一種基于圖形的雷擊成因差異化辨識(shí)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于圖形的雷擊成因差異化辨識(shí)方法，采用差異化雷擊故障樹狀圖法，是基于雷電定位系統(tǒng)和故障錄波圖確定線路發(fā)生了雷擊跳閘，并且現(xiàn)場確定了發(fā)生雷擊故障的桿塔及雷擊點(diǎn)，根據(jù)雷擊故障樹狀圖法對(duì)可能引起雷擊故障的因子進(jìn)行排查，最后結(jié)合具有差異性的權(quán)衡因數(shù)確定造成雷擊故障的主因和次因，確定雷擊故障的性質(zhì)，最終根據(jù)防雷措施的差異性確定相應(yīng)的改造措施。本發(fā)明的方法能夠比較準(zhǔn)確的對(duì)雷擊故障進(jìn)行定性，判斷出雷擊故障的成因，最終為故障桿塔的后期改造提供理論與技術(shù)依據(jù)。
【專利說明】一種基于圖形的雷擊成因差異化辨識(shí)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于輸電線路防雷與保護(hù)領(lǐng)域，具體地說涉及一種基于圖形的雷擊成因差 異化辨識(shí)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 高壓輸電線路距離長、跨距大、地形地貌復(fù)雜且高海拔分布占比多，因此桿塔遭受 雷擊的概率很高，據(jù)統(tǒng)計(jì)電網(wǎng)公司每年的雷擊故障占到全部故障的40%以上。故能否迅速 的對(duì)發(fā)現(xiàn)故障且系統(tǒng)的對(duì)故障點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)恢復(fù)電網(wǎng)的正常運(yùn)行及后期改造具有極其重 要的指導(dǎo)意義。
[0003] 傳統(tǒng)的雷擊故障診斷主要依據(jù)錄波法，但受到診斷元件存間或客觀因素的影響會(huì) 存在一定的誤判，各電網(wǎng)公司故障點(diǎn)診斷側(cè)重點(diǎn)也不一致，大多數(shù)僅是對(duì)雷擊桿塔和放電 點(diǎn)的查找，故障現(xiàn)場調(diào)研存在一定的盲目性，故障分析數(shù)據(jù)不夠全面分析結(jié)果也不夠直觀， 最終形成的故障分析文件內(nèi)容各式各樣，故障報(bào)告對(duì)后期線路防雷改造的參考價(jià)值也不 高。本發(fā)明正是基于傳統(tǒng)方式的不足，從故障點(diǎn)查找到最后的故障分析和改造方案的建立， 形成了一套層次清晰、分析全面、結(jié)果嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦讚艄收喜町惢孀R(shí)方法。
[0004] 有鑒于此，本發(fā)明提供一種基于圖形的雷擊成因差異化辨識(shí)方法，以滿足實(shí)際應(yīng) 用需要。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于圖形的雷擊成因差異化辨 識(shí)方法，從而為桿塔的防雷改造提供理論實(shí)際指導(dǎo)和技術(shù)支持。
[0006] 本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于圖形的雷擊成因差異化辨識(shí)方法，采用差 異化雷擊故障樹狀圖法，是基于雷電定位系統(tǒng)和故障錄波圖確定線路發(fā)生了雷擊跳閘，并 且現(xiàn)場確定了發(fā)生雷擊故障的桿塔及雷擊點(diǎn)，根據(jù)雷擊故障樹狀圖法對(duì)可能引起雷擊故障 的因子進(jìn)行排查，最后結(jié)合具有差異性的權(quán)衡因數(shù)確定造成雷擊故障的主因和次因，確定 雷擊故障的性質(zhì)，最終根據(jù)防雷措施的差異性確定相應(yīng)的改造措施，采用差異化雷擊故障 樹狀圖法實(shí)施的步驟如下： (1) 首先，根據(jù)雷電定位系統(tǒng)和錄波測試裝置確定發(fā)生雷擊跳閘的桿塔區(qū)段，現(xiàn)場調(diào)研 確定雷擊故障桿塔號(hào)及故障相點(diǎn)，并在桿塔上查找雷擊放電點(diǎn)； (2) 