输电线路雷击故障点远程定位系统
输电线路雷击故障分析及雷电定位系统应用
输电线路雷击故障分析及雷电定位系统应用摘要：雷电定位系统作为指导故障巡视的重要手段，可以帮助电力企业在较短的时间内查找雷害故障位置，做出事故分析，并根据情况制定有效的反事故措施，其对雷电活动资料的掌握也可以帮助输电线路的雷击情况做出预见性分析。
对此，本文分析了线路雷击故障，提出了输电线路中防止雷击的重要举措，探讨了雷电定位系统在输电线路的应用。
关键词：输电线路；雷击故障；雷电定位系统众所周知，输电线路相当于整个电力网络的动脉，一旦输电线路发生故障将直接导致整个电网陷入瘫痪，直接造成电力用户产生经济损失，而雷击造成输电线路发生故障的后果更为严重，所以如何能及时排除输电线路故障是能将因输电线路故障造成的损失降到最低的最有效的办法。
通过雷电定位系统的应用，一方面可以提高电网的生产管理水平，提升电网在雷雨季节遭受雷害时应对故障的判断能力；另一方面，通过雷电定位系统对雷电故障范围及性质进行判定，可以有效缩短故障查找与处理时间，而故障点的快速准确定位则是保证故障点及时排除的先决条件。
最后，通过雷电定位系统应用可以对雷电活动的进行统计分析，寻找雷电活动的规律，为电网防雷提供科学依据，对确保电力网络安全稳定运行都有着重要意义。
1线路雷击故障的分析(1)输电线路电压等级越高，其耐雷水平越高，雷击跳闸率相对越低。
(2)线路雷击跳闸故障集中出现在每年的4～9月份。
(3)输电线路遭受雷击后，都存在明显的雷击点。
如山区或山背豁口位置，水田与山脚的交叉处，空旷地带等都易发生雷击。
(4)输电线路在雷击处留下的痕迹有以下明显特征可以观察到：在一般情况下，雷击很少重复闪络，雷电流一般沿绝缘子串爬闪，易造成连续数片绝缘子闪络。
并在线夹与防振锤之间导线上留下痕迹，由于作用时间较短，导线烧伤面积较大；雷击闪络还能烧伤导线挂线金具、避雷线悬挂点以及避雷线的放电间隙，由于接地引下线的连接螺栓松动或接地电阻值较大，会在接地螺栓处留下明显的烧伤痕迹，甚至在拉线楔形线夹、UT线夹、UT线夹与拉棒联接处留下烧伤痕迹。
雷电定位系统在输电线路中的应用_1
雷电定位系统在输电线路中的应用发布时间：2021-08-11T16:21:45.583Z 来源：《科学与技术》2021年第29卷9期作者：张斌[导读] 输电线路采用多种监测系统，实时反馈回现场设备状态张斌国网山东省电力公司烟台市蓬莱区供电公司，山东蓬莱 265600摘要：输电线路采用多种监测系统，实时反馈回现场设备状态，并对采集到的数据进行整体分析、判断，可为状态巡视和检修提供一手资料。
目前重庆渝西输电工区已采用了多种监测系统，分别对采空区、易盗区、外力破坏区以及绝缘子污秽情况等进行了实时监测，下面将以输电线路在线监测设备的运行状况、优劣势，以及应用前景为重点进行探讨。
关键词：雷电定位系统；输电线路；应用引言多雷雨的夏季，高压架空电力线路经常发生雷击故障，直接影响电力线路安全稳定运行，进而影响了电力供电业务的正常开展。
为获得线路故障的准确位置、正确判断雷击故障类型、提高故障检修效率，雷击故障准确测距具有重要的现实意义。
目前，对于雷击故障测距在很多专家、学者的相关研究中都有涉及。
如DênioT.Silva提出了利用安装在杆塔上的电流传感器收集雷电流信号，建立分布式监测系统进行雷击故障定位；以上方法均存在一定的缺陷，这种方法利用雷电定位系统只能测量雷击点位置，但是雷击点并不一定代表就是故障点，因此根据雷击数据确定雷击故障位置具有一定的盲目性。
