CN107797016B - 一种针对输电线路雷击故障的诊断方法 - Google Patents

一种针对输电线路雷击故障的诊断方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种针对输电线路雷击故障的诊断方法，解决了强对流天气下对输电线路雷击故障容易发生误判的问题。当输电杆塔在强对流天气下发生故障后，先通过变电站的行波测距装置定位发生故障的输电杆塔，以变电站的行波测距装置记录的故障时间和输电杆塔经纬度坐标，通过雷电定位***查询相应雷电监测数据，结合微气象装置监测的故障时段风速数据、倾角传感器数值和数据服务器中存储的输电杆塔参数，判断是否为雷击故障。提高了对雷击故障的准确判断率。

Description

一种针对输电线路雷击故障的诊断方法
技术领域
本发明涉及一种故障诊断方法，特别涉及一种针对输电线路雷击故障的诊断方法。
背景技术
随着全球环境的日益恶化，近年来强对流天气逐渐呈现常态化趋势。强对流天气是输电线路安全稳定运行的重要威胁，由于强对流天气是伴随着短时强降水、雷雨大风、***、冰雹和飑线等现象的灾害性天气，极易造成输电线路的雷击、风偏等故障。正确的故障原因判断是保障输电线路采取正确应对措施的重要依据。现有的雷击故障判断主要基于电网***内广泛应用的雷电定位***，通过变电站行波测距装置给出的故障杆塔定位和故障时间，综合故障杆塔现场故障痕迹和雷电定位***内该杆塔周围是否有落雷来进行判断。由于强对流天气是一种综合性的灾害天气，输电线路在强风作用下会造成导线与杆塔安全距离变小，而此时导线遭受雷电绕击会造成导线雷击点与塔身放电发生故障跳闸，但由于雷击故障和风偏故障现场痕迹明显不同且造成此种故障的雷电流，雷击故障放电通道通常为导线雷击点与导线挂点处绝缘子，从而造成运行人员误判为风偏故障。
发明内容
本发明提供了一种针对输电线路雷击故障的诊断方法，解决了强对流天气下对输电线路雷击故障容易发生误判的技术问题。
本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：
本发明的总体构思是：当输电杆塔在强对流天气下发生故障后，先通过变电站的行波测距装置定位发生故障的输电杆塔，以变电站的行波测距装置记录的故障时间和输电杆塔经纬度坐标，通过雷电定位***查询相应雷电监测数据，结合微气象装置监测的故障时段风速数据、倾角传感器数值和数据服务器中存储的输电杆塔参数，判断是否为雷击故障。
一种针对输电线路雷击故障的诊断方法，其特征在于以下步骤：
第一步、在输电杆塔的横担上安装微气象装置和倾角传感器，微气象装置和倾角传感器分别通过APN网络与分析中心电脑连接在一起，分析中心计算机通过***内网分别与行波测距装置、雷电定位***和数据服务器连接在一起；
第二步、分别测量得到：输电杆塔的顶部避雷线间距b、避雷线平均高度h1和杆塔所处地形的地面倾角a1，并记录倾角传感器的初始值a2，并将这些数据存储到数据服务器中；微气象装置和倾角传感器通过APN网络将实时监测到的风速v和倾斜角a3传回到分析中心计算机中；
第三步、在强对流天气下，输电线路发生跳闸故障，变电站的行波测距装置给出发生故障的输电杆塔的定位和故障时刻；
第四步、根据第三步定位的发生故障的输电杆塔和发生故障的时刻，通过雷电定位***查询并得到输电杆塔在故障时刻发生的几次落雷，并获取每次落雷对应的雷电流幅值Im和落雷到输电线路的距离Lm；
第五步、修正发生故障的输电杆塔的最大绕击雷电流I与地面倾角a1的关系为：I=f[a1+（a3-a2）]；
第六步、根据以下公式计算出输电杆塔的受雷范围L：
L=b+4×h1；
第七步、当故障时段，风速v小于发生故障的输电杆塔设计风速，有落雷，并同时满足：落雷对应的雷电流幅值Im小于或等于最大绕击雷电流I；落雷到输电线路的距离Lm小于或等于受雷范围L；两个条件；则判断为输电线路雷击故障。
当发生故障的输电杆塔处于山区时，修正发生故障的输电杆塔的最大绕击雷电流I与地面倾角a1的关系为：I=f[a1+(a3-a2)]；受雷范围L修正为，L=b+4×（h1+h2），其中h2为输电杆塔（2）下方地面到山体周围相对空旷平地的铅垂距离。
本发明克服了强对流天气下输电线路雷击故障的误判问题，通过多数据源进行综合分析，提高了对雷击故障的准确判断率。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明：
一种针对输电线路雷击故障的诊断方法，其特征在于以下步骤：
第一步、在输电杆塔2的横担上安装微气象装置4和倾角传感器7，微气象装置4和倾角传感器7分别通过APN网络与分析中心电脑5连接在一起，分析中心计算机5通过***内网分别与行波测距装置1、雷电定位***3和数据服务器6连接在一起；
第二步、分别测量得到：输电杆塔2的顶部避雷线间距b、避雷线平均高度h1和杆塔所处地形的地面倾角a1，并记录倾角传感器7的初始值a2，并将这些数据存储到数据服务器6中；微气象装置4和倾角传感器7通过APN网络将实时监测到的风速v和倾斜角a3传回到分析中心计算机5中；
第三步、在强对流天气下，输电线路发生跳闸故障，变电站的行波测距装置1给出发生故障的输电杆塔2的定位和故障时刻；在强对流天气下，输电线路发生跳闸故障，变电站变电站行波测距装置1给出故障输电杆塔2的定位和故障时刻，根据现场故障痕迹可先判断为疑似风偏故障；
第四步、根据第三步定位的发生故障的输电杆塔2和发生故障的时刻，通过雷电定位***3查询并得到输电杆塔2在故障时刻发生的几次落雷，并获取每次落雷对应的雷电流幅值Im和落雷到输电线路的距离Lm；
第五步、修正发生故障的输电杆塔2的最大绕击雷电流I与地面倾角a1的关系为：I=f[a1+（a3-a2）]；
第六步、根据以下公式计算出输电杆塔2的受雷范围L：
L=b+4×h1；
第七步、当故障时段，风速v小于发生故障的输电杆塔2设计风速，有落雷，并同时满足：落雷对应的雷电流幅值Im小于或等于最大绕击雷电流I；落雷到输电线路的距离Lm小于或等于受雷范围L；两个条件；则判断为输电线路雷击故障。
当发生故障的输电杆塔2处于山区时，修正发生故障的输电杆塔2的最大绕击雷电流I与地面倾角a1的关系为：I=f[a1+(a3-a2)]；受雷范围L修正为，L=b+4×（h1+h2），其中h2为输电杆塔2下方地面到山体周围相对空旷平地的铅垂距离；由于输电线路导线存在最大绕击电流，当一次落雷的雷电流幅值超过最大绕击电流时则不可能击在导线上；对于输电杆塔2由于杆塔参数一定，最大绕击雷电流I与地面倾角a1的关系为I=f（a1），f为a1的函数。由于输电线路处于山区地形时，受强对流天气等自然因素的影响会造成杆塔基础附近的水土流失，发生塔腿基面沉降，影响地面倾角a1值。因此通过倾角传感器7将最大绕击雷电流I与地面倾角a1的关系修正为：I=f[a1+（a3-a2）]；由于处于山区的输电线路其避雷线平均高度h1受地形的影响，因此将受雷范围L修正为，L=b+4×（h1+h2）。

