电力系统雷电定位监测系统技术规程

Technical Specifications for Lightning Location and Detection System in Electric Power Systems

前言 II

1 范围 1

2 规范性引用文件 1

3 术语和定义 1

4 总则 2

5 技术要求 3

6 布站与联网 5

7 安装环境与施工 6

8 检验 6

9 标志、包装、运输与储存 7

附录 A (资料性附录) 定位模型典型算例 8

附录 B (资料性附录) 雷电参数统计方法 14

附录 C (资料性附录) 电网雷害图绘制方法 17

附录 D (资料性附录) 输电线路防雷性能评估方法 24

前言

本标准是依据国家能源局《国家能源局关于下达2011年第一批能源领域行业标准制定计划的通知》安排制定的。

本标准由中国电力企业联合会提出。

本标准由中国电力企业联合会归口并解释。

本标准起草单位：中国电力工程顾问集团华北电力设计院工程有限公司、国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司

本标准主要起草人员：唐振宁、冯万兴、张道农、陈家宏、刘洋、谷山强、周自强、方玉河、王海涛、吴彪。

本标准为首次发布。

电力系统雷电定位监测系统技术规程

1 范围

本标准规定了电力系统雷电定位监测系统探测站、中心站和用户系统的技术要求。

本标准适用于：

1.1 电力系统雷电定位监测系统规划设计、可行性研究设计、初步设计。

1.2 电力系统雷电定位监测系统中心站和用户系统的工程建设。

1.3 电力系统雷电定位监测系统新建、改建、扩建的探测站施工安装。

1.4 电力系统雷电定位监测系统检验。

2 规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

GB/T 2887 电子计算机场地通用规范

GB 9813 微型计算机通用规范

GB 50057 建筑物防雷设计规范

GB 50174 电子信息系统机房设计规范

SD131 电力系统技术导则

DL/T5429-2009 电力系统设计技术规程

电监会5号令电力二次系统安全防护规定

GB 191-2008-T 包装储运图示标志

GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术

3 术语和定义

3.1 主放电 main discharge

下行先导的一分支与地面较突出部分发出的向上迎面先导相遇，产生强烈的放电过程，称为雷电的主放电。

3.2 后续放电 subsequent discharge

主放电到达云端后，云中的残余电荷沿主放电通道泄放，称为后续放电。

3.3 雷电定位监测系统lighting location and detection system

雷电定位监测系统是实时测量雷电发生的时间、方位、极性、强度、回击数等多项雷电参数的系统。

3.4 探测站 Lightning detection station

探测站是雷电地闪信号的采集、识别、处理、时钟标定及发送单元，当三个及以上探测站同时侦测到一次地闪，雷电监测系统即可监测出这次地闪信息。探测站主要由雷电探测器、电源通信接口箱及附件组成。

3.5 数字式雷电探测站 Digital lightning detection station

数字式雷电探测站是对信号进行数字化采样，并以数字信号处理方式对雷电地闪信号进行采集、识别、处理、时钟标定、存储及发送的雷电探测站。

3.6 中心站 Central station

中心站是雷电监测系统的数据处理及系统控制中心，负责雷电探测信息接收、定位计算、数据处理、存储及管理，以及系统各单元之间的协调控制。中心站由前置处理子系统、定位计算子系统和数据服务子系统、应用服务子系统等组成。

3.7 用户系统 User system

用户系统是将雷电信息与电网、地理信息为主的对象融合一体计算机软件系统，可由一级服务器或二级服务器组成，终端用户具备浏览器/服务器方式、客户端/服务器方式等用户模式。