1雷电定位监测系统雷电定位系统是一套完整的全自动、大面积、高精度、实时雷电监测系统，主要采用国际先进的综合（时差+方向）探测技术，利用GPS全球定位系统、GIS地理信息系统等先进手段，应用计算机在线系统实时显示云对地雷击的发生时间、位置、雷电流幅值和极性、回击次数以及每次回击的参数，雷击点的分时彩色图能清晰的显示雷暴的运动轨迹。
雷电定位监测系统的在线实时监测帮助线路运维人员对雷电的发展趋势进行预测，实时查询输电线路的雷击故障点，指导故障点的搜寻和排除。
配电线路雷击故障分析及雷电定位系统应用
在 当 前 的 电力 系 统 中，雷 击 故障 是造 成 １ ０ ｋ Ｖ 配电 网线 路故障 的首要原 因 。据 台山供 电局 统计发现 ，发 生在２ ０ １ ０ 年Ｎ２ ０ １ ３ 年的１ ０ ｋ Ｖ 配 电网线 路故 障 ，其 中６ ５ ％ 是 由雷击 引起 的 。 为 了减少 １ ０ ｋ Ｖ 配 电网线路故 障的发生 ，应该 对 雷击进行研 究，寻找造成故障 的原因 以及找
雷。
２ ． ２减少感应雷 故障
一
通常１ ０ ｋ Ｖ 配 电线路 发生 感应 雷故 障 会经 线 路杆 号位置 直接到达 故障 点进行 检查， 这样 历４ 个阶 段 ：感 应雷过 电压 对配 电线路产 生影 我 们便 可 以快速 找到 受雷击 的配 电设备， 大大 响 、线路 出现对地 闪络、线路从 闪络逐渐成为 提 升了我们的故障复电效率． 平稳 的工频 电弧 、线路跳 闸。根据 感应雷故障 经 历的４ 个阶段 ，应该设置４ 个相应 的壁垒 ，即 “ 防感应 、防 闪络 、防建弧 、防停电 。”如果 能做好 这４ 个 阶段 的防御 工作 ，一 定可 以有效 减 少感应 雷故障。 ２ ． ２ ． １防感应 做 到这 一 点 ，主 要 是配 电线 路在 设 计 的 工程中尽量避 开感 应雷击强烈 的地区。类似 的 有宽阔 的水体 、山区水源 、突出的山峰 、庞大 的建筑物 、讯 号塔 以及树木茂 盛的区域等 ，这 图１台山市配网地理信息图 些区域都 比较 容易受到感应 雷击 ，所 以应该避 开，提高线路的安全性。 ３ ． ２对线路故障与雷击的相关性做出判断 ２ ． ２ ． ２ 防闪络 在配 电线路 的运 行过程中 ，经常会 出现 雷 有 效地 预 防 闪络 ，对线 路 的绝 缘耐 雷 性 雨天气发生 故障，但是不能确 定是否是因为 雷 以及 “ 泄雷 器 ”的要求很 高 。 目前普 遍利用２ 击造成 的故障，有的地方在没 有找到真正原 因 片ｘ Ｐ 瓶耐张 绝缘子 串和瓷横 担等耐雷性较强 的 的时候就 认定故障是 由雷击造 成的 ，这样不 利 线路装置 ，来 增强配 电线 路的耐雷性 。但是 如 于真正原 因的查找。现在通过 雷电定位系统 ， 果是近 点落 雷， 以上 的方法 效果不是很 明显， 可 以准确判 断线路故障是否 由雷击造成 。如果 １ ０ ｋ Ｖ 配 电线 路还是很容 易发生闪络 。在这种 情 是 由雷击造 成，可 以利用这 个系统找到故 障的 况下 ，应该 运用交流无 间隙金属氧化物避雷器 准确位置 ，快速派 出人 员进行 修复；如果 不是 保护配 电线路 。 由雷击造成 ，也可 以排 除这个 原因 ，缩小 范围 ２ ． ２ ． ３防建弧 寻找故障发生的真正原 因。 当出现 感应雷过 电压 的情况 时，１ ０ ｋ Ｖ 配 电 ３ ． ３对线路事故进行预测 线路会 发生闪络 ，造成线 路短路 。根据这种 情 电力 系统可 以通过接收雷 电定位 系统 的讯 况 ，应 该采取有效 的建弧措施 。