雷電定位系統(tǒng)在輸電線路中的應(yīng)用摘要：眾所周知，輸電線路相當(dāng)于整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)脈，一旦輸電線路發(fā)生故障將直接導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)陷入癱瘓，直接造成電力用戶產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)損失，而雷擊造成輸電線路發(fā)生故障的后果更為嚴(yán)重，所以如何能及時(shí)排除輸電線路故障是能將因輸電線路故障造成的損失降到最低的最有效的辦法。通過(guò)雷電定位系統(tǒng)的應(yīng)用，一方面可以提高電網(wǎng)的生產(chǎn)管理水平，提升電網(wǎng)在雷雨季節(jié)遭受雷害時(shí)應(yīng)對(duì)故障的判斷能力；另一方面，通過(guò)雷電定位系統(tǒng)對(duì)雷電故障范圍及性質(zhì)進(jìn)行判定，可以有效縮短故障查找與處理時(shí)間，而故障點(diǎn)的快速準(zhǔn)確定位則是保證故障點(diǎn)及時(shí)排除的先決條件。最后，通過(guò)雷電定位系統(tǒng)應(yīng)用可以對(duì)雷電活動(dòng)的進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，尋找雷電活動(dòng)的規(guī)律，為電網(wǎng)防雷提供科學(xué)依據(jù)，對(duì)確保電力網(wǎng)絡(luò)安全穩(wěn)定運(yùn)行都有著重要意義。關(guān)鍵詞：雷電定位系統(tǒng)；輸電線路；應(yīng)用1雷電定位系統(tǒng)原理及構(gòu)成1.1雷電定位系統(tǒng)原理雷電定位系統(tǒng)（LLS），又名實(shí)時(shí)雷電監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要由方向時(shí)差探測(cè)器（TDF）、中央處理機(jī)（NPA）和雷電信息系統(tǒng)（LIS）三部分組成。它能實(shí)時(shí)記錄雷擊的發(fā)生時(shí)間、地點(diǎn)、幅值、極性、回?fù)舸螖?shù)等各種雷電參數(shù)，是觀測(cè)和研究雷電，進(jìn)行雷電預(yù)警的高新技術(shù)，為防雷保護(hù)工作提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，并為快速查找輸電線路雷擊故障點(diǎn)提供參考。雷電定位系統(tǒng)的工作原理是：當(dāng)雷電出現(xiàn)時(shí)，雷電定位系統(tǒng)通過(guò)時(shí)差法探測(cè)器對(duì)雷電進(jìn)行探測(cè)、定位；然后將雷擊數(shù)據(jù)發(fā)送給中央處理機(jī)，中央處理機(jī)將收到的閃電回?fù)魯?shù)據(jù)實(shí)時(shí)進(jìn)行交匯處理，給出每個(gè)閃電回?fù)舻臏?zhǔn)確位置、強(qiáng)度等參數(shù)，再將此參數(shù)導(dǎo)入雷電信息系統(tǒng)形成數(shù)據(jù)庫(kù)；雷電信息系統(tǒng)將探測(cè)到的數(shù)據(jù)結(jié)合GPS，綜合至地圖圖層給出雷擊具體位置和參數(shù)，并將數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)開(kāi)放，供各類網(wǎng)絡(luò)用戶訪問(wèn)和調(diào)用。1.2雷電定位系統(tǒng)的構(gòu)成雷電定位系統(tǒng)主要由三大部分構(gòu)成：雷電監(jiān)測(cè)站、數(shù)據(jù)處理及系統(tǒng)控制中心（中心站）、用戶工作站（雷電顯示終端）。