[发明专利]一种基于电气几何模型的架空配电线路雷害风险评估方法

权利要求书

1.一种基于电气几何模型的架空配电线路雷害风险评估方法，其特征在于：包括以下步骤：

将架空配电线路上的指定杆塔周围预设面积区域进行网格离散化，基于电气几何模型，推导出单次一定雷电流幅值、一定水平距离下的雷电先导所到达的击距面，判断出雷击位置；其中，雷击位置为雷击地面、雷击树木、雷击建筑物或雷击导线；

计算直击雷过电压和感应雷过电压；其中，直击雷过电压用ATPdraw建立仿真计算模型，感应雷过电压采用数值计算模型；

将指定杆塔周围预设面积区域全部计算完毕后，计算得到雷击跳闸概率，结合杆塔网格段实际统计得到的地闪密度，换算成百公里长度下雷击跳闸次数，作为标准算法下的杆塔雷击跳闸率；其中，多相闪络情况统计为一次雷击跳闸；

结合杆塔实际地闪密度值计算获取杆塔实际雷击跳闸率，以全线平均雷击跳闸率为基准，衡量各基杆塔相对防雷性能强弱，实现高风险杆塔的准确筛选。

2.根据权利要求1所述的基于电气几何模型的架空配电线路雷害风险评估方法，其特征在于，在判断出雷击位置的步骤中，包括步骤：

对于进行评估的架空配电线路上的指定杆塔，以该基杆塔为坐标原点，以平行于架空配电线路方向为y轴，垂直于架空配电线路方向为x轴，沿指定杆塔垂直于xy平面的方向为z轴方向，建立空间直角坐标系；

读入前后两个档距范围内所有的树木及建筑物信息，并处理成多个具有各自击距的离散质点；

分别取x方向及y方向步长Δh、Δl作为指定的预设面积区域，则对应的面元面积为ΔS＝Δh·Δl，在该区域一年中产生的落雷次数ΔN表示为ΔN＝ΔS·γ，其中γ为落雷密度；根据雷电流幅值概率分布函数，将幅值[0,I_max]按照仿真步长ΔI划分区间，则雷电流幅值概率分布函数上I与I+ΔI之间的面积等效为两者中点的雷电流幅值I+0.5ΔI所发生的概率ΔP；则在面元ΔS中心点一年中所能发生的幅值为的I+0.5ΔI雷电流次数等效为N_I+0.5ΔI＝ΔN·ΔP；其中，在所发生的ΔN次雷击中雷电流幅值的分布规律按照特定地区的雷电流参数确定；所考虑的雷电流幅值最大值仅需根据各地区所可能发生的最大雷电流幅值I_max确定；

结合树木与建筑物的离散质点，运用雷击位置判断模型判断该N_I+0.5ΔI次雷击的雷击位置：

由空间直角坐标系推导出物体间相互位置关系及击距表面的位置关系，从而判断雷电先导所到达的击距面，最终判断出雷击位置；

雷电先导与线路的最小水平距离为

L₂＝|x₀|

雷电先导与树木间的距离

其中，(x₀，y₀)为落雷点的坐标，(x_t，y_t)为线路周围树木的坐标，当雷电先导垂直下落位置在树木引雷范围内，即L₁R_t时，相应引雷面到地面的距离为

R_t为树木的引雷半径，h_t为树木的高度；

同理，雷电先导垂直下落位置在导线和地面引雷范围内，相应的引雷面到地面的距离分别为

H_g＝R_g

h_l为导线对地高度，R_l为导线引雷半径，L₂为雷电先导与线路的最小水平距离，R_g为大地引雷半径，H_g为引雷面与地面的垂直距离；

当雷击位置处有如下相应关系时，即可判断出相应的雷击位置；

H_l为引雷面到导线的水平距离，H_t为引雷面到树木的水平距离。

3.根据权利要求2所述的基于电气几何模型的架空配电线路雷害风险评估方法，其特征在于，每次出现的雷电流幅值符合架空配电线路上的指定杆塔所在区域统计得到的雷电流幅值概率分布规律，雷击位置符合均匀分布。