本發(fā)明涉及電氣工程
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體而言，涉及一種無需實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場信息的線路山火災(zāi)害評估方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：近年來，煤、液化氣等燃料逐漸取代木柴作為主要燃料，輸電線路走廊植被茂密。受村民燒荒和人們祭祖等用火習(xí)俗的影響，輸電線路走廊常發(fā)生大范圍山火，且由于山火持續(xù)時(shí)間長，重合閘難以成功，易造成多條線路同時(shí)跳閘停電，甚至引發(fā)電網(wǎng)崩潰。山火已成為嚴(yán)重威脅大電網(wǎng)的安全運(yùn)行和社會正常供電新的熱點(diǎn)問題。目前，我國在輸電線路山火預(yù)測、監(jiān)測及滅火等方面開展了有益的研究及應(yīng)用工作，提高了電網(wǎng)抵御山火災(zāi)害的能力，對保障電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了積極作用。然而，尚未有準(zhǔn)確、可實(shí)際操作的輸電線路山火跳閘風(fēng)險(xiǎn)評估方法，無法預(yù)先獲知電網(wǎng)山火風(fēng)險(xiǎn)，從而不能針對性地采取措施，影響了輸電線路山火防治工作的順利開展，降低了電網(wǎng)山火防治的效率。目前已有學(xué)者提出的輸電線路山火跳閘風(fēng)險(xiǎn)評估方法尚不能滿足實(shí)際工程應(yīng)用的要求。專利CN201410737586以輸電線路走廊火險(xiǎn)等級為指標(biāo)，通過輸入日降水量、溫度、風(fēng)速、坡度、坡向、路網(wǎng)密度、植被含水率等參數(shù)，建立山火風(fēng)險(xiǎn)評估模型，該方法輸入?yún)?shù)多，參數(shù)需實(shí)時(shí)測量，難以實(shí)現(xiàn)，且其跳閘風(fēng)險(xiǎn)等級預(yù)測評估未結(jié)合輸電線路山火跳閘機(jī)理，沒有考慮高溫電離和煙塵鏈的導(dǎo)電作用，其得出結(jié)果為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ四個(gè)定性風(fēng)險(xiǎn)等級，尚未實(shí)現(xiàn)精細(xì)化和準(zhǔn)確評估，對指導(dǎo)輸電線路防山火作用有限。專利CN103472326A提出了評估山火引發(fā)輸電線路故障概率的方法，基于采集山火現(xiàn)場實(shí)況信息，以山火間隙為統(tǒng)一的溫度、煙濃度假設(shè)條件下，計(jì)算最小間隙長度下的擊穿概率。專利CN201510305595集中解決基于線路重要程度的輸電線路山火應(yīng)急評估決策，未能充分考慮線路外部環(huán)境對山火跳閘的影響。綜上而言，可現(xiàn)場應(yīng)用的輸電線路山火跳閘概率模型具有如下缺點(diǎn)：1、山火現(xiàn)場臨時(shí)人工采集現(xiàn)場氣象信息、植被信息，對于點(diǎn)多面廣、發(fā)生位置具有不確定性的輸電線路山火跳閘概率計(jì)算無法實(shí)際應(yīng)用；2、現(xiàn)有方法未充分考慮植被、風(fēng)等因素影響火焰的高度和溫度以及煙塵的粒徑與濃度對山火跳閘的作用，導(dǎo)致山火跳閘概率計(jì)算結(jié)論不準(zhǔn)確；3、現(xiàn)有方法將整個(gè)山火間隙作為受溫度、煙塵影響的均勻介質(zhì)，與實(shí)際不符，且未結(jié)合各電壓等級實(shí)際特點(diǎn)進(jìn)行分析。