徐通 吕根木 吴胜利 姚周文
国网繁昌供电公司 安徽繁昌 241200
摘要：随着社会经济的不断发展，电力作为国民经济发展中不可或缺的一部分，电力技术的应用也逐渐向着智能化、科学化方向的发展，人们对供电可靠性和电能的要求也越来越高。供电企业为了强化用电的质量,满足供电服务更高层次的需求，电网绝缘化改造工作势在必行。目前，10kV线路绝缘化改造工作已基本结束，但是由于绝缘线路的耐雷水平受限,很难承受雷电所带来的直接雷或感应雷作用,导致线路受雷击断线，部分瓷绝缘子炸毁受损，给配电线路的运维检修工作带来一定的难度。因此，本文针对上述存在的问题，通过设计一种防雷绝缘子在线监测装置，利用手机APP管理平台的结合应用，实现对10kV绝缘线路的在线监测，为线路的安全运行提出针对性的技术方案。
关键词：防雷监测；绝缘子监测；线路监测
引言：随着国网建设“智能电网”战略目标的实施，针对架空绝缘线路防雷击技术的运用，供电企业通过利用先进的传感和测量技术、先进的设备技术、先进的控制方法以及先进的决策支持系统技术的应用，实现对10kV绝缘线路的可靠、安全、经济、高效、环境友好和使用安全的目标，通过防雷绝缘子在线监测装置与手机APP管理软件的结合应用，形成一套综合性的线路监测服务保障体系，保护用户的供电服务质量。
一、国内外线路防雷状况分析
目前国内外针对绝缘线路的雷击在线监测，仅仅局限在防雷击装置的安装应用层面较多，没有形成一套完整的10kV线路综合管理服务保障体系，如在柱式绝缘子上安装过电压保护器、安装钳箝位绝缘子、负荷侧装防弧金具等等。这部分防雷击装置安装施工复杂,需停电剥开绝缘层，因此容易导致线芯进水和腐蚀，同时瓷绝缘子伞裙因燃弧烧裂等现象时有发生。这些传统的防雷手段，技术瓶颈较为突出，特别是在线路受雷击后的定位报修处置方面，一直是个技术难题。因此文章通过借鉴电能计量的工作原理，先用运放将该信号放大，整定调理到0～5V，然后通过A/D将模拟量转换到数字量，这样就便于电脑终端处理了。同时借鉴防雷线夹的工作原理，将金具安装在线路绝缘子附近的绝缘导线上，当雷电过电压超过一定数值时，在防雷金具的穿刺电极和接地电阻之间引起闪络，形成短路通道，以保护导线免于烧伤。文章通过借鉴关键技术，设计一种全新的防雷绝缘子，可以有效防止线路受雷击断线，同时在线路受雷击故障后，可以实时将雷击点位置信息上传到计算机后台处理，并通过信息传输到手机APP显示，引导线路维护人员前往进行抢修处理。
二、防雷绝缘子在线监测系统整体架构
文章通过对防雷绝缘子在线监测系统的整体架构设计，拟采用对传统的防雷支柱绝缘进行全新的设计改进，通过在电线杆塔顶部安装一组防断线支柱绝缘子，并在接地线上端安装一只雷击故障快速定位装置，实时监测防雷支柱绝缘子的各种运行状态，从根本上解决了线路受雷击后的故障位置确认，降低线路雷击后的断线率，缩短抢修时长，减少因停电所带来的经济损失。
1、防雷绝缘子的设计制作方案
文章通过在传统的防雷支柱绝缘子的设计基础上，在支柱绝缘子中间两侧设计加装一对引弧棒进行引雷泄雷，针对雷击小电流，通过氧化锌压敏电阻释放雷击电流。当遭受雷击大电流时，两侧的引弧棒形成外间隙雷电流释放通道，引弧棒内产生的大量气体将按压阀瞬间冲开，形成一侧引弧棒悬垂现象，方便检修人员及时查找到雷击故障点。方案通过结构性改造设计后，通过在配电线路立杆横旦上将装置与横旦进行固定后，再通过接地，不仅承担线路支柱绝缘子的功能，还能够引雷泄雷，防止线路受雷击而断线，将引雷、避雷效果汇集于一身，有效预防线路受雷击而产生灼烧断线现象。