首先 ，利用经 息 ，提 前知道雷 电发牛 的精 确地点 、雷电的走 消弧线 圈接地的方法 ，使 雷击造成 的接地 故障 势情 况和威力 。相关工 作人员可 以依据这 些情 在另 一线路发生 闪络 前消失，避免短路 情况出 况 ，改变 电网的运行方 式，避免线路 受到 雷击 现 ；其次，通过不平 衡绝缘的形式 ，也可 以有 的影 响；如果不 能改变 电网的运行方 式，也可 效减少相 间闪络故障 ，减少跳 闸的频率 。 以提 前做好预防措施 ，避免配 电线路遭 到雷击 ２ ． ２ ． ４防停 电 破坏 ，造 成不必要 的麻烦 和损失 。通过这 么长 现阶段 ，对于 １ ０ ｋ Ｖ 配 电线路 都开始安装重 时 间的运用，雷 电定位 系统在预测雷 电方面 已 合闸装置 ，希望 以此来预防 由于线路 闪络建弧 经 有了很成熟 的经验 ，可以精确预测 雷电的各 而出现永久故 障，造 成大规模停 电现 象 。这样 方 面信息 ，为 电力系统降低 了很 多损 失，提高 了我 国电力系统 的运 行质量和 安全。 做的效果十分 显著，调查显示 ，２ ０ １ ３ 年的上半 ‘ 年，某一 区域 发生的７ ５ 次跳 闸故障当中 ，重合 ４ ． 结 论 成功６ ４ 次 ，成功率达 到 了８ ７ ％ 这种方 式作为 由于我国 的人 口众 多，经济发展迅速 ，对 最后一道防线，应 该广泛 运用。 电力系统 的要求越 来越高 ，电网的正常运行是 ３ ． 雷电定位系统在雷击故障中的应用 人们的基本要 求 。而减少线路 故障是 电力系统 ３ ． １ 雷 电系统与 台山配网地理信 息图相结 正常运行 的基 础 ，我 国在这方 面的投入力度越 合指导故障查找 来越大 。雷击 作为一种不可避 免 自然现象 ，虽 雷 电定 位系 统对 于 电力 系 统 的正 常运 行 然无法 阻止，但是为 了减少 雷击造成的线路 故 最重要 的作 用是可 以指 导电力工作人员精确地 障和损 失，人们应该寻找更 多有效的方法 ，减 找到雷击 故障的准确位置 ，这 也是雷 电定位 系 少或者避 免雷击故障 的发生 。虽然现阶段在这 统在 电力系统中最直接 的效用。 目前 ，我 国的 方面 已经 取得 了一些成 果，但是仍然要研 究更 雷 电定位 系统也 已日趋完 善，人们将雷 电定位 多科学合 理的方法 ，�
雷电定位系统在输电线路故障中的应用
雷电定位系统在输电线路故障中的应用发布时间：2021-07-20T10:24:47.173Z 来源：《当代电力文化》2021年8期作者：丁荣杰[导读] 高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％丁荣杰国网浙江安吉县供电有限公司，安吉县递铺镇昌硕东路298号 313300摘要：高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％。
雷电定位系统目前作为电力公司电网事故鉴别的第一手段，与传统手段相比,在第一时间内就能快速定位最近雷击故障杆塔或雷击点,一是缩短了巡视范围，极大提高了巡线工人劳动生产率；二是借助系统参数可以大概率判断故障是否由雷击引起，在极端天气下可以延迟巡线时间，保障巡线工人的安全。
关键词：输电线路、雷击跳闸、雷电定位、雷电参数、事故鉴别0 引言高压输电线路是电网的主干架，作为电力系统的主网支撑电能的输送。