因此，準(zhǔn)確的現(xiàn)場輸電線路山火跳閘風(fēng)險(xiǎn)評估是開展輸電線路山火防治工作的前提與基礎(chǔ)，亟需提出無需實(shí)時(shí)采集山火現(xiàn)場信息采集的輸電線路山火跳閘概率計(jì)算方法，為科學(xué)高效處置山火提供理論依據(jù)和指導(dǎo)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為解決上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種無需實(shí)時(shí)采集山火現(xiàn)場信息采集的輸電線路山火災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級評估方法及系統(tǒng)。本發(fā)明提供了一種無需實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場信息的線路山火災(zāi)害評估方法，該方法包括：步驟1，確定山火發(fā)生位置與輸電線路之間的植被類型S1及植被高度zd，其中，植被類型分為針葉林、闊葉林、針闊混交林、灌木、茅草，或者上述植被的混合；其中，山火發(fā)生位置與輸電線路之間的植被信息可從中國林業(yè)植被分布數(shù)據(jù)庫查詢得到；步驟2，判斷火場火行為類型，若植被為灌木、茅草則為地表火，若存在針葉林、闊葉林或針闊混交林且垂直方向可燃物連續(xù)性好則為樹冠火；步驟3，獲取告警輸電線路的信息，包括輸電線路電壓等級U、導(dǎo)線的對地距離Htl、輸電線路的分裂數(shù)N；其中，告警輸電線路的信息可從既有的電網(wǎng)公司輸變電設(shè)備信息管理系統(tǒng)中查詢得到；步驟4，獲取山火發(fā)生位置處的氣象數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)風(fēng)速Vw和溫度；其中，山火發(fā)生位置處的實(shí)時(shí)風(fēng)速和溫度由氣象數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)得到，計(jì)算精度為2.5km*2.5km，火點(diǎn)數(shù)據(jù)信息根據(jù)輸電線路山火監(jiān)測系統(tǒng)在線收集得到；步驟5，將輸電線路附近的山火按照高度劃分為火焰區(qū)、離子區(qū)和煙霧區(qū)，計(jì)算上述三個(gè)區(qū)間的高度，分別為D1、D2和D3，包括以下步驟：步驟501，根據(jù)式(1)～(2)計(jì)算山火蔓延速度R；R＝R0·Ks·exp(0.1783·Vw·cosθ)·exp(3.533tanφ)1.2(2)式中，R0為火山初始蔓延速度；Vw為風(fēng)速；Ks為山火蔓延可燃物更正系數(shù)；φ為山火蔓延區(qū)的坡度角，通過查詢高精度地形數(shù)據(jù)庫得到；θ為風(fēng)速與坡度的夾角，通過查詢高精度地形數(shù)據(jù)庫得到；步驟502，根據(jù)式(3)計(jì)算火線強(qiáng)度I；I＝0.000049HWR(3)式中，H為可燃物有效可燃物發(fā)熱量，中國林業(yè)局對各類植被生物量進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，并根據(jù)各區(qū)域植被組成和密集程度計(jì)算，可在中國林業(yè)植被分布數(shù)據(jù)庫查詢；W為有效可燃物載量，中國林業(yè)局對各類植被生物量進(jìn)行實(shí)地調(diào)查，并根據(jù)各區(qū)域植被組成和密集程度計(jì)算，可在中國林業(yè)植被分布數(shù)據(jù)庫查詢；步驟503，根據(jù)式(4)或(5)計(jì)算地表火或樹冠火的火焰區(qū)高度D1；步驟504，根據(jù)式(6)計(jì)算離子區(qū)高度D2；D2＝0.1D1(6)步驟505，根據(jù)式(7)計(jì)算煙霧區(qū)高度D3；D3＝Htl-D1-D2-zd(7)步驟6，山火火焰區(qū)降低空氣絕緣主要由兩個(gè)因素影響：1)山火火焰區(qū)燃燒物充分燃燒產(chǎn)生的高溫降低了導(dǎo)線與地間隙的空氣密度，從而降低空氣間隙的絕緣強(qiáng)度；2)山火火焰區(qū)高溫導(dǎo)致空氣電離、堿金屬鹽在火焰條件下會向間隙中注入大量的電子和離子，促進(jìn)流注通道向電弧性通道的過渡，從而更加容易引發(fā)流注放電；上述兩個