2、雷击监测装置设计制作方案
装置主要有外壳体，太阳能电板、小电流传感器、雷击电流传感器、GPRS模块、控制芯片、电源开关，预留调试端口等部分组成，装置通过利用电流互感器实现对绝缘导线的电流信号采集，外壳六面太阳能电板设计，保证装置供电周期满足工作需求，GRPS模块主要负责电信号的传输编译及上传，预留调试端口在装置需要进行数据调试时，与电脑管理软件进行测试编译。装置经雷击电流传感器获取设备电压、电流信号，并将获取的信号换算成一次值，再通过物联网传输模块，上报至电脑客户端，并经平台编绎后，实现二次值换算，最后通过电脑编译后，发送至手机APP预警告之。装置通过管理平台进行数据分析、处理，得到监测结果，进而存贮数据，显示结果，作出各种判断。装置整体设计制作结束后，通过与防雷绝缘子连接的接地线进行串穿衔接，即可开始工作，安装后无须人工维护，装置自动检测进行预报警。
3、手机APP管理平台的设计方案
文章通过对系统管理平台的架构设计，拟采用手机APP实现随时随地接收防雷击预报警信息，有效预防雷击信息接收延时导致的线路抢修不及时现象的发生。管理平台通过GPS北斗定位导航技术的应用和各功能模块的设计，实现对雷击故障点信息的采集发布，引导线路检修维护人员，通过地图导航，在第一时间赶赴雷击位置点进行检修，及时恢复供电。
4、技术性能测试
为了检查装置设计使用后的实际性能效果，文章似通过利用大电流发生器，模拟加大电流，致使支柱绝缘子受大电流冲击，引弧棒显示动作。同时查看雷击状况实时在线监测装置是否发生通信，检测手机APP是否收到信息通知。试验结果如表1所示。
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通过对10kV线路雷击状况实时在线监测系统的研制及应用测试，防雷支柱绝缘子整体引雷泄雷效果明显。同时系统采集装置部分管理人员通过手机APP能够及时发现雷击故障点，给配电线路后期的管理维护工作提供了很大的帮助。
三、防雷绝缘子在线监测系统的应用及效益分析
文章通过对防雷绝缘子在线监测系统的研制及应用，讲述了装置的研制给供电企业所带来的良好的安全效益、经济效益和深远的社会效益。
在电网安全方面，线路遭受雷击，仍正常运行情况下，也可精准掌握线路雷击状况，提前进行巡视精准排查，及时更换雷击损伤避雷器，提高线路防雷能力，进而防止雷击断线故障发生，保障线路运行安全。
针对人身安全方面，恶劣天气下，雷击断线故障，可以瞬时发现故障点，不用立即安排人员对线路进行全线特巡（天气恢复后，开展巡视），降低特殊巡视人员的车辆出行、山路沿线特巡等安全风险。
精准查找雷击故障点，有效降低了线路维护人员的特巡工作强度，保障了设备的安全运行和人员的人身安全。减少线路雷击故障停电，保障电网供电连续性，提高了用户用电可靠性，提升了用户用电满意度，为企业树立了“人民美好生活服务者”良好的形象。同时也为企业经济效益增长做出自己的贡献。
四、结束语
全文通过防雷绝缘子在线监测系统的设计，采用防雷绝缘子与雷击监测装置的组合应用，实现对架空绝缘线路的防雷设计标准化要求。文章通过对防雷绝缘子的结构设计、雷击监测装置及数据传输和管理后台等部分提出针对性的技术方案，在预防绝缘线路雷击断线的同时，实现对10kV绝缘线路的在线监管，为线路的安全稳定运行提供可靠的技术保障。下一步可推广应用到不同等级的架空线路进行管理应用，切切实产为供电企业的线路管理工作带来高效服务。