其次，根據(jù)雷擊故障樹狀圖中的6大影響因素，即雷電活動(dòng)因素、地形地貌因素、環(huán) 境氣候因素、改造方法因素、桿塔結(jié)構(gòu)因素、人員因素，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行探測、計(jì)算，并建 立故障點(diǎn)的初步分析數(shù)據(jù)庫； (3) 再次，完善故障桿塔數(shù)據(jù)庫并采用"摘樹葉"的方式對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，確定線路雷 擊故障的性質(zhì)及可能造成雷擊故障的初步因子，并根據(jù)各因子對(duì)雷擊故障影響的差異化系 數(shù)，確定造成雷擊故障的主要因素； (4) 最后，結(jié)合分析結(jié)果及防雷措施的差異性，確定相應(yīng)的防雷改造措施和具體的改造 方案。
[0007] 本發(fā)明的有益效果是：采用此方法其優(yōu)點(diǎn)是，能夠快速的篩選出造成桿塔雷擊的 因子，確定雷擊故障的主次因素，確定雷擊故障的性質(zhì)，從而為桿塔的防雷改造提供理論實(shí) 際指導(dǎo)和技術(shù)支持，能夠解決目如電網(wǎng)防雷改造中存在的盲目性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1為本發(fā)明的原理框架示意圖。
[0009] 圖2為本發(fā)明的實(shí)施流程框架示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0010] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的 內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些 等價(jià)形式同樣在本申請(qǐng)所列權(quán)利要求書限定范圍之內(nèi)。
[0011] 如圖1所示，本發(fā)明通過一棵"樹"的樹葉、樹杈、分支、主干四者之間的相互層次 關(guān)系，對(duì)影響線路雷擊跳閘的各因子進(jìn)行充分的分層分級(jí)，更為簡捷、直觀的展示出各因子 間的相互關(guān)聯(lián)，從而能夠更為清晰的認(rèn)識(shí)到哪些是造成當(dāng)前雷擊跳閘的要因，并確定起因 屬于主觀缺陷還是客觀環(huán)境，為后期的防雷改造提供了參考依據(jù)。
[0012] 如圖1所示，雷擊故障的6大成因包括：雷電活動(dòng)因素、地形地貌因素、環(huán)境氣候因 素、改造方法因素、桿塔結(jié)構(gòu)因素、人員因素。
[0013] 雷電活動(dòng)因素主要從強(qiáng)度大和雷電頻繁兩方面體現(xiàn)，而用于衡量雷電強(qiáng)度的因子 又包含了雷電流幅值和放電時(shí)間，衡量雷電頻繁的因子包含雷暴日和地閃密度兩個(gè)。
[0014] 地形地貌因素分為海拔高度、地形、地貌三層，地形又可衍生為山區(qū)和水域，地貌 衍生為山頂、大傾角及大跨越。
[0015] 改造方法因素主要從桿塔已經(jīng)實(shí)施的防雷措施不當(dāng)造成的防護(hù)失效，根據(jù)防護(hù)對(duì) 象不同，防雷方法可分為防繞擊、防斷電、防閃絡(luò)和防建弧四類。
[0016] 根據(jù)雷云放電的機(jī)理，影響落雷點(diǎn)的氣候環(huán)境因素主要包含了植被高大、溫度高、 濕度大、風(fēng)速快4個(gè)因子。
[0017] 桿塔結(jié)構(gòu)因素主要包含了絕緣配置和設(shè)計(jì)兩方面的缺陷，對(duì)應(yīng)的影響因子分別為 絕緣水平過低、絕緣材質(zhì)缺陷和保護(hù)角偏大、接地網(wǎng)設(shè)計(jì)不能滿足地質(zhì)要求。
[0018] 人員因素中分為對(duì)桿塔施工不當(dāng)、誤判及巡線不到位三層，其中巡線不到位又包 含了巡線的頻率低且質(zhì)量差兩個(gè)因子。