(gè)主要因素中高溫為主導(dǎo)因素，電離為次要因素，主要受植被類型的影響，綜合導(dǎo)致火焰區(qū)擊穿電壓下降，根據(jù)式(8)～(11)計(jì)算火焰條件下火焰區(qū)擊穿電壓Uf；Uf＝Kj1·Uf′(11)式中，T為火焰體對地高度為z處的溫度，其中，zd≤z≤D1+zd；Ta為環(huán)境溫度；I為山火強(qiáng)度；Uf′為僅溫度作用下火焰區(qū)的擊穿電壓；Kj1為火焰區(qū)燃燒植被校正因子；E0為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件間隙長度為Htl時(shí)的工頻擊穿場強(qiáng)；步驟7，離子區(qū)集聚有大量的電荷，電荷導(dǎo)致線路附近容易產(chǎn)生放電流注，大量顆粒導(dǎo)致線路附近電場畸變，降低絕緣性能，根據(jù)式(12)計(jì)算火焰條件下離子區(qū)擊穿電壓Uz；式中，Uz為火焰條件下離子區(qū)的擊穿電壓；C為離子區(qū)擊穿場強(qiáng)植被校正因子；步驟8，山火煙霧區(qū)山火燃燒產(chǎn)生的煙塵和灰燼中含有大量的碳顆粒，且由于帶電顆粒的吸附作用，逐漸形成顆粒鏈，這些顆粒鏈在電場的作用下易形成橋接，大幅降低空氣間隙絕緣性能；同時(shí)，火焰體通過輻射加熱煙霧區(qū)的溫度，降低間隙絕緣水平；根據(jù)式(13)計(jì)算火焰條件下煙霧區(qū)擊穿電壓Us；Us＝Kj2·KT3·E0·D3(13)其中，輻射熱溫度影響因子KT3通過式(14)和(15)計(jì)算得到；式中，Ts為煙霧區(qū)依靠火焰產(chǎn)生的輻射加熱上方空氣導(dǎo)致的溫度；zs為計(jì)算點(diǎn)對地高度，其取值范圍為：zd+D1+D2≤zs≤Htl；式中，Kj2為煙霧區(qū)煙塵體積分?jǐn)?shù)校正因子；KT3為輻射熱溫度影響因子；步驟9，計(jì)算山火條件下輸電線路跳閘概率，包括以下步驟：步驟901，輸電線路所采用的分裂數(shù)影響線路附近電場的均勻程度，分裂數(shù)越大，電場分布越均勻，其擊穿場強(qiáng)越大，根據(jù)式(16)確定輸電線路分裂數(shù)校正因子Kj3；步驟902，結(jié)合式(11)～(13)和(16)，根據(jù)式(17)計(jì)算火焰條件下?lián)舸╇妷篣jc；Ujc＝Kj3(Uf+Uz+Us)(17)步驟903，山火發(fā)生時(shí)，顆粒導(dǎo)致空氣間隙不均勻，分散性大，根據(jù)(18)計(jì)算當(dāng)山火擊穿時(shí)變異系數(shù)為4％時(shí)，99％的耐受擊穿電壓；U99＝0.756Ujc(18)步驟904，根據(jù)式(19)計(jì)算山火發(fā)生處輸電線路山火跳閘的概率P(U)；步驟10，根據(jù)計(jì)算的輸電線路山火跳閘概率P(U)，劃分輸電線路山火跳閘危險(xiǎn)等級：對于500kV及以上電壓等級輸電線路，當(dāng)P(U)≥70％，則嚴(yán)重危險(xiǎn)；當(dāng)30％≤P(U)≤70％，則一般危險(xiǎn)；當(dāng)P(U)≤30％，則輕度危險(xiǎn)；對于220kV及以下電壓等級輸電線路，當(dāng)P(U)≥80％，則嚴(yán)重危險(xiǎn)；當(dāng)50％≤P(U)≤80％，則一般危險(xiǎn)；當(dāng)P(U)≤50％，則輕度危險(xiǎn)。作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟5中，山火蔓延可燃物更正系數(shù)Ks取值如表1所示。表1可燃物類型平鋪針葉枯枝落葉茅草雜草灌木牧場草原喬木Ks0.81.21.61.82.01.0作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟6中，Kj1為不同植被燃燒所含鹽分的比例和燃燒所產(chǎn)生的溫度得到的火焰區(qū)燃燒植被校正因子，Kj1的取值如表2所示。