高压输电线路因跨度大、分布广、气象条件复杂,易遭受雷击,雷击故障是造成其跳闸的第二大原因,2018~2022年国家电网架空输电线路跳闸中,雷击故障占比41%~57%,仅次于外力破坏,且多为瞬时故障,重合闸成功率高。其中绕击与反击两类雷击故障因形成机理、损伤特点不同,对应的处置与防护策略差异显著,因此对于雷击属绕击还是反击的精准区分,可以极大程度提升抢修效率,并为输电线路的防雷改造提供合科学依据。

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凯铭诺输电分布式故障定位装置,采用高度集成化设计,铝合金开启式外壳,防护等级达IP67,适配各类户外复杂环境;同时依托取电CT+光伏板+大容量电池的混合供电模式,实现安全稳定自主供电。

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装置按5-30km间隔部署于线路关键部位,可实时捕捉线路行波信号、负荷电流、温湿度等多维度数据,通过无线网络上传至系统主站,结合内置BDS模块,对时精度<20ns,为故障分析提供精准、全面的原始数据支撑,形成覆盖全线路的前端感知网络。其以行波监测技术为核心,从数据采集、智能分析到短信推送实现全链路协同,不仅实现故障区间定位可靠性>99%、定位误差不超300米的高精度定位,更能精准辨识雷击绕击与反击故障。

一、雷电绕击案例(一)故障基本情况

9月15日21时55分,某110kV线路C相故障跳闸,重合闸成功。该线路全长53.889km、181基杆塔,2016年投运,故障点为10号耐张塔(I级雷害区),已架设双避雷线并定期检测接地装置;故障时区段为雷雨天气,相对湿度100%,降水量30~50mm。

(二)故障排查

次日现场勘查发现,10号塔C相耐张复合绝缘子均压环被击穿,绝缘子沿面闪络放电,此为故障点。

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(三)故障原因

雷电绕击击中该塔C相绝缘子均压环,导致均压环击穿,雷电流沿绝缘子闪络放电引发跳闸。

(四)暴露问题

1.防雷保护角为10°正角,角度偏大,设计保守;

2.防雷措施单一,仅装设架空地线;

3.运维人员防雷意识淡薄、运行经验不足。

(五)治理措施

1.定期测量接地电阻,不定期检查接地装置腐蚀情况,更换不合格装置;

2.土壤电阻率高的地段用降阻剂,地形和杆塔呼高高处加装避雷器、避雷针,多措提升防雷水平。

二、雷电反击案例(一)故障基本情况

7月29日8时58分,某330kV线路B相故障,重合闸成功。该线路全长64.033km、185基杆塔,2005年投运,故障段为87~104号塔,故障点97号塔为I级雷害区(低风险),相邻杆塔接地电阻设计值15~20Ω,已架设双避雷线并定期检测接地装置;故障时区段为雷阵雨,雷电流幅值达129.5kA。

(二)故障排查

当日现场勘查发现,97号塔地线线夹、B相档鸟板挂钩、绝缘子金具及均压环有明显放电烧伤痕迹,此为故障点。

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(三)故障原因

雷电直击地线,雷电流下泄导致塔头电位骤升,在大雷电流作用下,B相绝缘子均压环与档鸟板挂钩发生反击放电,引发线路故障。

(四)暴露问题

1.I级雷害区的防雷设计未考虑雷电、雷暴大风等特殊天气,未及时加装防雷装置;

2.对投运后未发生雷击跳闸的线路,未额外增设避雷器、避雷针提升耐雷水平。

(五)治理措施

1.定期检测并整治不合格的接地装置;

2.雷雨天气增加线路特巡次数,结合雷电定位系统制定针对性防雷措施;

3.安装线路避雷器、可控避雷针。

凯铭诺输电分布式故障定位装置对雷击绕击与反击的精准辨识,彻底改变了传统运维中“模糊判定雷击类型、盲目开展防雷改造”的现状,从根本上提升了配电线路运行水平和运维检修效率。