除去三大支撐系統(tǒng)，通信系統(tǒng)是組成LLS的另一大支撐環(huán)節(jié)，目前廣泛采用光纖、微波、衛(wèi)星、網(wǎng)絡(luò)電信ADSL和移動(dòng)GPRS多種通信手段。雷電監(jiān)測(cè)站主要由電磁場(chǎng)天線、雷電波波形識(shí)別及處理單元、高精度晶振及GPS時(shí)鐘單元、通信、電源及保護(hù)單元等構(gòu)成。雷電監(jiān)測(cè)站的主要功能是測(cè)定雷電波的特征量，并將每次雷擊閃絡(luò)發(fā)生的原始測(cè)量數(shù)據(jù)發(fā)送到中心站。中心站機(jī)則對(duì)各監(jiān)測(cè)站發(fā)來(lái)的信息進(jìn)行分析處理和定位計(jì)算，然后將結(jié)果發(fā)送給用戶工作站。2雷電定位系統(tǒng)應(yīng)用存在一定的誤差定位精度誤差和系統(tǒng)間GPS時(shí)鐘誤差是雷電定位系統(tǒng)定位不夠準(zhǔn)確的主要原因。但是在當(dāng)前的系統(tǒng)算法及定位條件下，定位精度無(wú)法得到進(jìn)一步的提升，而完全統(tǒng)一各變電站（所）與雷電定位系統(tǒng)的時(shí)鐘也存在一定的困難。因此，對(duì)于帶有距離保護(hù)的110kV及以上線路，仍應(yīng)重視故障測(cè)距數(shù)值，但對(duì)于含分支線的線路，由于以往只能依賴故障距離這一參數(shù)，一旦雷擊故障測(cè)距位置超過(guò)線路T接點(diǎn)，就很難確定故障點(diǎn)所在的支線。通過(guò)雷電定位系統(tǒng)，可以快速判斷雷電所在的區(qū)域，以故障測(cè)距點(diǎn)為基礎(chǔ)，結(jié)合雷電定位系統(tǒng)給出的雷擊點(diǎn)進(jìn)行綜合判斷，以盡快確定巡視范圍。而對(duì)于沒(méi)有距離保護(hù)裝置的35kV及以下線路，系統(tǒng)給出的落雷點(diǎn)分布可作為故障查詢的主要依據(jù)，在低落雷密度情況下，可僅對(duì)落雷點(diǎn)附近的若干桿塔展開(kāi)故障點(diǎn)的查找工作；當(dāng)落雷密度較高時(shí)，應(yīng)在確保雷擊點(diǎn)時(shí)間與保護(hù)動(dòng)作時(shí)間盡量重合的情況下，以雷電分布為基礎(chǔ)，結(jié)合線路以往易雷擊區(qū)段、桿塔所處的位置地形、雷電流的大小等進(jìn)行綜合分析，合理劃分巡視區(qū)段，以達(dá)到盡快查獲故障點(diǎn)的目的。另外，低落雷密度情況下發(fā)生線路跳閘時(shí)，可能出現(xiàn)檢索不到雷電的情況，原因主要是雷電測(cè)量誤差或者桿塔錄入GPS坐標(biāo)精度有誤差以及雷電探測(cè)基站未捕獲雷電信息。出現(xiàn)這種情況時(shí)，可適當(dāng)擴(kuò)大檢索半徑，如將默認(rèn)的1km增大到2km。若依然無(wú)法檢索到雷電，文中認(rèn)為，超過(guò)2km以外的落雷點(diǎn)將不再具々*7-^.H/. ?/備參考意義。3雷電定位系統(tǒng)在輸電線路的應(yīng)用3.1掌握雷電活動(dòng)資料雷電定位系統(tǒng)之所以比其他防范雷電事故的性能更高的原因就在于，雷電定位系統(tǒng)能有效掌握區(qū)域雷電活動(dòng)的資料，這是其他措施所不具有的。雷電定位系統(tǒng)不僅能實(shí)時(shí)反映某一區(qū)域雷電活動(dòng)情況，還能進(jìn)行縱向、橫向比較，能更加準(zhǔn)確的重現(xiàn)地區(qū)雷電活動(dòng)情況。不僅如此，雷電定位系統(tǒng)還能準(zhǔn)確記錄雷擊發(fā)生時(shí)的電流大小、幅值，并結(jié)合如期作出周期記錄，對(duì)輸電線路進(jìn)行防雷改建提供有效參考。3.2指導(dǎo)工作人員查找線路雷擊點(diǎn)電力系統(tǒng)能否安全運(yùn)行，很大程度上與雷擊故障相關(guān)。