表2植被類型針葉林闊葉林針闊混交林灌木茅草Kj10.80.90.850.71作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟7中，離子區(qū)擊穿場強(qiáng)植被校正因子C與植被燃燒產(chǎn)生的離子類型和濃度有關(guān)，主要受植被類型的影響，范圍在2～4之間，具體取值如表3所示。表3植被類型針葉林闊葉林針闊混交林灌木茅草C433.542作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，步驟8中，煙霧區(qū)煙塵體積分?jǐn)?shù)校正因子Kj2與植被類型、植被含水率、風(fēng)速、地貌類型因素有關(guān)，各因素的具體取值如表4所示，根據(jù)各因素取值進(jìn)行乘積，其中植被含水率從衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)獲取，地貌類型從30m*30m的DEM數(shù)字高程獲取。表4本發(fā)明還提供了一種輸電線路山火災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：植被類型確定模塊，用于確定山火發(fā)生位置與輸電線路之間的植被類型S1及植被高度zd，其中，植被類型分為針葉林、闊葉林、針闊混交林、灌木、茅草，或者上述植被的混合；火場火行為類型判斷模塊，用于判斷火場火行為類型，若植被為灌木、茅草則為地表火，若存在針葉林、闊葉林或針闊混交林且垂直方向可燃物連續(xù)性好則為樹冠火；告警輸電線路信息模塊，用于獲取告警輸電線路的信息，包括輸電線路電壓等級U、導(dǎo)線的對地距離Htl、輸電線路的分裂數(shù)N；氣象數(shù)據(jù)模塊，用于獲取山火發(fā)生位置處的氣象數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)風(fēng)速Vw和溫度；山火高度計(jì)算模塊，用于計(jì)算火焰區(qū)、離子區(qū)和煙霧區(qū)三個(gè)區(qū)間的山火高度，分別為D1、D2和D3，包括：山火蔓延速度計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(20)～(21)計(jì)算山火蔓延速度R；R＝R0·Ks·exp(0.1783·Vw·cosθ)exp(3.533tanφ)1.2(21)式中，R0為火山初始蔓延速度；Vw為風(fēng)速；Ks為山火蔓延可燃物更正系數(shù)；φ為山火蔓延區(qū)的坡度角；θ為風(fēng)速與坡度的夾角；火線強(qiáng)度計(jì)算模塊，根據(jù)式(22)計(jì)算火線強(qiáng)度I；I＝0.000049HWR(22)式中，H為可燃物有效可燃物發(fā)熱量；W為有效可燃物載量；火焰區(qū)高度計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(23)或(24)計(jì)算地表火或樹冠火的火焰區(qū)高度D1；離子區(qū)高度計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(25)計(jì)算離子區(qū)高度D2；D2＝0.1D1(25)煙霧區(qū)高度計(jì)算模塊，根據(jù)式(26)計(jì)算煙霧區(qū)高度D3；D3＝Htl-D1-D2-zd(26)火焰區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(27)～(30)計(jì)算火焰條件下火焰區(qū)擊穿電壓Uf；Uf＝Kj1·Uf′(30)式中，T為火焰體對地高度為z處的溫度，其中，zd≤z≤D1+zd；Ta為環(huán)境溫度；I為山火強(qiáng)度；Uf′為僅溫度作用下火焰區(qū)的擊穿電壓；Kj1為不同植被燃燒所含鹽分的比例和燃燒所產(chǎn)生的溫度得到的火焰區(qū)燃燒植被校正因子；E0為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件間隙長度為Htl時(shí)的工頻擊穿場強(qiáng)；離子區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(31)計(jì)算火焰條