謝 斌，謝 一

(1.重慶市電力公司璧山供電局，重慶璧山 402760;2.重慶郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，重慶 400065)

輸電線路雷擊故障點(diǎn)快速排查法

謝 斌1，謝 一2

(1.重慶市電力公司璧山供電局，重慶璧山 402760;2.重慶郵電大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，重慶 400065)

分析重慶璧山供電局近年來輸電線路雷擊跳閘故障的查找方法，提出采用“三維定一點(diǎn)”工作法，可有效縮短輸電線路雷擊跳閘故障查找時(shí)間，并增強(qiáng)供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

輸電線路;雷擊故障;查找方法;三維定一點(diǎn)

0 引言

重慶市璧山縣地形呈柳葉形狀，四面皆山，輸電線路在每年雷雨季節(jié)頻繁遭受雷擊引起跳閘，對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。統(tǒng)計(jì)顯示，2007～2010年璧山電網(wǎng)發(fā)生輸電線路故障跳閘共計(jì)41次，其中雷擊跳閘37次，占了全部故障跳閘的90.24%，雷擊是造成輸電線路故障跳閘的主要因素。

輸電線路雷擊后，需要線路人員盡快確定遭受雷擊的桿塔位置，以便迅速消除線路故障。由于雷擊事件的隨機(jī)性、破壞性和隱蔽性，而且有的故障點(diǎn)難以定位，極有可能成為以后發(fā)生線路事故的嚴(yán)重隱患。目前，電力系統(tǒng)通常利用“雷電定位系統(tǒng)”、“調(diào)度SCADA實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)”等作為判斷雷擊范圍的依據(jù)，但是由于范圍過大，巡線人員查找雷擊點(diǎn)類似“地毯式”搜尋，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

總結(jié)多年電力安全管理工作實(shí)踐，筆者認(rèn)為有機(jī)地整合各類系統(tǒng)信息，可較準(zhǔn)確地定位輸電線路雷擊故障點(diǎn)，盡可能縮短查找時(shí)間，及時(shí)消除雷害影響，以提高工作效率和減少企業(yè)損失。

1 輸電線路雷擊點(diǎn)查找工作流程分析

1.1 查找流程

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，巡線人員在接到當(dāng)值調(diào)度值班員對某時(shí)某條架空輸電線路遭到雷擊，過流跳閘，重合成功(或不成功)，需帶電巡線的調(diào)度命令后，巡線班組長立即組織巡線人員，在對雷電定位系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)查閱后，便帶領(lǐng)巡線人員在一個(gè)雷擊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行查尋，并通過“地毯式”故障排查方法，逐基對桿塔進(jìn)行故障排查，確定雷擊疑似點(diǎn)，最后將檢查結(jié)果報(bào)告當(dāng)值調(diào)度值班員。

由此可見，查找流程共分四個(gè)階段:通知、安排、查尋、匯報(bào)。其中“通知、安排、匯報(bào)”三個(gè)階段為時(shí)間不可變的項(xiàng)目，”查尋”階段為時(shí)間可變的項(xiàng)目。

1.2 查尋時(shí)間統(tǒng)計(jì)

查尋流程主要包括兩個(gè)環(huán)節(jié)，一是前往故障區(qū)域環(huán)節(jié)，其需用時(shí)間基本不可變;二是排查雷擊故障桿塔，即雷擊點(diǎn)環(huán)節(jié)，其需用時(shí)間是可變的。

2007～2010年璧山電網(wǎng)輸電線路雷擊故障點(diǎn)查找時(shí)間統(tǒng)計(jì)顯示:故障查找每次平均用時(shí)約451分鐘。其中“查尋”平均需用時(shí)397分鐘，占88%，因此，如何縮短“查尋”時(shí)間是研究的關(guān)鍵。

1.3 影響“排查”時(shí)間的主要因素

影響“排查”時(shí)間的主要因素有二。一是由于巡線人員數(shù)量少，專業(yè)技術(shù)水平參差不齊，現(xiàn)場照明條件差，器具笨重且攜帶不便，且通訊設(shè)備通訊距離受限、望遠(yuǎn)鏡倍數(shù)低、巡線道維護(hù)不及時(shí)、盲目性地毯式排查法耗時(shí)長等，都會(huì)增加排查時(shí)間;二是“地毯式”故障排查方法較盲目，逐基對桿塔進(jìn)行故障排查，不僅方法落后而且耗時(shí)長。據(jù)統(tǒng)計(jì)，最長排查耗時(shí)高達(dá)653分鐘(約11個(gè)小時(shí))。

