宋志强
国网内蒙古东部电力有限公司阿荣旗供电分公司 ??呼伦贝尔市162750
摘要:雷电灾害是输电线路跳闸停运的主要因素之一，防雷技术研究及防雷体系建设是保障输电线路安全稳定运行必须解决的问题。结合输电线路雷电防护运维经验，依托雷击前期风险预警、雷击快速定位、差异化防雷评估和治理的全过程雷电灾害防御体系，实现雷电预警监测和雷击定位，指导新建线路防雷设计和在运线路防雷改造，提升输电线路防雷水平。
关键词:输电线路；雷击；防御体系
1.雷电灾害防御体系简介
1.1雷击定位功能
雷电定位系统融合地理位置、遥测信号和全球定位系统，具备自动采集、高精、面广等优点，能精确捕获雷击点的位置、时间，并对线路流过的电流参数和雷击次数进行实时分析，用户可以通过客户端实现实时监测、故障点查询、数据统计和活动规律分析等。同时，雷电定位系统采用多个探测站同时测量雷电产生的电磁辐射，剔除云闪信号，对地闪定位，采用相同的时钟标定技术，系统间能够共享探测站原始信号，实现与周边省份联网，实现边界探测站的数据共享，提升探测效率和定位精度。
雷电定位系统由探测站、中心处理系统、用户系统三部分组成。其中，探测站主要负责采集、识别、处理及发送信号功能，并支持数据存储和远程调用；中心处理系统负责接收并分析雷电信息数据，实现对雷电位置的定位；用户系统负责将经过分析处理后的雷电数据与电网线路信息和地理位置信息进行合并，其数据处理流程如图2所示。
1.2雷击风险预警功能
输电线路雷电灾害防御体系是利用计算机技术实现输电线路雷击闪络的风险预警。其物理结构如图1所示，主要包括子站、通信模块、计算模块、软件模块和数据库模块、网络通信以及协议模块。其中，子站用于实时监测大气中电场数据和雷电定位数据；计算模块用于统计分析雷电数据和线路台账、定义预警等级及风险概率，并将分析数据存入数据库模块；软件模块用于部署客户端软件，实现主动推送和被动查询相应的雷电预警信息。
雷电发生时会产生强大的光信号、声信号和电磁辐射信号，由于雷电电磁辐射信号主要以低频沿地球表面方式传播，能量较大时其传播范围可达数百公里或更远，最适合大范围监测。雷电风险预警计算是基于对雷电活动规律和输电线路雷击原理分析，关联电场强度、雷电位置等监测数据与线路台账信息，实现输电线路的雷击闪络风险预警，是雷电预警系统中心站的核心运算模块。雷电风险预警数据主要由4部分组成。
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a)监测数据:包括系统子站地理位置、电场强度以及雷击位置的经纬度、电流大小等。
b)台账数据:包括线路属性、杆塔的GPS坐标、绕反击耐雷水平值。
c)用户数据:包括基本信息、目标线路及访问权限等。
d)预警数据:通过计算模块获得线路的雷电预警结果信息。
2案例分析
2.1线路基本情况
500 kV某线长136.8 km，共310基杆塔，为单双混架线路，其中双回杆塔192基，单回杆塔118基。导线型号为4 x LGJ -400/35，地线型号为右侧OPGW，左侧GJ-100采取逐塔直接接地方式。
2.2差异化防雷评估结果
由于线路发生绕击闪络故障时对线路的影响程度远大于反击闪络，因此在对线路进行闪络风险评估时，取绕击跳闸率与反击跳闸率的比值为9:1，得到该线绕击跳闸率指标值为0.132 4次/(百公里·年，
反击跳闸率指标值为0.014 7次/(百公里·年）。
沿线逐基杆塔绕击跳闸率计算结果如图2所示，A级占47.39%, B级占8.82%, C级占8.50%,D级占35.29%，即有43.79%的线路预防绕击能力不理想，风险较大。
图3为该条线路杆塔反击跳闸率，其中A,B, C, D各级的杆塔数量比例为99.35%, 0.65%,0.00%} 0.00%，即具有良好的防反击性能。
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沿线逐基杆塔雷击跳闸率计算结果如图4所示，雷击A，B，C，D各级的杆塔数R比例为47.71 %，10.78%， 8.17%，33.33%，即有41.50%的杆塔防雷能力不足，发生闪络概率较大。
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3差异化防雷改造措施
从各基杆塔雷击跳闸率计算结果来看，该线路防雷治理以绕击为主。目前防雷措施主要有架设荆合地线、提高导线绝缘能力、接地方式改造和安装辅助避雷设施等。在对现有防雷措施进行对比分析的基础上，本文主要采用增加避雷器来完成该条线路的改造，原则如下。
a)各基杆塔雷击跳闸率中绕击风险和反击风险等级为D或C的大档距杆塔和山顶。
b)各基杆塔雷击跳闸率中绕击风险和反击风险等级D，C级的杆塔。
c)之前已经发生过雷击事故的杆塔重点改造
经统计，针对该条线路完成138基杆塔改造，增加线路避雷器181只，改造后线路跳闸率为0.030 2次(百公里·年，降低了88.77%改造比率为45.10%.
4结束语
依托输电通道雷击风险预警、雷电定位监测和输电线路差异化防雷评估系统形成的全过程雷电灾害防御体系，提升了输电线路雷电监测预警能力，实现了雷击跳闸准确辨识与快速定位，为线路防雷设计和改造提供了决策依据，促进了输电通道监测信息化水平的持续提升，加强了对输电精益化运维管理的技术支撑能力。
参考文献：
[1] 陶汉涛，谷山强，工海涛，等.输电线路雷电预警系统中心站的设计与研发[J].高压电器，2016, 52 (10):61-68.
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