件下離子區(qū)擊穿電壓Uz；式中，Uz為火焰條件下離子區(qū)的擊穿電壓；C為離子區(qū)擊穿場強(qiáng)植被校正因子；煙霧區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(32)計(jì)算火焰條件下煙霧區(qū)擊穿電壓Us；Us＝Kj2·KT3·E0·D3(32)其中，輻射熱溫度影響因子KT3通過式(33)和(34)計(jì)算得到；式中，Ts為煙霧區(qū)依靠火焰產(chǎn)生的輻射加熱上方空氣導(dǎo)致的溫度；zs為計(jì)算點(diǎn)對地高度，其取值范圍為：zd+D1+D2≤zs≤Htl；式中，Kj2為煙霧區(qū)煙塵體積分?jǐn)?shù)校正因子；KT3為輻射熱溫度影響因子；山火跳閘概率計(jì)算模塊，用于計(jì)算山火條件下輸電線路跳閘概率，包括：分裂數(shù)校正因子計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(35)確定輸電線路分裂數(shù)校正因子Kj3；擊穿電壓計(jì)算模塊，用于結(jié)合式(30)～(32)和(35)，根據(jù)式(36)計(jì)算火焰條件下?lián)舸╇妷篣jc；Ujc＝Kj3(Uf+Uz+Us)(36)耐受擊穿電壓計(jì)算模塊，用于根據(jù)(37)計(jì)算當(dāng)山火擊穿時(shí)變異系數(shù)為4％時(shí)，99％的耐受擊穿電壓；U99＝0.756Ujc(37)跳閘概率計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(38)計(jì)算山火發(fā)生處輸電線路山火跳閘概率P(U)；危險(xiǎn)等級評估模塊，用于根據(jù)計(jì)算的輸電線路山火跳閘概率P(U)，劃分輸電線路山火跳閘危險(xiǎn)等級：對于500kV及以上電壓等級輸電線路，當(dāng)P(U)≥70％，則嚴(yán)重危險(xiǎn)；當(dāng)30％≤P(U)≤70％，則一般危險(xiǎn)；當(dāng)P(U)≤30％，則輕度危險(xiǎn)；對于220kV及以下電壓等級輸電線路，當(dāng)P(U)≥80％，則嚴(yán)重危險(xiǎn)；當(dāng)50％≤P(U)≤80％，則一般危險(xiǎn)；當(dāng)P(U)≤50％，則輕度危險(xiǎn)。作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，山火高度計(jì)算模塊中，山火蔓延可燃物更正系數(shù)Ks取值如表5所示。表5可燃物類型平鋪針葉枯枝落葉茅草雜草灌木牧場草原喬木Ks0.81.21.61.82.01.0作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，火焰區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊中，不同植被燃燒所含鹽分的比例和燃燒所產(chǎn)生的溫度得到的火焰區(qū)燃燒植被校正因子Kj1的取值如表6所示。表6植被類型針葉林闊葉林針闊混交林灌木茅草Kj10.80.90.850.71作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，離子區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊中，離子區(qū)擊穿場強(qiáng)植被校正因子C與植被燃燒產(chǎn)生的離子類型和濃度有關(guān)，受植被類型的影響，范圍在2～4之間，C取值如表7所示。表7植被類型針葉林闊葉林針闊混交林灌木茅草C433.542作為本發(fā)明進(jìn)一步的改進(jìn)，煙霧區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊中，煙霧區(qū)煙塵體積分?jǐn)?shù)校正因子Kj2與植被類型、植被含水率、風(fēng)速、地貌類型因素有關(guān)，根據(jù)各因素取值進(jìn)行乘積，Kj2取值如表8所示。