海南电网公司雷击灾害减灾关键技术研究获突破

　　●通过提取输电线路故障时的雷击和多种非雷击故障的行波“指纹”特征，监测故障线路是否遭受雷击，这种方式在国际上尚属首次。

　　●“海南电网雷击灾害减灾关键技术及应用”获海南省科技进步一等奖，成果推广应用于北京市、江苏省、广东省、浙江省等多地输电线路。

　　●今年，将把监测范围从110千伏线路逐步向35千伏线路拓展。

　　海南省雷电活动频繁，据统计，雷击跳闸占海南电网总跳闸事故的40%至50%。在总结以往的雷击经验教训过程中，海南电力技术研究院不断摸索，在雷电统计数据、故障甄别与处置效率、雷击灾害风险区域评估及治理手段等方面取得进步，其科技项目“海南电网雷击灾害减灾关键技术及应用”获得2015年海南省科技进步一等奖。这是海南电网公司科技项目首次获得省部级一等奖，同时该项目中“一种输电线路雷击与非雷击故障的辨识方法”专利也获得了“2015年度中国优秀专利奖”。

　　需求倒逼科技进步

　　早在2005年，海南电网公司就初步建成了雷电监测系统，能够实时显示雷电地闪发生的时间、位置、雷电流幅值和极性等。但这个系统仅仅提供雷电地闪的分布规律，风险区域评估只能考虑线路走廊地面的落雷情况，未能考虑地形地貌、线路结构等因素，因此评估结果及防护措施针对性不强，远程自动准确识别及高精度定位手段也不足。

　　“简单地说，就是参考性不强。它能监测到哪个区域发生了雷电地闪，但无法定位到线路上。”海南电力技术研究院院长吴清是该项目的负责人，“故障发生后，需要投入两个班组8—10人参与巡线，巡线时长达10—13小时。这相当于盲查，不知道是不是雷击跳闸，也不知道线路的哪一段遭到了雷击。”

　　2009年，海南迈入国际旅游岛建设的关键时期，还承担着博鳌亚洲论坛召开、航天卫星发射的重任。防雷技术上的不足给海南电网公司提出了新的要求。“尤其是2009年三亚凤凰机场遭遇雷击，机场供电系统几乎瘫痪，近3日无法正常航行。这给我们敲响了警钟。”吴清说。

　　从那一年开始，海南电力技术研究院在原有的雷电监测系统上进行技术扩展，进一步深化了在雷电监测与参数分析、雷击监测、雷击灾害风险区域评估与治理、雷击灾害快速处置4项关键技术的研究。

　　研发地闪密度图，提高防雷改造针对性

　　哪里雷多、哪里雷少？跳闸是不是雷击所致？击中了哪条线路哪一段？如何精准或是差异化改造？这些是项目需要回答的问题。在研究团队研究室的大屏幕上，很直观就能看出一个周期内地闪雷击的次数与强度。“你看，2009年至2013年，海南电网35千伏及以上输电线路共发生455起雷击跳闸故障，时间上主要发生在4—9月份，在空间上主要发生在海口、儋州、琼海和三亚等地区……”黄松是海南电力技术研究院高电压所的所长，也是该项目的第二完成人。据介绍，电网要防雷，首先要知道雷在哪里。海南雷电频发，雷电监测系统在全岛范围内一天监测到雷电数据可达数十万条，这为防雷技术的研究提供了基础数据。使用好这些数据，是项目研究的基础工作。

　　对此，项目组通过比较多个行政区域之间的雷电日、雷电小时、地闪密度、比率等典型参数，对指定行政区、线路走廊缓冲区或自定义多边形区域进行网格划分，并结合监测数据样本的时间信息，获得了故障的时空分布规律，首次绘制出了定位精度为500米的海南全岛地闪密度分布图和67条主要输电线路的雷击分布图和雷害分布图。

　　有了这些图，线路的防雷改造从过去的“撒胡椒面”式转变为更有针对性。在有限的投资下，海口、儋州、三亚供电局等根据密度图对部分线路进行了差异化防雷改造。2010年至2014年，海南电网输电线路雷击跳闸率、故障停运率较以往平均值分别下降约30%和50%。

　　快速定位，巡线盲查变系统检索

　　“知道哪里雷多有助于线路防雷改造。但是对于抢修而言，我们可以快速定位雷击点是关键，把派人去‘盲查’变成‘系统检索’。”吴清说。海南电力技术研究院的这项技术的成果获得了2015年的优秀专利奖。

　　据了解，辨析线路是否出现雷击故障在电力行业一直是一个难题。

　　“业内很多专家尝试过很多办法来辨析是否雷击故障，但并没有一个准确的参数可以用于判别。我们经过多次尝试，发现输电线路暂态电流行波可以辨识是否雷击故障。”黄松说。研究人员通过提取输电线路故障时的雷击和多种非雷击故障的行波“指纹”特征，可以监测到故障线路是否遭受雷击，这种方式在国际上是首次。通过对行波特征的观测，不仅可以确定雷击的位置，对非雷击的故障也能辨识。

　　海口供电局1名员工3月3日中午12点58分收到一条智能故障监测事故快报：“2016年3月3日11点50分14291毫秒，海口供电局220千伏某线路发生非雷击跳闸（可能为山火故障），重合未动作……”

　　据悉，在短信推送的基础上，从2014年开始，海南电力技术研究院还推出了专业服务微信平台。员工从手机上就能查询故障，故障排查时间由以往10多个小时缩短为1个小时以内。

　　目前，雷击监测系统已应用于海南电网88条110千伏和66条220千伏输电线路上，覆盖了海南电网主要的110千伏及220千伏输电线路；实现562次输电线路跳闸故障的准确定位和故障性质辨识，平均定位精度小于300米，故障成功辨识率大于95%。“海南电网雷击灾害减灾关键技术”应用5年来，已经为海南电网公司节约投资、减少停电损失等超过10亿元。

　　经过5年，该项目成果不仅广泛应用于海南省，更推广应用于北京市、江苏省、广东省、浙江省等地的输电线路，经济和社会效益十分显着。据悉，今年海南电网公司将把监测范围从110千伏线路逐步向35千伏线路拓展，定位精度从300米向250米缩小，把成果应用到更多供电局的雷击故障抢修、防雷技改甚至线路规划中。

　　数说：

　　●目前，雷击监测系统应用于海南电网88条110千伏和66条220千伏输电线路。

　　●2010年至2014年，海南电网输电线路雷击跳闸率、故障停运率较以往平均值分别下降约30%和50%。

　　●共实现562次输电线路跳闸故障的准确定位和故障性质辨识，平均定位精度小于300米，故障成功辨识率大于95%。

　　●应用5年来，已经为海南电网节约投资、减少停电损失等超过10亿元。

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来源：南方电网报