[0019] 如圖2所示，雷擊故障點(diǎn)成因分析主要分為四個(gè)層次：樹葉層、樹叉層、分支層、決 策層，根據(jù)各層與主干的關(guān)系對(duì)應(yīng)為三級(jí)、二級(jí)、一級(jí)。樹葉層是部分樹叉層的衍生，此層匯 集了所有可能造成雷擊故障的第三級(jí)因子；樹叉層包含了樹葉層和本層的全部雷擊起因的 因子，通過"摘樹葉"、"去樹叉"的方式在本層可以確定雷擊故障的主要成因；根據(jù)上述兩層 的分析結(jié)果，采用"砍樹枝"的方式，在分支層確定造成雷擊故障的要因及主客觀性；決策層 是綜合上述分析結(jié)果及線路運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對(duì)雷擊故障的性質(zhì)和成因做出準(zhǔn)確判斷。
[0020] 由此，本發(fā)明提供的一種基于圖形的雷擊成因差異化辨識(shí)方法，可以概括為：采用 差異化雷擊故障樹狀圖法，是基于雷電定位系統(tǒng)和故障錄波圖確定線路發(fā)生了雷擊跳閘， 并且現(xiàn)場確定了發(fā)生雷擊故障的桿塔及雷擊點(diǎn)，根據(jù)雷擊故障樹狀圖法對(duì)可能引起雷擊故 障的因子進(jìn)行排查，最后結(jié)合具有差異性的權(quán)衡因數(shù)確定造成雷擊故障的主因和次因，確 定雷擊故障的性質(zhì)，最終根據(jù)防雷措施的差異性確定相應(yīng)的改造措施，采用差異化雷擊故 障樹狀圖法實(shí)施的步驟如下： (1) 首先，根據(jù)雷電定位系統(tǒng)和錄波測試裝置確定發(fā)生雷擊跳閘的桿塔區(qū)段，現(xiàn)場調(diào)研 確定雷擊故障桿塔號(hào)及故障相點(diǎn)，并在桿塔上查找雷擊放電點(diǎn)； (2) 其次，根據(jù)雷擊故障樹狀圖中的6大影響因素，即雷電活動(dòng)因素、地形地貌因素、環(huán) 境氣候因素、改造方法因素、桿塔結(jié)構(gòu)因素、人員因素，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行探測、計(jì)算，并建 立故障點(diǎn)的初步分析數(shù)據(jù)庫； (3) 再次，完善故障桿塔數(shù)據(jù)庫并采用"摘樹葉"的方式對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，確定線路雷 擊故障的性質(zhì)及可能造成雷擊故障的初步因子，并根據(jù)各因子對(duì)雷擊故障影響的差異化系 數(shù)，確定造成雷擊故障的主要因素； (4) 最后，結(jié)合分析結(jié)果及防雷措施的差異性，確定相應(yīng)的防雷改造措施和具體的改造 方案。
[0021] 步驟（2)建立完整的故障點(diǎn)的全息數(shù)據(jù)庫，參數(shù)分析更加全面透徹，步驟（3)確定 雷擊故障的主要成因更加快捷準(zhǔn)確，步驟（4)防雷改造措施的針對(duì)性更強(qiáng)，防雷效果更加顯 著。
[0022] 此方法能夠比較準(zhǔn)確的對(duì)雷擊故障進(jìn)行定性，判斷出雷擊故障的成因，最終為故 障桿塔的后期改造提供理論與技術(shù)依據(jù)。
[0023] 案例： 某500kV單回輸電線路發(fā)生跳閘故障，經(jīng)雷電定位系統(tǒng)查詢及行波檢測裝置初步確定 故障點(diǎn)在20#-30#桿塔區(qū)段，現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)26#桿塔絕緣子串上有明顯的雷擊放電痕跡，確 定雷擊故障桿塔為26#桿塔。對(duì)26#桿塔的實(shí)際情況進(jìn)行勘測，結(jié)果表明雷擊桿塔僅采用 防繞擊的雙地線防護(hù)措施；桿塔的結(jié)構(gòu)及絕緣配置均滿足設(shè)計(jì)要求，但接地電阻實(shí)際測量 值超過了 30Ω ;線路的巡檢工作符合計(jì)劃要求、施工合理；故障桿塔位于高海拔大山區(qū)域， 周圍植被茂盛且環(huán)境潮濕；經(jīng)測量計(jì)算桿塔所在區(qū)域地貌為沿坡，地面傾角偏大屬于大檔 距桿塔且桿塔的；故障桿塔所在區(qū)段的地閃密度高達(dá)10次/年?平方公里，線路走廊的雷 電流幅值主要集中在l〇〇kA以內(nèi)，且雷暴天氣持續(xù)的時(shí)間較長。
