[发明专利]高压架空输电线路的防雷评估方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及输电线路防雷保护领域，特别是涉及一种高压架空输电线路的防雷评估方法以及一种高压架空输电线路的防雷评估装置。

背景技术

输电线路防雷设计对输电线路的安全性和经济性至关重要，因此需要对输电线路进行防雷评估。其中，雷电通道波阻抗是输电线路雷击仿真模型中的一个重要参数，该数值的准确取值有助于较为准确地评估高压架空输电线路的防雷性能。

雷电通道波阻抗的重要性在于：如果雷电通道波阻抗取值不准确，势必导致输电线路的绝缘配置过强或过弱，而输电线路的绝缘配置直接关系到线路铁塔的经济性及线路投运后的安全性。如果防雷评估结果过于悲观，导致绝缘配置过强，则塔头间隙过大，将会增大线路的综合造价（以500kV同塔四回输电线路为例，其直线塔造价为470万元/基，如多配置一片绝缘子，则全塔增高约0.5m，造价将会增加3.1万元/基）；另外如果防雷评估结果过于乐观，则导致输电线路的绝缘配置过弱，线路投运后的跳闸率偏高，这样将会影响线路的运行安全。

传统的高压架空输电线路的防雷评估方法中，一般采用如下方案来获取雷电通道波阻抗：

一、在国内的输电线路防雷设计中，雷电通道波阻抗一般沿用苏联科学家的观测结果，即“当雷电流小于5kA时，波阻抗为数千Ω；雷电流在5～30kA时，波阻抗为600～900Ω；雷电流较大（30～200kA）时，波阻抗取为300～600Ω。”

然而，上述方法中并没有给出雷电流大于200kA时的雷电通道波阻抗，导致该方法存在一定局限性；而且该方法最大的问题还在于它只是笼统的给出了雷电通道波阻抗取值的大概范围，不够精确。

二、我国标准化指导性技术文件《1000kV特高压交流输变电工程过电压与绝缘配合》GB/Z 24842-2009第B.1.4节中给出了雷电通道波阻抗与雷电流幅值的关系图，参见图1所示，横坐标为雷电流幅值，竖坐标为雷电通道波阻抗值。通过图1可知：在知道雷电流的大小的情况下，查图即可以得到对应的雷电通道波阻抗值。

然而，该方法中同样存在一定缺陷。一方面，关系图中并没有给出幅值大于100kA的雷电流的雷电通道波阻抗值，导致该方法同样存在一定的应用局限性；另一方面，通过查图的方式虽然能够快速得到对应的雷电通道波阻抗值，但是在读图过程中不可避免的会存在一定的读取误差，这在输电线路防雷保护领域是不可忍受的。

发明内容

基于此，有必要针对上述计算雷电通道波阻抗不够精确、存在一定局限性的问题，提供一种高压架空输电线路的防雷评估方法及装置。

一种高压架空输电线路的防雷评估方法，包括以下步骤：

获取雷电流幅值；

根据所述雷电流幅值，采用如下公式计算雷电通道波阻抗值Z：其中，I为所述雷电流幅值；

根据所述雷电通道波阻抗值确定线路的反击耐雷水平，进而确定输电线路的绝缘配置。

一种高压架空输电线路的防雷评估装置，包括：

雷电流幅值获取模块，用于获取雷电流幅值；

雷电通道波阻抗值计算模块，用于根据所述雷电流幅值，并采用如下公式计算雷电通道波阻抗值Z：其中，I为雷电流幅值；

绝缘配置确定模块，用于根据所述雷电通道波阻抗值确定线路的反击耐雷水平，进而确定输电线路的绝缘配置。

由以上方案可以看出，本发明的高压架空输电线路的防雷评估方法及装置，改变了目前国内外尚未发现有以雷电流大小为自变量、雷电通道波阻抗为因变量的数学函数表达式来求取雷电通道波阻抗的现状，提供了一种简便的、精确的计算雷电通道波阻抗的方法，可精确计算得到任意雷电流幅值对应的雷电通道波阻抗值，从而能够更加准确地评估高压架空输电线路的反击防雷性能并确定合适的绝缘配置，使得输电线路的安全性与经济性达到较好的平衡。

附图说明

图1为我国标准化指导性技术文件中雷电通道波阻抗值与雷电流幅值的关系图；

图2为本发明一种高压架空输电线路的防雷评估方法的流程示意图；

图3为本发明一种高压架空输电线路的防雷评估装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体的实施例，对本发明的技术方案作进一步的描述。

参见图2所示，一种高压架空输电线路的防雷评估方法，包括以下步骤：

步骤S101，获取雷电流幅值。该获取雷电流幅值的方法有很多种，并且均属于公知技术，此处不予赘述。

步骤S102，根据步骤S101中获取得到的雷电流幅值，并采用如下公式计算雷电通道波阻抗值：