當(dāng)工作人員懷疑某段線路是由于雷擊發(fā)生故障后，可以及時(shí)通過(guò)雷電定位系統(tǒng)對(duì)故障時(shí)間進(jìn)行報(bào)警。同時(shí)，對(duì)雷電定位系統(tǒng)的系統(tǒng)終端進(jìn)行查詢，以便能夠在最短時(shí)間內(nèi)獲得雷電定位范圍內(nèi)的活動(dòng)情況（包括強(qiáng)度大小、距離輸電線路的距離以及回?fù)舻拇螖?shù)）。通過(guò)對(duì)這些重要參數(shù)的分析，工作人員可以對(duì)雷擊點(diǎn)的位置更加精確地進(jìn)行掌控，并參考相應(yīng)的數(shù)據(jù)，大大減少輸電運(yùn)行人員的工作量，編短了排除故障的時(shí)間，并在一定程度上降低了排除故障的風(fēng)險(xiǎn)，保障了相關(guān)作業(yè)人員的人身安全。3.3為提出更科學(xué)的防雷措施提供數(shù)據(jù)按照雷電定位系統(tǒng)多年來(lái)記錄的雷電定位信息和各時(shí)段雷電參數(shù)，再結(jié)合輸電線路實(shí)際運(yùn)行的桿塔類型、導(dǎo)線排列、運(yùn)行環(huán)境、季節(jié)天氣等諸多的因素，可以很好的找到地域性雷電活動(dòng)的規(guī)律和輸電線路因雷擊跳閘的原因，有助于分析故障類型是反擊還是繞擊，最后根據(jù)規(guī)律再結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況對(duì)現(xiàn)有的輸電線路防雷措施進(jìn)行改進(jìn)，提出更好的更有針對(duì)性的防雷措施，保障線路的安全運(yùn)行。譬如，針對(duì)多雷區(qū)域采用加裝避雷器，通過(guò)避雷車(chē)器動(dòng)作削弱雷擊強(qiáng)電流對(duì)線路的影響；繞擊多的區(qū)域?qū)ζ溥M(jìn)行避雷線改造，縮小避雷線保護(hù)角，或加裝耦合地形防雷；在春季或雨季雷擊災(zāi)害多的輸電線路，應(yīng)提前做好防雷預(yù)防措施，在日常運(yùn)維中就應(yīng)該提前側(cè)重維護(hù)，提前對(duì)其進(jìn)行絕緣子清掃，將零值絕緣子盡早更換，或?qū)U塔加裝絕緣子以增大絕緣子爬電距離，提高線路絕緣水平來(lái)提高其防雷水平。3.4雷電定位系統(tǒng)在雷害事故分析與反事故措施方面利用雷電定位系統(tǒng)給出的雷電流幅值信息和極性，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)故障情況等方面，分析得出雷電較活躍地區(qū)，辨別線路的繞、反擊形式，然后有針對(duì)性地采用有效的反事故措施（比如桿塔地網(wǎng)的接地改造、更換耐雷水平高的絕緣子、安裝可控避雷針等）。繞、反擊的反事故措施是有很大差別的，比如改造桿塔地網(wǎng)對(duì)提高反擊耐雷水平有效，但對(duì)繞擊的效果就很差;安裝線路可控避雷針時(shí)安裝1相或2相對(duì)繞擊防護(hù)就夠了。4結(jié)語(yǔ)不難看出，雷電定位系統(tǒng)對(duì)輸電系統(tǒng)的正常運(yùn)行具有重大意義，不僅能在事故發(fā)生后，方便我們判斷雷擊與跳閘的相關(guān)性，減輕故障點(diǎn)的搜尋工作量，還有利于在事故發(fā)生前安排防雷、治雷工作，調(diào)度電網(wǎng)運(yùn)行，減少雷擊事故的發(fā)生量，更重要的是，也利于科研人員對(duì)雷電活動(dòng)規(guī)律的進(jìn)一步研究，方便其他行業(yè)進(jìn)行科學(xué)的防雷工作?？傊?，雷電定位系統(tǒng)利國(guó)利民，值得我們推廣應(yīng)用。參考文獻(xiàn)：許勇.雷電定位系統(tǒng)在輸電線路的應(yīng)用.[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2013（18）：48-50廖磊.雷