表8本發(fā)明的有益效果為：本發(fā)明結(jié)合山火條件下線路跳閘機(jī)理，充分考慮了承載體輸電線路參數(shù)(線路高度、導(dǎo)線分裂數(shù))、山火內(nèi)在火行為特征(火焰高度、火焰溫度、煙塵)、外部環(huán)境條件(風(fēng)速、濕度、溫度)等多因素，建立了準(zhǔn)確的線路故障概率模型，計(jì)算過程所使用數(shù)據(jù)可基于林業(yè)數(shù)據(jù)庫和氣象數(shù)據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果獲取，無需到現(xiàn)場采集風(fēng)速風(fēng)向、濕度、溫度等數(shù)據(jù)，可基于輸電線路山火預(yù)測和監(jiān)測結(jié)果開展應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了山火導(dǎo)致輸電線路跳閘概率的定量計(jì)算，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，極大地推動(dòng)了輸電線路風(fēng)險(xiǎn)管理，提高了電網(wǎng)抵御山火災(zāi)害的能力。附圖說明圖1為本發(fā)明實(shí)施例所述的一種無需實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場信息的線路山火災(zāi)害評估方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例中山火導(dǎo)致輸電線路跳閘影響因素及分區(qū)示意圖；圖3為本發(fā)明實(shí)施例中現(xiàn)場線路的典型地形示意圖。具體實(shí)施方式下面通過具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。實(shí)施例1，如圖1-3所示，本發(fā)明第一實(shí)施例所述的一種無需實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場信息的線路山火災(zāi)害評估方法，該方法包括：步驟1，監(jiān)測得到山火發(fā)生位置的經(jīng)度和緯度為111.7538和26.3875，結(jié)合輸電線路山火監(jiān)測及預(yù)警系統(tǒng)中的線路桿塔坐標(biāo)，得到告警線路為國網(wǎng)湖南省電力公司的500kV紫宗I線，其相應(yīng)的桿塔號為#294，通過從中國林業(yè)植被分布數(shù)據(jù)庫中查詢得到山火發(fā)生位置與輸電線路之間的植被類型為灌木植被，植被高度zd為1.8m；步驟2，判斷火場火行為類型為地表火；步驟3，從電網(wǎng)公司既有的輸變電設(shè)備信息管理系統(tǒng)(PMS)中獲取告警輸電線路的信息，其中，輸電線路電壓等級U為500kV、該桿塔處導(dǎo)線的對地距離Htl為27米、輸電線路的分裂數(shù)N為4；取27米間隙時(shí)大氣壓條件下空氣間隙的擊穿電壓E0為100kV/m；步驟4，通過氣象數(shù)值預(yù)報(bào)系統(tǒng)計(jì)算得到山火發(fā)生位置處的氣象數(shù)據(jù)，其中，實(shí)時(shí)風(fēng)速Vw為3.8m/s、溫度為27℃；步驟5，將輸電線路附近的山火按照高度劃分為火焰區(qū)、離子區(qū)和煙霧區(qū)，計(jì)算上述三個(gè)區(qū)間的高度，分別為D1、D2和D3，包括以下步驟：步驟501，可燃物為灌木，通過從中國林業(yè)植被分布數(shù)據(jù)庫中查詢得其單位面積熱量H為19600kJ/m2，可燃物有效可燃物發(fā)熱量W為10400kJ/kg；通過查詢高精度地形數(shù)據(jù)庫得到山火蔓延區(qū)的坡度角φ為25°，風(fēng)速與坡度的夾角θ為30°；通過衛(wèi)星植被數(shù)據(jù)反演得到植被含水率Mf為10.85％；根據(jù)式(1)計(jì)算火山初始蔓延速度：其中，可燃物類型為灌木，根據(jù)表1得到山火蔓延可燃物更正系數(shù)Ks＝1.8；根據(jù)式(2)火山蔓延速度