[发明专利]一种基于电感型避雷针防护的输电线路雷击跳闸率的计算方法

说明书

本发明公开了一种基于电感型避雷针防护的输电线路雷击跳闸率的计算方法，所述方法包括以下步骤：(1)收集输电线路实际电气参数、结构参数以及地形地貌信息；(2)对雷电定位系统监测的落雷数据进行统计分析；(3)系统分析电感型避雷针的材料以及结构；(4)基于COMSOL Multiphysics仿真软件，仿真计算得到电感型避雷针的电容参数和电感参数，建立电感型避雷针的高频等效电路模型；(5)基于电磁暂态数值仿真程序PSCAD/EMTDC，建立精确的输电线路雷电过电压仿真分析模型，并计算输电线路耐雷水平；(6)基于上述得到数据，计算输电线路雷击跳闸率。可见，本发明可对单基杆塔或多基杆塔进行落雷数据统计处理与雷击跳闸率计算，计算结果精确、效率高。

技术领域

本发明涉及数据处理领域以及输电线路防雷领域，特别涉及一种基于电感型避雷针防护的输电线路雷击跳闸率的计算方法。

背景技术

雷击是造成输电线路跳闸的重要原因之一，雷电活动具有明显地域差异性，应根据不同区域的雷电活动特性，考虑输电线路的途径地区的实际雷电参数，因地制宜地采取有效的电网防雷措施。输电线路雷击跳闸率的精确计算对其防雷等级的评估以及后期防雷改造工作的开展具有重大意义。传统的采用统一雷电流幅值概率分布函数及地区地闪密度值的计算方法很难体现输电线路雷电活动的差异性，计算精确度较低。随着雷电定位系统在输电线路上的应用，体现落雷数据差异性的雷击跳闸率计算方法成为了可能，但落雷数据统计处理过程较为繁琐，缺少简单高效的雷电数据统计方法。

近年来，电感型避雷针以能降低雷电流幅值和陡度从而达到防雷效果的一种新型防雷思维受到了关注。相比常规输电线路避雷针、引流入地的防雷方式，电感型避雷针是从源头限制雷电流从而降低雷电流在绝缘子两端形成的过电压。但目前尚未有考虑落雷数据差异性的基于电感型避雷针防护的输电线路雷击跳闸率的计算方法。

发明内容

为克服现有技术和方法存在的不足，本发明提供一种基于电感型避雷针防护的输电线路雷击跳闸率的计算方法，其具体方案如下：

S1：收集输电线路实际电气参数、结构参数以及地形地貌信息；

S2：对雷电定位系统监测的输电线路的落雷数据进行统计分析与处理；

S3：系统分析电感型避雷针的材料参数以及结构参数；

S4：基于COMSOL Multiphysics有限元多物理场仿真软件，仿真计算得到电感型避雷针的电容参数和电感参数，并最终得到电感型避雷针的高频等效电路模型；

S5：基于电磁暂态数值仿真程序PSCAD/EMTDC，建立精确的输电线路雷电过电压仿真分析模型，并计算输电线路耐雷水平；

S6：基于以上得到的输电线路落雷数据、地形地貌和耐雷水平，计算输电线路雷击跳闸率。

优选的，步骤S2中，所述落雷数据的统计分析与处理包括如下步骤：

S21：从雷电定位系统导出该输电线路近三年的落雷数据excel文件；

S22：利用MATLAB中提供的xlsread函数对excel文件进行读取，其主要的调用形式为a＝xlsread('filename.xls')；

S23：通过mean()函数求平均值，sum()函数求和，统计每基杆塔近三年的平均地闪密度以及雷电流幅值概率分布参数；

S24：利用自定义拟合函数f＝fittype()对雷电流幅值概率分布数据进行拟合，自定义函数表达式如下公式：

P(I₀)＝1/(1+(I₀/a)^b)