jí)和防雷設(shè)施設(shè)備開(kāi)展有效的評(píng)估，并可依照雷電故障的情況識(shí)別是反擊還是繞擊，從而為排除故障提出相對(duì)應(yīng)防雷措施，確保電力系統(tǒng)能夠正常穩(wěn)定安全的運(yùn)行。

3小結(jié)

綜上所述，雷電定位系統(tǒng)是有效指導(dǎo)故障巡視的重要手段，能夠幫助電力企業(yè)在比較短的時(shí)間內(nèi)分析雷害事故，并依照情況制定有效的防事故措施，其對(duì)雷電活動(dòng)資料的掌握也能夠幫助輸電線(xiàn)路的雷擊情況做出預(yù)見(jiàn)性分析。但是，在實(shí)踐運(yùn)用中依然會(huì)存在著一定的誤差，但隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，雷電定位系統(tǒng)在輸電運(yùn)行中的運(yùn)用必定會(huì)更加科學(xué)完善，進(jìn)而使查找雷電故障的效率得到進(jìn)一步提高。

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