2 “三維定一點(diǎn)”雷擊故障點(diǎn)快速排查法

為避免盲目的地毯式排查法而導(dǎo)致輸電線路雷擊點(diǎn)查找時(shí)間過長，線路巡查人員應(yīng)主動(dòng)調(diào)整工作思路，充分利用現(xiàn)有各類先進(jìn)系統(tǒng)提供的信息，盡可能縮小“排查”范圍，以提高“排查”效率，從而實(shí)現(xiàn)縮短輸電線路雷擊點(diǎn)查找時(shí)間的目標(biāo)。

2.1 利用雷電定位系統(tǒng)確定初步疑似區(qū)域

由于雷擊地點(diǎn)的不確定性，以往一旦發(fā)生雷擊線路跳閘事故，巡線人員不得不從頭到尾對線路進(jìn)行勘察，并登上桿塔才能查明事故情況。

目前，為縮短雷擊故障點(diǎn)查找時(shí)間，廣泛應(yīng)用雷電定位系統(tǒng)信息以判斷雷擊區(qū)域。

2007～2010年璧山供電局歷次雷擊故障跳閘，“雷電定位系統(tǒng)”均有據(jù)可查。疑似雷擊區(qū)域即為以雷電信息R為半徑的圓形區(qū)域(如圖1所示)，通過對此段時(shí)間的雷電范圍信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并加權(quán)平均后，通過雷電信息可確定的疑似雷擊區(qū)域一般平均約8.4平方公里。可見僅使用“雷電定位系統(tǒng)”信息所確定的疑似雷擊區(qū)域較大，具體雷擊點(diǎn)無法直觀判斷。

圖1 雷電定位系統(tǒng)確定初步疑似區(qū)域示意圖

2.2 增加桿塔GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)縮小疑似范圍

2010年7月，璧山供電局應(yīng)用麥哲倫GPS手持儀補(bǔ)充完善了全局新增的76基桿塔的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)的測取，使得全局所有輸電線路桿塔定位坐標(biāo)資料齊全。將補(bǔ)充測取的桿塔GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)特定格式，并導(dǎo)入雷電定位系統(tǒng)，使所有線路按桿塔排序在雷電定位系統(tǒng)當(dāng)中生成線路平面走向圖。

為了研究引入桿塔的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)后對輸電線路雷擊故障點(diǎn)查找的影響，筆者對2007～2010年的歷次雷擊故障進(jìn)行重新校驗(yàn)。由于引入了桿塔的GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)，疑似雷電區(qū)域縮小至線路兩側(cè)，即疑似雷擊區(qū)域?yàn)閳D2所示矩形區(qū)域。自引入此信息后，璧山供電局2010年的雷電范圍信息進(jìn)行加權(quán)平均后，疑似雷電區(qū)域縮小到平均約2.7平方公里范圍內(nèi)。

圖2 引入桿塔GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)縮小疑似雷電區(qū)

2.3 引入調(diào)度SCADA實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)鎖定雷擊點(diǎn)

在上述判斷的基礎(chǔ)上，如果引入時(shí)間數(shù)據(jù)，將更有利于故障點(diǎn)的判定。調(diào)度SCADA實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)與雷電定位系統(tǒng)的時(shí)間數(shù)據(jù)均通過GPS時(shí)鐘進(jìn)行時(shí)間數(shù)據(jù)采集，因此這兩個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間數(shù)據(jù)采集方法是一致的，有可比性。對2007～2010年歷次雷擊故障采用調(diào)度SCADA實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)校驗(yàn)，疑似雷電區(qū)域縮小到平均約0.5平方公里范圍內(nèi)(如圖3所示)，即基本已鎖定為一個(gè)點(diǎn)，因此，只需對此點(diǎn)附近的桿塔進(jìn)行排找，即可快速找到雷擊故障點(diǎn)。

圖3 引入調(diào)度SCADA實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)鎖定雷擊點(diǎn)

2.4 “三維定一點(diǎn)”雷擊故障點(diǎn)快速排查法

通過研究、摸索與實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)在輸電線路雷擊故障點(diǎn)排查中，如果合理引用雷電定位系統(tǒng)、桿塔GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)以及調(diào)度SCADA實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)等三個(gè)信息，可實(shí)現(xiàn)雷擊故障范圍判斷從較大區(qū)域向較小區(qū)域，直到雷擊點(diǎn)的逐漸逼近，筆者將此種工作方法命名為“三維定一點(diǎn)”雷擊故障點(diǎn)快速排查法。

