一種高海拔長(zhǎng)空氣間隙雷擊閃絡(luò)的判別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及輸電線路防雷領(lǐng)域，特別設(shè)及一種高海拔長(zhǎng)空氣間隙雷擊閃絡(luò)的判別 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 雷擊跳閩是造成輸電線路故障的主要原因，雷電過電壓的精確計(jì)算和雷擊跳閩的 正確評(píng)估對(duì)于提高輸電線路的耐雷性能，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。輸 電線路絕緣子和塔頭空氣間隙的雷電沖擊閃絡(luò)特性是計(jì)算線路雷電過電壓和線路雷擊跳 閩率的基礎(chǔ)，因此，選取精確的閃絡(luò)判據(jù)對(duì)于準(zhǔn)確計(jì)算輸電線路過電壓、正確評(píng)估雷擊跳閩 率，保證電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。
[0003] 目前，國(guó)內(nèi)外在計(jì)算線路耐雷水平時(shí)采用的絕緣子或空氣間隙的閃絡(luò)判據(jù)包括 Uw/法、伏秒特性法、積分法和先導(dǎo)發(fā)展法等。其中先導(dǎo)法基于先導(dǎo)發(fā)展的過程，通過先導(dǎo)長(zhǎng) 度來判斷是否閃絡(luò)，較其他方法適用性更廣，能更準(zhǔn)確的判斷絕緣是否閃絡(luò)，但目前使用的 先導(dǎo)法模型絕大部分為低海拔地區(qū)獲得，而海拔高度直接影響了絕緣子和空氣間隙的閃絡(luò) 特性，適用于高海拔地區(qū)的先導(dǎo)模型需要進(jìn)行更深入的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)與不足，本發(fā)明提供一種高海拔長(zhǎng)空氣間隙雷擊閃 絡(luò)的判別方法。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0006] 一種高海拔長(zhǎng)空氣間隙雷擊閃絡(luò)的判別方法，包括如下步驟：
[0007] S1根據(jù)化zk的空氣密度校正方法，得到連續(xù)先導(dǎo)起始電壓公式，并根據(jù)實(shí)際工況 計(jì)算得到連續(xù)先導(dǎo)起始電壓值；
[000引 S2比較施加在長(zhǎng)空氣間隙上的電壓值與求得的連續(xù)先導(dǎo)起始電壓值的大小，W及 施加在長(zhǎng)空氣間隙上的電壓在間隙中產(chǎn)生的平均場(chǎng)強(qiáng)與先導(dǎo)發(fā)展最低平均場(chǎng)強(qiáng)修正值的 大小，判斷先導(dǎo)是否起始；
[0009] S3先導(dǎo)起始后，利用先導(dǎo)發(fā)展速度公式對(duì)時(shí)間的積分求得先導(dǎo)發(fā)展的長(zhǎng)度，并求 得剩余空氣間隙的長(zhǎng)度，所述剩余空氣間隙的長(zhǎng)度為長(zhǎng)空氣間隙的長(zhǎng)度與先導(dǎo)發(fā)展的長(zhǎng)度 的差值；
[0010] S4比較剩余空氣間隙長(zhǎng)度與末躍長(zhǎng)度的大小，判斷是否閃絡(luò)，當(dāng)剩余空氣間隙長(zhǎng) 度小于末躍長(zhǎng)度時(shí)，則認(rèn)為間隙擊穿，即絕緣子閃絡(luò)。
[0011] 所述先導(dǎo)發(fā)展的速度及長(zhǎng)度公式具體為：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高海拔長(zhǎng)空氣間隙雷擊閃絡(luò)的判別方法，其特征在于，包括如下步驟： S1根據(jù)Rizk的空氣密度校正方法，得到連續(xù)先導(dǎo)起始電壓公式，并根據(jù)實(shí)際工況計(jì)算 得到連續(xù)先導(dǎo)起始電壓值； S2比較施加在長(zhǎng)空氣間隙上的電壓值與求得的連續(xù)先導(dǎo)起始電壓值的大小，以及施加 在長(zhǎng)空氣間隙上的電壓在間隙中產(chǎn)生的平均場(chǎng)強(qiáng)與先導(dǎo)發(fā)展最低平均場(chǎng)強(qiáng)修正值的大小， 判斷先導(dǎo)是否起始； S3先導(dǎo)起始后，利用先導(dǎo)發(fā)展速度公式對(duì)時(shí)間的積分求得先導(dǎo)發(fā)展的長(zhǎng)度，并求得剩 余空氣間隙的長(zhǎng)度，所述剩余空氣間隙的長(zhǎng)度為長(zhǎng)空氣間隙的長(zhǎng)度與先導(dǎo)發(fā)展的長(zhǎng)度的差 值； S4比較剩余空氣間隙長(zhǎng)度與末躍長(zhǎng)度的大小，判斷是否閃絡(luò)，當(dāng)剩余空氣間隙長(zhǎng)度小 于末躍長(zhǎng)度時(shí)，則認(rèn)為間隙擊穿，即絕緣子閃絡(luò)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高海拔長(zhǎng)空氣間隙雷擊閃絡(luò)的判別方法，其特征在于， 所述先導(dǎo)發(fā)展的速度及長(zhǎng)度公式具體為：
