[发明专利]一种电力设备防雷接地体雷击冲击特性的计算方法

权利要求书

1.一种电力设备防雷接地体雷击冲击特性的计算方法，其特征在于：具体包括以下几个步骤：

步骤一：将接地体在冲击电流作用下的火花放电区域，细分为若干段不同大小的圆柱形；按照非均匀有损传输线理论，建立接地体基本电路模型，其中，R_0i、L_i、C_i和G_i分别为每段接地体自身电阻、电感、对地电容及对地电导；

单位长度接地体对地电导的计算公式为：

G₀=2π/ρ(ln(l²/2hr)-0.61)，

其中，h为接地体埋地深度；ρ为接地体周围的土壤电阻率；r为接地体半径，当发生火花放电时可用包括火花区在内的等值半径r_i代替；l为接地体长度；

步骤二：计算每一段圆柱形接地体在周围土壤中发生临界击穿时的电流密度J_c，其计算公式为：

J_c=E_c/ρ=i_i/2πal_i，

其中：E_c=241r^0.215,J_c为土壤临界击穿时的电流密度，E_c为土壤临界击穿场强，i_i为第i段的散流大小，l_i为第i段长度，a为接地体原始半径；

步骤三：计算第i段接地体产生火花放电的临界电流的公式为：

i_c=482000πal_i/ρ^0.785，

即当i_i＜i_i时，不发生火花放电；反之，发生火花放电；

步骤四：当发生火花放电时，将其放电区等效为良导体，则第i段火花放电的等效半径为：

r_i=ρi_i/2πl_iE_c,式中i_i随着时间的变化而变化，所以等效半径也随着时间的变化而变化，每一段冲击接地电阻自然随时间变化；

步骤五：计算火花放电时每一段接地体的对地电阻为：

R_i=1/G_i=1/l_iG₀=ρ(In(241πl²l_i/ρ^0.785h)-0.61)/2πl_i-ρInl_i/2πl_i

令另A=ρ(In(241πl²l_i/ρ^0.785h)-0.61)/2πl_i,B=ρInl_i/2πl_i,则：R_i=1/G_i=A-BIni_i，对地电导即为：G_i=1/A-BIni_i,其中a，b均为大于0的待定系数；从而确定了每一段接地体在火花放电过程中，电流与对地电阻/对地电导之间的非线性关系，利用此关系可实现雷电冲击特性的计算。