[发明专利]利用电网雷害分布进行输电线路防雷配置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路的防雷技术，具体地说是利用雷害分布进行输电线路防雷配置的方法。

背景技术

防雷配置是为使架空线路能有效地应对雷击侵害而采取的必要防护措施和技术手段。现有的输电线路的防雷配置主要是遵照现行电力行业规程《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合》(DL/T620-1997)推荐的方法，即依照气象部门长期人工记录的雷电日定义的雷电活动强弱分区，结合输电线路的绝缘结构，确定其防雷配置，就具体措施而言，防反击闪络是采用降低杆塔接地电阻或增强线路绝缘，防绕击闪络则采用减小避雷线保护角。工程试验结果证明，该方法存在明显的不足之处是：“雷电日”本身不能完全表征雷电活动特征，即一个雷电日无法完全表示具体雷电出现的频次，因而其指导作用很有限；近年来逐渐采用表征雷电分布的地闪密度(fl/km²/a)来替代雷电日，申请人在研究中发现，因电网本身的结构特征以及所代表的绝缘特性，并非全部雷电都可能引起高压架空输电线路的闪络，而只是部分被称为危险的雷电才能造成高压架空输电线路的闪络；这部分对电网有危害的雷电的实际分布并不等同于地闪密度分布；上述两种方法都不能正确地表示出输电线路可能出现的“反击”和“绕击”两类雷害事故，即不能判断出因避雷线屏蔽失效时发生的“绕击闪络”和雷击避雷线或塔顶引起的“反击闪络”所对应的区域和发生雷害的概率，并且无法对应两种雷害特征配置相应的输电线路所需的防雷措施，以致造成防雷措施的性价比一直很低的现状。

发明内容

本发明的目的是，针对现有技术的不足，进行改进，提出利用电网雷害分布进行输电线路防雷配置的方法。

本发明的技术解决方案是，采用计算机对雷电自动监测数据进行处理，建立数据库，以地理信息系统(简称GIS)和数据库为分析平台，采用网格法统计雷电参数，并针对地面物体的抵御雷击能力及其特征，设定物体雷害的危险雷电流幅值范围，并依据该危险雷电流幅值范围采用计算机统计的雷电资料，获得相应电网雷害分布，其特征在于，采用输电线路确定的运行可靠性指标以及雷击闪络类型的统计数据，设定能引发雷击闪络的雷害分布中的临界密度值，以该临界密度值为判据，统计雷害的分级与分布，再依据雷害分级与分布，确定输电线路防雷配置，采用的基本步据骤如下：

(1)首先，将雷电自动监测数据按时间、位置、雷电流幅值与极性、主放电与次序放电的专题属性数据通过计算机分类存入数据库；采用有地理信息系统处理功能的计算机程序在数字地图上确定雷电自动监测数据的对应区域，对数字地图上的选定区域进行等面积网格划分；由计算机对每个网格的数据资料进行统计；并且使雷电监测数据被赋于雷电专题属性和地理属性，自动划分的每个网格具有与雷电监测数据相同坐标系地理属性；采用网格法统计出的雷电参数关联网格所在地域，设定每个网格为一个雷电统计单元；将数据库中的专题数据按地理属性调入对应网络作为统计样本，统计每个网格出现雷电次数；

(2)根据电网绝缘结构，将能引起输电线路的绝缘子串发生闪络的危险雷电流幅值范围值作为判据，统计每个网格中雷电的电流幅值属性，剔除判据之外的数据，再将各网格的年雷电次数除以网格面积，获得电网雷害分布；电网绝缘结构包括电网电压等级、输电线路构架、地形因素；

(3)将已发生的输电线路雷击闪络事件的记录按发生时间、位置坐标、闪络类型、电压等级的专题属性进行分类，其数据存储进计算机中的雷击故障数据库，将雷击闪络事件依次按照其专题属性调入其对应的电网雷害分布的网格，以该网格为中心，对相连的网格进行标记，获得电网历史雷害区域，按故障点性质分成电网反击历史雷害区域、电网绕击历史雷害区域；

(4)将各电压等级的电网反击雷害分布和电网反击历史雷害区域，电网绕击雷害分布和电网绕击历史雷害区域用计算机计算出相应地理分布图层，再运用地理信息系统分别获得电网综合反击雷害分布图、电网综合绕击雷害分布图；

(5)根据输电线路防雷可靠性控制指标即跳闸次数/(百公里·40个雷电日)，和雷击闪络类型统计数据，设定能引发绕击闪络和反击闪络的雷害分布中的临界密度值，以该临界密度值为判据，统计雷害分布网格地闪密度值，分别标定超标值与未超标值；

(6)统计雷害分布网格，按照反击和绕击的超标值和未超标值不同组合设定四个级别的雷害区，其中，具有反击未超标值及绕击未超标值的数据区域设定为1级雷害区，具有反击超标值及绕击未超标值的数据区域设定为2级雷害区，具有反击未超标值及绕击超标值的数据区域设定为3级雷害区，具有反击超标值及绕击超标值的数据区域设定为4级雷害区；

(7)用上述设定的四个级别的雷害区进行输电线路的防雷配置：其中，