式中，民表示先導(dǎo)通道平均場(chǎng)強(qiáng)，假設(shè)施加在高海拔地區(qū)長(zhǎng)空氣間隙兩端的雷電沖擊 電壓為u(t)，S表示空氣相對(duì)密度，^為先導(dǎo)發(fā)展的最低平均場(chǎng)強(qiáng)，1表示先導(dǎo)發(fā)展的長(zhǎng) 度，t表不時(shí)間，k和EQ是系數(shù)； 所述k和^按照如下步驟獲得： S3. 1在高海拔試驗(yàn)基地做正極性的雷電沖擊試驗(yàn)，獲得絕緣子伏秒特性的原始數(shù)據(jù)， 并用IEC推薦的伏秒特性描述函數(shù)形式進(jìn)行擬合，通過擬合優(yōu)度計(jì)算公式判斷得到最優(yōu)的 擬合試驗(yàn)曲線； S3. 2根據(jù)拍攝的雷擊閃絡(luò)照片及先導(dǎo)在某時(shí)刻的瞬時(shí)發(fā)展速度和長(zhǎng)度公式估算出k和E。的區(qū)間； S3. 3由先導(dǎo)發(fā)展速度計(jì)算的公式可知，每一組固定的k和^計(jì)算一條伏秒特性曲線， 基于k和^對(duì)伏秒特性曲線的影響，結(jié)合枚舉法，在S3. 2所述的范圍內(nèi)調(diào)整k和E^的數(shù) 值，使得計(jì)算曲線接近于試驗(yàn)曲線； S3. 4利用擬合優(yōu)度評(píng)價(jià)計(jì)算曲線與試驗(yàn)曲線的接近程度，擬合優(yōu)度值最大時(shí)的k和^ 即為所求的先導(dǎo)發(fā)展速度公式的系數(shù)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別方法，其特征在于，所述S2中施加在長(zhǎng)空氣間隙上的電 壓在間隙中產(chǎn)生的平均場(chǎng)強(qiáng)等于施加的在高海拔地區(qū)長(zhǎng)空氣間隙兩端的雷電沖擊電壓值 u(t)與長(zhǎng)空氣間隙長(zhǎng)度(18的比值；所述先導(dǎo)發(fā)展的最低平均場(chǎng)強(qiáng)修正值為空氣相對(duì)密度 S與先導(dǎo)發(fā)展最低平均場(chǎng)強(qiáng)^的乘積。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的判別方法，其特征在于，所述擬合優(yōu)度計(jì)算公式為：
其中，R2為擬合優(yōu)度，yi為原始數(shù)據(jù)，A為擬合數(shù)據(jù)；3；表示原始數(shù)據(jù)的平均值，n表示 總試驗(yàn)次數(shù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的判別方法，其特征在于，所述先導(dǎo)在某時(shí)刻的瞬時(shí)發(fā)展速度 和長(zhǎng)度公式為：
式中：^的計(jì)算式為：
其中，卩.，v;,t//;.分別表不第i個(gè)時(shí)刻和該時(shí)刻的先導(dǎo)發(fā)展速度及該時(shí)刻的先導(dǎo)長(zhǎng) 度，1表不先導(dǎo)的長(zhǎng)度。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別方法，其特征在于，所述S4中末躍長(zhǎng)度為長(zhǎng)空氣間隙長(zhǎng) 度的三分之一。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別方法，其特征在于，所述S2中先導(dǎo)起始必須同時(shí)滿足如 下兩個(gè)條件： (1) 施加在長(zhǎng)空氣間隙上的電壓值大于求得的連續(xù)先導(dǎo)起始電壓值； (2) 施加在長(zhǎng)空氣間隙上的電壓在間隙中產(chǎn)生的平均場(chǎng)強(qiáng)大于先導(dǎo)發(fā)展最低平均場(chǎng)強(qiáng) 的修正值。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的判別方法，其特征在于，所述連續(xù)先導(dǎo)起始電壓Uk計(jì)算公式 為：
式中：Ea為平均流注場(chǎng)強(qiáng)，￡"表示臨界場(chǎng)強(qiáng)，(18表示間隙長(zhǎng)度，S表示空氣相對(duì)密度，
，％表示先導(dǎo)空間電離的線密度，e^表示真空中的介電常數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所求的k和E^值適用于高海拔I串和V 串絕緣子的正極性雷電沖擊閃絡(luò)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高海拔長(zhǎng)空氣間隙雷擊閃絡(luò)的判別方法。此方法包括以下步驟：S1參考Rizk的空氣密度校正方法，求得連續(xù)先導(dǎo)起始電壓值；S2根據(jù)先導(dǎo)起始電壓與施加電壓的大小，及施加電壓與間隙長(zhǎng)度的比值和先導(dǎo)發(fā)展最低平均場(chǎng)強(qiáng)修正值的大小，判斷先導(dǎo)是否起始；S3先導(dǎo)起始后，利用先導(dǎo)發(fā)展速度公式對(duì)時(shí)間的積分求得先導(dǎo)發(fā)展的長(zhǎng)度；S4比較間隙長(zhǎng)度與末躍長(zhǎng)度的大小，判斷是否閃絡(luò)。此方法可以充分計(jì)及海拔高度對(duì)長(zhǎng)空氣間隙雷擊閃絡(luò)特性的影響，使高海拔地區(qū)絕緣子和空氣間隙雷擊耐雷水平的計(jì)算和雷擊跳閘率的評(píng)估更加精確可靠。
【IPC分類】G01R31-12
【公開號(hào)】CN104569749
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410753045
【發(fā)明人】韓永霞, 何秋萍, 唐力, 趙宇明, 姚森敬
【申請(qǐng)人】華南理工大學(xué), 深圳供電局有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月10日