一种输电线路的雷击定位方法

摘要

本发明涉及一种输电线路的雷击定位方法，属于高电压试验设备及测量技术领域。本方法通过查询雷电流在线监测系统监测数据，获取击中杆塔的雷电流经杆塔和输电线路分流后，通过该监测系统的雷电流传感器的电流幅值、电流波形、上升时间、半波时间；通过查询雷电定位系统监测数据，取得同时刻同区域的雷击时间、雷击区域、雷电流幅值、雷电回击次数数据；结合仿真计算得出的雷电波形经过杆塔后的衰减关系，及雷击点距离杆塔不同位置的电流分流关系，考虑雷电定位系统的误差，得出雷击点的位置区间。本方法定位精度高，有利于线路雷击损坏的快速查找和修复；并保证了数据有效性和可靠性，节省了输电线路雷击故障的查找和线路修复时间。

主权项

一种输电线路雷击定位方法，其特征在于该方法包括以下步骤：（1）从雷电流在线监测系统中获取雷电流在线监测系统所安装的杆塔的位置P₁、雷击时间t₁、以及击中杆塔的雷电流经杆塔和输电线路分流后通过在线监测系统中雷电流传感器的雷电流特征参数，雷电流特征参数包括雷电流的电流幅值I₁、雷电流波形、上升时间t_up1和半波时间t_h1，并从雷电流波形中，得到波峰次数N₁；（2）从雷电定位系统中获取监测数据，监测数据包括同时刻同区域的雷击时间t₂、雷电流击中区域P₂、雷电流幅值I₂和雷电回击次数N₂；（3）将上述雷电流在线监测系统中获取的雷击时间t₁、雷电流在线监测系统所安装的杆塔的位置P₁、雷电流特征参数中的电流幅值I₁和波形中的波峰次数N₁，与雷电定位系统监测数据中的雷击时间t₂、雷电流击中区域P₂、雷电流幅值I₂、雷电回击次数N₂进行比对，若同时满足t₁与t₂相差1毫秒以内、P₁位于区域P₂内、N₁与N₂相同，且I₁小于I₂，则判定雷电流在线监测系统记录的数据和雷电定位系统记录的数据由同一雷电引起；（4）根据雷电击中输电线路时，输电线路中的地线上的雷电流幅值I、上升时间t_up和半波时间t_h与雷击点和观测点之间的杆塔数量及杆塔间线路的段数的理论关系表和理论关系曲线，将上述雷电流幅值I₁与雷电流幅值I₂的比值I₁/I₂、上升时间t_up1和半波时间t_h1代入上述理论关系表和理论关系曲线中，检索到雷电流在线监测系统所在位置与雷电流击中输电线路的位置之间的杆塔数量G和线路的段数D；（5）通过对雷击线路的仿真计算，得到雷电流沿线路传播时，经过G个杆塔和D段线路产生幅值衰减后的雷电流幅值占衰减前的雷电流幅值的百分比Q，将上述雷电流在线监测系统测量的雷电流幅值I₁除以Q，得出衰减前距雷电流击中线路位置最近处杆塔的雷电流幅值I₀：I₀=I₁/Q；（6）根据雷电击中输电线路杆塔之间的地线时，雷电流沿地线向两侧分流比例与雷击点距两侧杆塔的距离之间的理论关系表，将上述雷电流幅值I₀和I₂的比例I₀/I₂代入该理论关系表中，检索到雷电流击中位置与最近杆塔的距离L，若L为0，则判定雷电流直接击中杆塔，若L不为0，则判定雷电流击中杆塔之间的线路；（7）利用下式，计算得到雷电流击中输电线路位置与雷电流在线监测系统位置之间的距离S：S=G×A+L，其中，A为从电力系统的输电线路数据中得到雷电流在线监测系统所在位置处的杆塔之间的平均距离；（8）对上述雷电流幅值的测量值I₂分别增加50%和减少50%后，分别重复步骤（4）至步骤（7），从得到的雷电流击中输电线路位置与雷电流在线监测系统位置之间的距离S中，将最大值S_MAX和最小值S_MIN分别定义为雷电流击中输电线路位置与雷电流在线监测系统之间距离的上限和下限；（9）根据上述步骤（8）的最小值S_MIN和最大值S_MAX，得到雷电流击中输电线路位置所在的线段[S_MIN，S_MAX]，记该线段的中点为S_AV，再根据上述雷电流在线监测系统所安装的杆塔的位置P₁，得到雷电流击中输电线路的位置P₀：P₀=P₁+S_AV，将P₀与雷电定位系统监测的雷击区间P₂进行比较，若P₀处于区域P₂内，则将P₀作为雷击线路的位置，用于雷击故障修复和线路维护，若P₀处于区域P₂外，则结束定位计算。