[0024] 結(jié)合故障桿塔現(xiàn)場勘測結(jié)果和本發(fā)明的實(shí)施原理，對(duì)三次元、二次元進(jìn)行篩檢，確 定造成雷擊故障的相關(guān)因子包括：1)桿塔位于山區(qū)海拔高地質(zhì)環(huán)境惡劣，且接地電阻值偏 大；2)桿塔的地面傾角偏大導(dǎo)致桿塔的實(shí)際保護(hù)角超過設(shè)計(jì)值；3)雷擊故障點(diǎn)為高雷區(qū)， 且雷暴天氣持續(xù)時(shí)間長；4)故障桿塔周圍植被茂盛。
[0025] 對(duì)上述因子進(jìn)行分析，確定造成桿塔雷擊故障的主要因素：1)桿塔的防雷保護(hù)措 施不能滿足高海拔、高雷區(qū)桿塔的防雷要求；2)故障桿塔大型植被過多，也是造成落雷密度 過大的主要因素之一；3)地面傾角偏大導(dǎo)致桿塔的實(shí)際保護(hù)角超過設(shè)計(jì)值。
[0026] 根據(jù)故障點(diǎn)的勘測數(shù)據(jù)及分析結(jié)果，確定桿塔故障由繞擊雷引起。綜合考慮雷擊 故障的主要成因、故障點(diǎn)的雷擊性質(zhì)及現(xiàn)有防雷裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，確定桿塔的防雷改造方案 為對(duì)外坡相采用氧化鋅避雷器防雷裝置。
[0027] 以上僅為本發(fā)明的實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，因此，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種基于圖形的雷擊成因差異化辨識(shí)方法，采用差異化雷擊故障樹狀圖法，是基于 雷電定位系統(tǒng)和故障錄波圖確定線路發(fā)生了雷擊跳閘，并且現(xiàn)場確定了發(fā)生雷擊故障的桿 塔及雷擊點(diǎn)，根據(jù)雷擊故障樹狀圖法對(duì)可能引起雷擊故障的因子進(jìn)行排查，最后結(jié)合具有 差異性的權(quán)衡因數(shù)確定造成雷擊故障的主因和次因，確定雷擊故障的性質(zhì)，最終根據(jù)防雷 措施的差異性確定相應(yīng)的改造措施，采用差異化雷擊故障樹狀圖法實(shí)施的步驟如下： (1) 首先，根據(jù)雷電定位系統(tǒng)和錄波測試裝置確定發(fā)生雷擊跳閘的桿塔區(qū)段，現(xiàn)場調(diào)研 確定雷擊故障桿塔號(hào)及故障相點(diǎn)，并在桿塔上查找雷擊放電點(diǎn)； (2) 其次，根據(jù)雷擊故障樹狀圖中的6大影響因素，即雷電活動(dòng)因素、地形地貌因素、環(huán) 境氣候因素、改造方法因素、桿塔結(jié)構(gòu)因素、人員因素，對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行探測、計(jì)算，并建 立故障點(diǎn)的初步分析數(shù)據(jù)庫； (3) 再次，完善故障桿塔數(shù)據(jù)庫并采用"摘樹葉"的方式對(duì)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行分析，確定線路雷 擊故障的性質(zhì)及可能造成雷擊故障的初步因子，并根據(jù)各因子對(duì)雷擊故障影響的差異化系 數(shù)，確定造成雷擊故障的主要因素； (4) 最后，結(jié)合分析結(jié)果及防雷措施的差異性，確定相應(yīng)的防雷改造措施和具體的改造 方案。
【文檔編號(hào)】G01R31/08GK104062522SQ201410226286
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年5月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月27日
【發(fā)明者】虢韜, 石帥軍, 劉銳, 梁文勇, 趙淳, 楊恒, 畢家啟 申請(qǐng)人:國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司