基于雷电分析的输电线路快速故障查线方法探讨

（国网陕西省电力公司检修公司，陕西 西安 710000）

雷电引起的跳闸事故频发，雷击跳闸事故严重影响供电安全以及供电系统稳定性。因此，分析雷击特征,快速查找出故障位置,对恢复供电具有重要的意义。

1 输电线路雷电概述

雷电是一种大气中放电现象，这类放电现象主要体现在两方面：感应雷以及直击雷。

感应雷的含义就是带有一定数量电荷的云积层。如果导线和某重电荷发生反应，原有电荷和现有电荷发生叠加就会产生过电压的雷击现象。

直击雷则有两种表现方式，其一就是雷电反射冲击，主要过程是电杆塔或是避雷线遭受雷击后，落雷点和导线的电压差比线路绝缘的放电电压还大时，就会导致导线遭受过电压的冲击。反击雷通常会在受雷击物体上留下雷击痕迹，通常反击雷反击处为受雷击物体的最高点以及接地点。其二是雷电环绕冲击，主要过程为：在没有避雷线路的情况下，直接击中导线；在有避雷线的情况下，避雷针失效从而击中导线。导线会出现过电压现象，同时导致导线出现放电痕迹。

雷击对电路主要的破坏有两类：一是导线遭雷击后产生过电压现象造成电路短路，这也是雷电事故中电路跳闸的主要因素；二是导线遭雷击后出现过电压波，沿着导线路线影响变电所内的工作，对变电所的电力工作造成安全隐患。

2 雷击故障查线

2．1 故障查线流程

图1 故障查线流程

调度通知：线路故障跳闸后，调度及时收集故障录波、行波测距等相关信息，给出故障处理判断信息，并将相关信息通知线路运维管理单位。

故障反应：在接收到电路故障的反馈信息后，维修部门要根据当地的气候情况、雷电的具体位置、实时巡查情况等具体状况来进行信息的分析，简单推测出故障类别。

故障点查线：运维单位根据初步判断结果，在确保人员安全的前提下做好线路查找及现场勘察，认真查找故障点，并根据故障类型，做好现场故障信息收集。

疑似故障点判断：查找到故障点后，现场对故障点进行判断，分析故障类型，排除其他故障原因，确认后将信息反馈至运检部门。

故障分析：发现故障点后，运维单位及时组织开展故障分析工作，在故障发生后3日内按要求完成故障分析报告编制并报至上级公司。需要技术支持时应及时汇报上级公司进行协调，上级公司应根据故障情况组织科研、设计单位专家参与现场调查及故障分析。

2．2 故障查线方法

（1）故障查线前期准备。输电线路发生雷击故障后，需收集的故障信息包括：故障时间、故障相别、线路重合闸（再启动）情况、故障测距（故障录波测距、行波测距、保护测距等）、故障电流、雷电定位数据、在线监测数据、气象信息、线路台账信息、现场设备情况、护线员报告以及其他与线路故障相关的信息，便为事故分析提供参考。

①故障录波显示图。故障录波显示图中的体现内容较为广泛，例如故障的持续时间、故障类别、故障的测距、电压变异区间等。这些故障信息可以间接推测出故障的笼统性质。雷击导致的电弧短路是一种接近金属质地的问题，九成以上都为单相接地故障，故障录波显示图上的具体图像为正弦波，通常故障时间较短。通常这类问题可以通过重合电闸来进行修复。故障录波图的主要表现信息显示，故障电流量大，是普通电流的四倍之上。故障测距之间差值不大，之间没有空缺或是交互。故障测距显示了具体的故障区域。②雷电定位导航。这一导航系统的主要功能是进行雷电位置的查找。在查找结果中可以体现出跳闸电路的雷击时间点以及雷电严重程度和雷击的具体位置及路线关联的杆号和距离，进行故障信息初步收集和分析，并对故障类型进行初步判断，综合应用基础信息进行故障查线范围确定。同时故障测距的信息可以显示具体故障位置。并结合以往线路跳闸的经验、线路平断面图、雷电定位系统等进行部分修正，以确定合理的查找范围，缩短查找时间。