為適應(yīng)“三維定一點(diǎn)”雷擊故障點(diǎn)快速排查法需要，對巡線人員查找雷擊點(diǎn)的工作流程也進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，即在接到當(dāng)值調(diào)度值班員對某時(shí)某條架空輸電線路遭到雷擊，過流跳閘，重合成功(或不成功)，需帶電巡線的調(diào)度命令后，巡線班組長立即組織巡線人員，并先應(yīng)用錄入了全部桿塔GPS經(jīng)緯度坐標(biāo)信息的“雷電定位系統(tǒng)”提供的數(shù)據(jù)，再通過調(diào)度SCADA實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)提供的雷擊故障跳閘的GPS時(shí)鐘數(shù)據(jù)將故障點(diǎn)鎖定在一個(gè)雷電信息上，科學(xué)地確定疑似雷擊點(diǎn)后，才帶領(lǐng)巡線人員有目的地直奔雷擊點(diǎn)現(xiàn)場進(jìn)行核實(shí)，最后向當(dāng)值調(diào)度員匯報(bào)情況。

3 應(yīng)用效果及前景

2011年1月14日，在取得璧山供電局運(yùn)維中心的配合支持下，以班組開展”事故預(yù)演”活動(dòng)，采用“三維定一點(diǎn)”雷擊故障點(diǎn)快速排查法，對35千伏大丁線2010年8月5日的雷擊故障作為“假想”事件進(jìn)行“回放”，進(jìn)行了一次事故模擬預(yù)演。整個(gè)預(yù)演從調(diào)度發(fā)出命令，到運(yùn)維中心在雷電定位系統(tǒng)上科學(xué)分析后進(jìn)行工作布置，到現(xiàn)場雷擊故障點(diǎn)查找，最后向調(diào)度匯報(bào)情況，總共耗時(shí)153分鐘。其中，通知5分鐘，工作安排44分鐘，查尋99分鐘，匯報(bào)5分鐘。未應(yīng)用“三維定一點(diǎn)”雷擊故障點(diǎn)快速排查法時(shí)，原有的整個(gè)工作流程用時(shí)約450分鐘，因此新方法用時(shí)僅為原來的34%。

“三維定一點(diǎn)”輸電線路雷擊故障點(diǎn)快速排查法的應(yīng)用，徹底改變了以往雷擊后需要大面積、“地毯式”巡線查找故障點(diǎn)的狀況，大大節(jié)省了人力、物力，雷擊故障點(diǎn)查找時(shí)間比原有方法平均縮短了約66%，使線路提前恢復(fù)安全運(yùn)行，大大提高了供電可靠性。

重慶電網(wǎng)是典型的受端電網(wǎng)，經(jīng)過“十一五”電網(wǎng)建設(shè)，500千伏“日”字型雙環(huán)電網(wǎng)筑起“西電東送”與全國聯(lián)網(wǎng)的中樞通道，220千伏及以下輸配電網(wǎng)絡(luò)日臻完善，全市農(nóng)網(wǎng)改造面達(dá)到93%，為重慶經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展提供了堅(jiān)強(qiáng)的電力保障。因此，“三維定一點(diǎn)”輸電線路雷擊故障點(diǎn)快速排查法不僅可以在輸電線路中推廣應(yīng)用，而且還可以在配電線路中進(jìn)行探索，這必將對提高重慶電網(wǎng)供電可

靠性以及經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益都產(chǎn)生巨大的影響。

［1］ SD292-88，架空配電線路及設(shè)備運(yùn)行規(guī)程［S］.

［2］ 陜西省電力公司.配電運(yùn)行、檢修、安裝［M］.北京:中國電力出版社，2001.

［3］ 吳宗之.安全生產(chǎn)技術(shù)［M］.北京:中國大百科全書出版社，2006.

［5］ 國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程(線路部分)［M］.北京:中國電力出版社，2009.

［6］ 國家電網(wǎng)公司.電力安全生產(chǎn)及防護(hù)［M］.北京:中國電力出版社，2010.

A Rapid Searching M ethod for the Lightning Stroke Fault Point of the Transm ission Line

XIE Bin1，XIE Yi2
(1.Bishan Power Supply Bureau of Chongqing Electric Power Corporation，Bishan Chongqing 402760，China;2.College of Economics and Management，Chongqing University of Posts and Telecommunications，Chongqing 400065，China)

By analyzing the searchingmethods of the trip faults of the transmission line caused by lightning strokes in Bishan Power Supply Bureau in recent years，this essay suggests adopting the“Fixing One Pointwith Three Dimensions”method to reduce the searching time aswell as to increase both economic and social benefits of power supply enterprises.

transmission line;lightning stroke faults;searchingmethods;fixing one pointwith three dimensions

TM727

A

1008-8032(2012)04-0069-03

2012-06-05

謝 斌(1969-)，全國注冊安全工程師、電力工程師、技師，從事配網(wǎng)安全監(jiān)察、反違章管理等研究。