虽然我国的电网经过逐年改造已经日趋坚强，较少出现因输电线路的故障造成全所失电的情况，但因备自投的动作特性瞬时负荷的损失往往不能避免，且故障跳闸线路不能及时恢复送电将影响电网运行可靠性。
因此如何提高查找故障点及恢复送电的时间效率值得探讨研究。
而据统计表明，雷击引起的跳闸是线路故障的主要原因之一（高压输电线路由雷击造成的跳闸事故约占总跳闸次数的 40％～70％[1]）。
以湖州地区为例，2015年至2019年累计发生110千伏输电线路非外破性故障跳闸32次，其中雷击故障13次（占比40.6%，为各项原因之最）。
故雷击成为高压输电线路跳闸的首要威胁因素。
雷电定位系统，是根据输电线路发生雷击后的电气量信息或者雷电探测站探测到的雷电信息查找雷击点的位置。
对输电线路雷击点迅速准确的定位，有助于减轻人工巡线的艰辛劳动，还可以查找线路上的隐患和薄弱环节，提高供电可靠性，减少经济损失[2]。
因此，利用雷电定位快速查找真实故障点区段的深入研究具有实际应用价值。
1 雷电定位系统的构成原理及应用雷电定位系统（Lightning LocatingSystem，简称LLS）是一种大面积、全自动、实时性雷电定位系统[3]。
输电线路雷电定位监测系统
输电线路雷电定位监测系统前言随着经济的发展和城市化的加速，对电力供应的需求也随之增加。
这种增长带来的是对输电线路的频繁使用，同时由于人类活动不断扩张，将城市缩小，将花园和森林大大缩小，导致了对大气的污染。
大气能量的不断积累带来雷电危险的增加，给输电线路的安全带来了巨大的挑战，所以一种从雷电监测的角度对输电线路进行安全监测的系统变得越来越重要。
系统概述输电线路雷电定位监测系统是一种基于雷电检测技术的监测系统，该系统利用观测波形的双电极闪电峰值时间差来精准地对传输线路的雷电击距进行快速定位。
系统主要由外部雷电探测器、输电线路数据采集设备、数据传输设备、数据处理与分析系统等四大部分组成。
外部雷电探测器外部雷电探测器通常包括内部闪电电路和环境检测元件。
它能实现闪电辐射信号的实时检测，并将检测到的信号发到输电线路数据采集设备。
输电线路数据采集设备输电线路数据采集设备主要用来采集外部雷电探测器所检测到的雷电信号，同时为数据传输设备提供数据。
数据传输设备数据传输设备有两种方式：有线传输和无线传输。
有线传输主要采用可靠性高、抗干扰能力强的RS232串行通信；无线传输主要采用采用ZigBee技术，但是稳定性较差，容易受到干扰。
数据处理与分析系统数据处理与分析系统主要负责对已采集到的输电线路雷电定位监测数据进行数据分析与处理，以及构建雷电定位监测数据库。
该系统通过对数据的分析和处理得到最后的分析结果信息，提供决策支持，同时也可为监测过程中的管理提供技术支持。
系统设计输电线路雷电定位监测系统设计方案的成败直接影响到系统的实际效果和应用范围。
设计方案主要涉及从系统结构和性能两个方面展开。
下面从三个方面进行具体阐述。
系统结构设计系统结构设计是指针对输电线路雷电监测所采用的具体系统架构设置。
基于管理的角度，系统分为数据采集系统、数据库和数据分析与处理系统三个部分。
其中，数据库系统主要存储管理、采集到的数据和分析结果等实时数据，并按需求设定备份和恢复方式，以保证数据不丢失。
雷电定位系统在输电线路防雷中的应用
雷电定位系统在输电线路防雷中的应用摘要：雷电定位系统在输电线路雷击故障点查找、雷击活动规则的研究、为更有针对性的防雷方法提供科学依据等方面提供了重要作用，是电网安全运行的有效保证，也为研究区域性输电线路运行环境的雷电活动规则、帮助输电线路运维部门提出差异化防雷方法提供了数据支撑。
