输电线路雷电智能监测预警技术应用.pdf

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1、输电线路雷电智能监测预警技术应用电网雷击风险预防湖北省重点实验室国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司2018年10月1背景和意义2雷电智能监测技术3雷电预警技术4未来研究方向1、背景和意义雷电具有两种常见形态地闪云闪一次地闪在短时间内释放出巨大通常不会对地面物体造成破坏的能量，会引起强大的热效应、电效应和机械力，从而造成破坏和灾难1、背景和意义实时雷电监测数据统计得到，在中国一天的地闪就可高达15万次2010年8月18日（159086次地闪）1、背景和意义雷击是造成电网故障的首要原因国际大电网委员会公布美、日等12国电网故障数据，雷击占40%-60%国家电网公司统计雷击故障数占总故障数的

2、47.6%51、背景和意义雷击频繁造成电气设备损毁，甚至引发重大安全事故绝缘子炸裂变压器烧毁互感器损坏断路器爆炸6415座城市停电超过4小时2009年巴西因雷击波及巴西、巴拉圭5300万人口引发大停电损失电力负荷超过2400万kW71、背景和意义雷电造成石油化工雷击事故频现1989年8月12日，黄岛油库遭受雷击发生了特大火灾爆炸事故，造成19人死亡，100多人受伤，直接经济损失3540万元2003年4月7日，北山油库发生雷击事故，造成了大量电子设备损坏2006年9月9日，白云国际机场油库遭雷击，造成全自动控制系统故障2007年6月24日，镇海油库发生雷击事故2010年3月5

3、日，镇海油库发生雷击事故1、背景和意义雷击对风力、航空航天、国防等其他行业造成严重的破坏风电航空航天建筑森林1背景和意义2雷电智能监测技术3雷电预警技术4未来研究方向2、雷电智能监测技术解决电网雷击故障预防和处置中存在的问题，关键需要两大技术问题：问题1电网雷击故障准确辨识与精确定位架空线路雷击故障点沿线随机分布，雷击目标既可能为地线（或杆塔），也可能为导线。故障电磁瞬态特性复杂，准确辨识故障形态、高精度定位难度大。为指导电网雷击故障快速处置、保障电网安全，减少故障巡线的工作量，必须解决雷击故障定位问题。雷击地线雷击导线雷击大地山火树障2、雷电智能监测技术问题2电网雷击特征参数获取电网雷击

4、特征参数包括地闪密度、雷电流和电网接闪频度等，是电网防雷设计的重要基础参数。雷电地闪具有短时高密度、突发性特征，空间上随机分布。要准确掌握电网雷击特征参数的分布规律，必须在广域地表空间准确测量反演雷击特征参数，并坚持长时间监测。2、雷电智能监测技术1）广域雷电地闪监测网为了获得准确的雷电分布参数，实验室率先开展雷电监测技术研究，并开展了长期开展雷电监测工作。雷电监测系统（亦称广域地闪雷电监测系统）是一套综合了电磁遥测技术，卫星技术，地理信息技术、计算机应用技术等科技的全自动、大面积、高精度的实时雷电监测系统，能实时测量雷电发生的时间、方位、极性、幅值、回击次数等多项雷电参数，并实现对雷电参

5、数的统计。2、雷电智能监测技术国网电力科学研究院（原武汉高压研究所）：坚持主攻以地面设施防雷为目标的地闪探测技术，提高地闪测量水平研究雷电参数、雷电流幅值误差、引入雷害风险思想，应用于防雷工程技术2007：新一代数字式处理、系统智能识别1994：第二代时差定位为主，辅以定向80年代末：第一代模数混合处理、定向定位1990200020102、雷电智能监测技术新一代雷电定位系统——物理架构现行第二代雷电定位系统VS新一代雷电定位系统（LLS-2000）（LLS-3000）2、雷电智能监测技术对比项目现有系统国外同类系统新一代雷电定位系统定位精度优于1km优于200m优于200m探测站多站同

6、收率≥45%60%-70%70%-80%系统探测效率≥80%≥90%≥90%信号识别时间间隔5ms1ms0.2ms波形数据无无有故障点2044#杆塔半径200m查询区域查询结果500kV江城线跳闸实际波形数据2044#杆塔准确定位（111米）2、雷电智能监测技术广域雷电地闪监测网截止2018年10月，建立了唯一覆盖全国、技术水平全球领先的广域雷电监测网，包括877个基站，43个子站，雷电探测效率超过90%，定位精度优于200m。广域雷电监测网全国地闪实时监测2、雷电智能监测技术雷电实时活动查询雷击故障点快速定位雷电参数统计雷害风险评估2、雷电智能监测技术（2）雷电参数分析系统地闪密度每平

7、方公里、每年地面落雷次数，表征地区雷电活动的重要参数；雷暴日与地闪密度的关系一般表示为bN=aT，该式中T为雷暴日；gdd我国现行规程规定，a=0.023，b=1.3，这样计算出标准雷暴日（40雷暴日）下的地闪密度为：2.78次/平方公里∙年。2、雷电智能监测技术雷电流幅值累积概率分布曲线关于雷电流幅值累积概率分布表达式，通过对多个省域的雷电流监测资料的统计研究，并比对IEEE Std1243-1997，发现采用表达