（2）制定故障查线方案。当线路故障跳闸后，根据线路的状态和故障查线方式办理相应的电力线路工作票，并制定故障查线方案：①根据初步判断的故障类型与故障区段，制定故障查线方案。应明确规定查线内容、查线装备、查线计划、查线方式、查线线路区段、查线人员安排及查线注意事项等。②根据故障查线方案确定故障查找工作负责人、查线人员并划分查线小组。备齐所需查线装备并配发至各查线小组，应注意确保各类工器具、仪器仪表均在检验有效期内且能够正常使用，通讯设备保持畅通。③由工作负责人组织对全体故障查线人员，根据故障查线方案及相关技术标准，进行安全技术交底。

同时，将故障的具体信息、分析所得的故障结论、故障现场状态以及巡查的重心问题对全体工作人员进行详细的解说，让人人都心知肚明。建议将故障的大概区域作为中点，向两头进发进行故障巡查。对于跳闸的疑惑部位进行重点排查，提高工作质量。相关的故障排查人员要认真负责地进行巡查工作，不得有一丝一毫的工作疏忽。在完成故障排查工作后，确保可疑故障区域的电路安全后，再对整体线路进行故障排查工作，同时，可以在线路内部采取交互巡查的方式进行排查工作。

2．3 故障查线内容

故障发生后，应合理组织故障巡线人员进行地面与登塔查线。发现与故障有关的可疑点时,应收集起来并进行拍照，将故障点周围情况作好记录,作为事故分析的依据。

（1）地面查线。线路发生故障时，无论是否重合成功，均应及时组织地面查线。地面查线的重点查找部位包括：杆塔基础、接地装置（接地电阻测量）及通道环境，主要包括接地装置检查、调查掌握现场天气情况、现场地形、基础放电痕迹、周边居民调查情况等信息，注意掌握走廊环境的变化及故障设备的运行状况。

（2）高处查线（登塔或无人机）。地面查线未能发现故障点时，地面上不易看清楚的绝缘子、金具、导地线等线路部件闪络痕迹等情况，应采取高处查线。高处查线的重点查找部位包括：检查引下线与塔身结合部位是否存在电流灼伤的痕迹；检查绝缘子串（特别是两端各1～2片绝缘子）是否有明显闪络痕迹；检查导线侧均压环或绝缘子串附近导线上是否有明显闪络痕迹；检查绝缘子串挂点附近塔材、金具上是否有明显闪络痕迹；检查架空地线放电间隙是否有烧伤痕迹；检查避雷装置是否有动作情况；若在塔身附近未找到闪络痕迹，检查档内导地线上是否有明显闪络痕迹。

进行高处查线检查前，应确认作业范围，携带好专用安全工器具，并采取相应的安全措施。

3 雷击故障防范建议

以故障分析、线路“六防”等为切入点，收集近年来输电线路各类典型雷电故障案例，深入分析故障原因、总结规律并进行防雷知识储备，结合输电线路雷击跳闸分析与雷电定位系统监测数据, 对新建线路优选线路走廊，降低地线保护角设计，或对雷击点有针对性地采取防雷辅助措施如降低杆塔接地电阻、架设耦合地线采用不平衡绝缘方式、装设自动重合闸、采用消弧线圈接地方式安装线路避雷器，降低线路雷击跳闸率，最重要的一点，加强线路的运行维护，提高其质量，确保线路处于在控、可控状态。

4 结语

总而言之，输电线路的雷击事故严重影响电网的安全稳定运行。科学分析雷电事故的潜在原因，总结出一套行之有效的快速查找故障的方法，对于输电线路的运维抢修具有重要的意义。