3.8 雷电监测网 Lightning detection network

通过多个独立运行的雷电定位监测系统联网，组成的探测效率和精度更优、覆盖区域更大的雷电定位监测网络。

3.9 雷电流 lighting current

流经雷击点的电流。

3.10 雷击点point of Strike

闪击击在大地或其上突出物（例如，建筑物、户外管线、树木，等等）上的那一点。一次闪击可能有多个雷击点。

3.11 地闪cloud to ground lightning flash

雷云与大地（含地上的突出物）之间的一次或多次放电。

3.12 云闪 cloud to cloud lightning flash

雷云之间的一次或多次放电。

3.13 绕击 shielding failure

雷电绕过架空地线直击于导线，而造成绝缘子串的闪络放电，这种现象称为绕击。

3.14 有效监测区域 Effective detection region

三个及以上探测站构成的多边形区域。

3.16 探测效率 Detection efficiency

探测效率是指监测的地闪数与实际总地闪数的百分比。

3.17 有效探测半径 Effective detection radius

满足一定探测效率要求的探测区域半径。

3.18 定位精度 Location precision

定位精度是指测定的位置与雷击点的距离，单位是km。

3.19 原始数据 Raw data

雷电探测站测量雷电LF/VLF电磁辐射场，并剔除云闪信号，获得的地闪电磁辐射场信号数据，包括电场相对强度、磁场相对强度、到达时间、方向等数据。

3.20 定位数据 Location data

中心站用一组符合条件的原始数据计算出的地闪数据，包括时间、位置、雷电流峰值和极性、回击次数等。

4 总则

4.1 雷电定位监测系统主要包括探测站、中心站和用户系统三部分。

4.2 相邻雷电定位监测系统之间宜进行数据通信，避免雷电探测站重复布点。

4.3 雷电定位监测系统应遵循统一的通信规范和接口标准。

4.4 雷电探测站需要将雷电原始数据和工作状态信号发送到中心站，探测站与中心站的通信宜采用电力数据通信网或点对点光纤专线通信方式。条件不具备时，也可以采用互联网、卫星通信等通信方式。为了保证通信的可靠性，宜采用主备双通道。

4.5 雷电定位监测系统设置为管理信息大区系统，跨区与其它系统通信时应满足《电力二次系统安全防护规定》（电监会5号令）的规定。

4.6 雷电定位监测系统应遵循《电力系统设计技术规程》（DL/T5429-2009）和《电力系统技术导则》（SD131）。

4.7 本标准仅作为雷电定位监测系统探测站、中心站和用户系统的建设依据，其它部分在执行相应标准前提下，可参照本标准执行。

4.8 电力系统雷电定位监测系统应与电力系统统一调度、分级管理的体制相适应，并实行分层控制，系统总体建设原则应采用适合中国国情的先进而成熟的技术，力求稳定高效。

4.9 电力系统雷电定位监测系统的建设，除应执行本规程的规定外，还应符合现行国家和行业颁发的相关规范和规程的规定。

4.10 电力系统雷电定位监测系统建设是一项系统工程，必须执行国家经济建设方针和各项技术经济政策，从电力系统特点和运行实际出发，采用符合可靠性、实用性和经济性要求的方案，为保证电力系统安全稳定运行提供条件。

5 技术要求

5.1 雷电定位监测系统总体要求

5.1.1雷电定位监测系统组成

雷电定位监测系统主要由雷电探测站、中心站以及用户系统三大部分组成，系统结构图如图5-1所示。

图5-1雷电定位监测系统结构图

5.1.2 雷电定位监测系统主要功能

a）应全自动、大面积、实时监测雷电活动，获取地闪的时间、位置、雷电流峰值和极性、回击次数以及每次回击的参数等定位数据。

b）应实现在线监视电力系统雷电活动情况。显示雷电活动轨迹，对雷电活动进行监测和分析，提高电力系统安全运行服务水平；

c）应实时查找与电力系统跳闸同时发生的雷击坐标，以确定雷击故障点的准确位置，协助分析电力系统故障原因和事故性质；

d）建立雷电数据库，积累地闪密度、雷电流强度等雷电基础参数，分析落雷分布情况，为制定防雷标准、检验防雷设施提供依据；

5.1.3 有效监测区域内雷电定位监测系统技术指标

a) 定位模型的定位精度应小于1/10"。

b) 探测站同步时钟精度应不大于0.11μs。

c) 当探测站站距在100km时，探测有效率应不小于85%，平原地区应不小于90%。

d) 平均定位精度应不大于1km。

e) 最小雷电流测量门槛值为1.5kA。

f) 系统应具备完善的雷电数据库和观测目标数据库(线路、变电站、发电厂、微波塔站、通信台站等)；应具备完整的、自动统计的雷电参数统计库。

g) 系统可用率应大于 99.7%；设备运行寿命应大于 5年。

5.2 雷电探测站

5.2.1 使用条件

a) 环境温度：－40℃～＋50℃。

b) 相对湿度：≤95%RH。