但是，尽管如此，误差仍然存在，因而作为电力企业应提升输电线路的数据准确性，减小系统时间与继电保护设备时间的误差，使雷电定位系统在电网运行中得到更好的应用。
关键词：雷电定位系统；输电线路；防雷；应用1雷电定位系统的组成及定位原理雷电定位系统（LLS）是一个综合运用大地空间测量、地理信息、信号识别及信息处理等相关技术的实时雷电监测系统，它主要由方向时差探测器（TDF）、基地处理机（NPA）和雷电信息系统（LIS）三部分构成。
当雷电发生时，雷电探测器将会接收到以光速向周围传达的雷电电磁波信号，而且将接收到的雷电信号通过相关通讯设备传送到基地站，基地站的相关数据处理设备会对接收到的信号进行分析和计算，依据各个雷电探测器发送信号的时间差以及间隔，经过具体的分析和计算就能精确地定位雷击发生的方位，并且能直观地反映到地图上，以经纬度的方法定位雷击故障点。
不仅如此，雷电定位系统还能精确计量雷击发生的时间，发生电流的大小，雷击次数的多少，为故障发生后的维修排查提供了极大的帮助。
2雷电定位系统应用存在一定的误差2.1雷电定位系统误差任何系统都有其缺点，雷电定位系统尽管对雷击故障点能迅速准确地施行定位，但是在某些情况下也存在误差，这种误差主要有两方面，分别为雷电定位系统误差和输电线路运行单位误差。
雷电定位系统误差主要是系统在进行雷击故障点定位时，由输电线路架起时穿越山水形成系统误差，对于这种误差可以运用计算机技术对接收到的雷电信号线进行修改，再由系统对故障点进行定位，这样能够有效减少因雷电信号波形畸变所带来的定位不准确问题。
关于输电线路运行单位误差，主要是由线路架起和线路衔接方法的不同使得雷电定位系统随雷击故障点定位发生误差，对于这种误差，可以选择在架起输电线路时就对各线路杆塔做精确定位，并对线路杆塔的坐标做有效记录，这样就能在雷电定位系统对雷击故障点进行定位时提供精确参考，进一步提高雷电定位系统对雷击故障点定位的精度，减小误差。
雷电定位系统在输电运行中的运用
雷电定位系统在输电运行中的运用摘要：本文通过介绍雷电定位系统工作原理、系统构成，详细讨论了雷电定位系统在输电运行中的实用意义，并联系实际指出了一些问题，以供科研人员进一步研究探索。
关键词：雷电定位系统；输电运行；发展趋势一、雷电定位系统简介在输电运行中，雷击所产生的危害最大、最频繁，据统计，由雷击引发的线路跳闸占总跳闸次数的30%以上，可见，做好线路防雷工作、及时处理雷击事故是保持线路正常工作的重点之一。
雷电定位系统立足于实时检测雷电活动，其应用兴起于近20年，在我国的起步早、覆盖面大、持续性好，已能有效减轻雷电事故损失，加快雷击故障点搜寻速度。
鉴于其拥有重大的应用价值，我们有必要深入认识这个系统。
1.基本原理雷电的发生，往往伴随有比较强的电磁辐射，依据这个辐射信号，测定其电波信息，进行特定的算法分析，我们就能获得比较全面的雷电信息。
目前比较常用的定位方法主要有下面三种。
1.1时差定位法雷电所产生的辐射信号以相同的速率向四周传播，通过记录这个信号到达不同探测站的时间，我们便能得出雷电发生的位置。
不难看出，影响其准确率的主要因素是各探测站的时钟误差，而现阶段的GPS时间技术已能很好地减小这个误差，故时差定位方式的精度比较高。
1.2 定向定位法定向定位的数学依据是三角定位原理，其前提是每个接收到电磁信号的探测站都得出了其与雷电发生位置的方位角，当确定了多个方位角之后，我们就能通过简单的三角定位原理确定雷击发生的具体位置。
显然，该方式误判率很小，几乎不存在死区，但其精度易受环境因素影响，误差较时差定位的方式大很多。