Claims (2)

1.一种针对输电线路雷击故障的诊断方法，其特征在于以下步骤：
第一步、在输电杆塔（2）的横担上安装微气象装置（4）和倾角传感器（7），微气象装置（4）和倾角传感器（7）分别通过APN网络与分析中心电脑（5）连接在一起，分析中心计算机（5）通过***内网分别与行波测距装置（1）、雷电定位***（3）和数据服务器（6）连接在一起；
第二步、分别测量得到：输电杆塔（2）的顶部避雷线间距b、避雷线平均高度h1和杆塔所处地形的地面倾角a1，并记录倾角传感器（7）的初始值a2，并将这些数据存储到数据服务器（6）中；微气象装置（4）和倾角传感器（7）通过APN网络将实时监测到的风速v和倾斜角a3传回到分析中心计算机（5）中；
第三步、在强对流天气下，输电线路发生跳闸故障，变电站的行波测距装置（1）给出发生故障的输电杆塔（2）的定位和故障时刻；
第四步、根据第三步定位的发生故障的输电杆塔（2）和发生故障的时刻，通过雷电定位***（3）查询并得到输电杆塔（2）在故障时刻发生的几次落雷，并获取每次落雷对应的雷电流幅值Im和落雷到输电线路的距离Lm；
第五步、修正发生故障的输电杆塔（2）的最大绕击雷电流I与地面倾角a1的关系为：I=f[a1+（a3-a2）]；
第六步、根据以下公式计算出输电杆塔（2）的受雷范围L：
L=b+4×h1；
第七步、当故障时段，风速v小于发生故障的输电杆塔（2）设计风速，有落雷，并同时满足：落雷对应的雷电流幅值Im小于或等于最大绕击雷电流I和落雷到输电线路的距离Lm小于或等于受雷范围L，则判断为输电线路雷击故障。
2.根据权利要求1所述的一种针对输电线路雷击故障的诊断方法， 其特征在于，当发生故障的输电杆塔（2）处于山区时，修正发生故障的输电杆塔（2）的最大绕击雷电流I与地面倾角a1的关系为：I=f[a1+(a3-a2)]；受雷范围L修正为，L=b+4×（h1+h2），其中h2为输电杆塔（2）下方地面到山体周围相对空旷平地的铅垂距离。
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