1.3 混合定位法如字面所示，混合定位就是时差定位和定向定位的结合，具备两者的优点，很好地保证了其精度。
该方法在雷电定位系统中应用广泛，探测站一方面得出了其与雷击点的方位角，一方面又记录了辐射信号到达探测站的时间差，能有效剔除无效或者误差比较大的数据，减少误判次数，提高判断精确度。
2.系统构成雷电定位系统的具体组成依各地实际情况有所区别，但大致上都是由四部分构成的：探测站群、中心站、通信网络、用户终端。
电力线路故障远传定位系统
八、结束语
电力设备、线路故障远传定位系统，采 用了新型的高科技技术，应用于电力输、 配电线路、铁路供电系统。 采用高科技手段保护电力设施、设备的 安全，是铁路事业发展的需要，也是供电 网实现自动化管理的需要，作为研发、生 产监测产品的企业，我们坚信“科学技术 就是生产力”的论断，她将指导我们坚持 不懈地走下去，为铁路事业的发展做出我 们的贡献！
卡箍
终端固定在卡 箍上
七、系统安装
输、配电线路故障远传定 位系统的安装，必须在专业人 员的指导下完成。 分两步进行： 第一步，接收发射终端的安 装位置应固定在杆、塔顶部与 联络线之间，太阳能板朝向为 南偏15°上下角度30°即可。 第二步，安装线路故障监测 传感器，可用专用工具带电安 装，也可停电安装。
川铁电气（天津）集团有限公司 天津川铁赛思科技有限公司
一、系统简介 随着铁路建设事业的飞速发展，铁路供电 系统需要一种实时监测供电线路故障的监测技 术，以便发现故障及时解决保障铁路运行安全。 电力线路故障远传定位系统，利用现代无 线通讯技术、计算机技术以及具有智能化分析 功能的系统软件，能够及时、准确、全面地实 时监测电力线路的运行情况，当电力线路发生 故障报警，系统可以及时确定电力线路故障所 在位置。
1Байду номын сангаасkV
断路器 断路器 断路器 断路器
定位传感器
A B
断路器 断路器
C
接收发射终端
A B C
微 处 理 器
采 集 分 析 器
通 讯 模 块
定位采集器
安装在输、配电线路上的A、B、C三个定位传感器，可以实时 监测运行线路的在线状态。并且，通过小无线将监测数据传送 到接收发射终端。收发射终端内的微处理器对接收的数
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输电线路雷击故障点远程定位系统
电力系统输电线路距离长、跨度大，受雷击的机率高，故障点不易确定，给雷击设备的及时修复带来了很大困难，一旦发生跳闸故障，必须快速准确查找故障点，只有准确找到故障点，才能分析故障原因，对症下药。
输电线路雷击远程定位系统是基于GSM 无线网络，以超低功耗单片机为核心，采用Rogowski 型电流传感器，对输电线路雷击故障点进行监测、分析、统计、定位，借助无线传输模式将雷击信息传输到监测中心及相关工作人员手机。
现场装置采用低功耗设计，利用太阳能和蓄电池充电工作方式对输电线路雷击破坏进行全天候监测。
可代替繁琐的人力检查，准确有效地对雷击故障点进行定位，可将故障点定位到杆塔的绝缘子串，从而大大提高巡线效率，为迅速排除电网故障提供了可靠的依据，有效提高事故反映速度，给线路抢修抢险赢得宝贵时间，节约人力物力，减少经济损失，保障供电可靠性，提高国家电网安全水平和服务质量，解决了长期困扰电力部门的雷击难以精确定位的难题，符合国家坚强智能电网的发展方向。
本装置已成功运行于内蒙古超高压供电局。
现场安装图 现场安装图
上位机软件界面。