：R＝R0·Ks·exp(0.1783·Vw·cosθ)exp(3.533tanφ)1.2＝1.47×1.8×exp(0.1783×3.8×cos30°)×exp(3.533×tan30°)1.2＝45.28m/min步驟502，根據(jù)式(3)計(jì)算火線強(qiáng)度I；I＝0.000049HWR＝0.000049×19600×10400×45.28＝7538kW/m步驟503，根據(jù)式(4)計(jì)算地表火火焰區(qū)高度D1；步驟504，根據(jù)式(6)計(jì)算離子區(qū)高度D2；D2＝0.1D1＝0.50m步驟505，根據(jù)式(7)計(jì)算煙霧區(qū)高度D3；D3＝Htl-D1-D2-zd＝27-5.01-0.5-1.8＝19.69m步驟6，根據(jù)式(8)～(11)計(jì)算火焰條件下火焰區(qū)擊穿電壓Uf；火焰區(qū)溫度計(jì)算公式簡化為：根據(jù)表2得到火焰區(qū)燃燒植被校正因子Kj1為0.7，進(jìn)一步計(jì)算得到：Uf＝Kj1·Uf′＝0.7*129＝90.3kV步驟7，根據(jù)表3可知灌木燃燒電離程度較大，離子區(qū)擊穿場強(qiáng)植被校正因子C＝4，根據(jù)式(12)計(jì)算火焰條件下離子區(qū)擊穿電壓Uz；步驟8，根據(jù)表4獲得煙霧層煙塵體積分?jǐn)?shù)校正因子Kj2：Kj2＝0.5*0.7*1*0.6＝0.252通過式(14)計(jì)算煙塵區(qū)高度在z處的溫度Ts：通過式(15)計(jì)算輻射熱溫度影響因子KT3：根據(jù)式(13)計(jì)算火焰條件下煙霧區(qū)擊穿電壓Us：Us＝Kj2·KT3·E0·D3＝285kV步驟9，計(jì)算山火條件下輸電線路跳閘概率，包括以下步驟：步驟901，根據(jù)式(16)計(jì)算輸電線路分裂數(shù)校正因子Kj3：輸電線路所采用的分裂數(shù)為4，故Kj3＝1.25；步驟902，結(jié)合式(11)～(13)和(16)，根據(jù)式(17)計(jì)算火焰條件下?lián)舸╇妷篣jc；Ujc＝Kj3(Uf+Uz+Us)＝482kV步驟903，考慮山火發(fā)生時(shí)，顆粒導(dǎo)致空氣間隙不均勻，分散性大，根據(jù)(18)計(jì)算當(dāng)山火擊穿時(shí)變異系數(shù)為4％時(shí)，99％的耐受擊穿電壓；U99＝0.756Ujc＝364kV步驟904，根據(jù)式(19)計(jì)算山火發(fā)生處輸電線路山火跳閘的概率P(U)：P(U)＝1。故該條線路在該山火點(diǎn)的條件下發(fā)生山火跳閘的概率為100％。步驟10，根據(jù)計(jì)算的輸電線路山火跳閘概率P(U)，劃分輸電線路山火跳閘危險(xiǎn)等級。對于500kV及以上電壓等級輸電線路，當(dāng)P(U)≥70％，則嚴(yán)重危險(xiǎn)；建議立即采取停運(yùn)或滅火措施，且退出重合閘功能，避免山火跳閘對電網(wǎng)造成沖擊。實(shí)施例2，本發(fā)明第二實(shí)施例所述的無需實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場信息的線路山火災(zāi)害評估系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：植被類型確定模塊，用于確定山火發(fā)生位置與輸電線路之間的植被類型S1及植被高度zd，其中，植被類型分為針葉林、闊葉林、針闊混交林、灌木、茅草，或者上述植被的混合；火場火行為類型判斷模塊，用于判斷火場火行為類型，若植被為灌木、茅草則為地表火，若存在針葉林、闊葉林或針闊混交林且垂直方向可燃物連續(xù)性好則為樹冠火；告警輸電線路信息模塊，用于獲取告警輸電線路的信息，包括輸電線路電壓等級U、導(dǎo)線的對地距離Htl、輸電線路的分裂數(shù)N；氣象數(shù)據(jù)模塊，用于獲取山火發(fā)生位置處的氣象數(shù)據(jù)，包括實(shí)時(shí)風(fēng)速Vw和溫度；山火高度計(jì)算模塊，用于計(jì)算火焰區(qū)、離子區(qū)和煙霧區(qū)三個(gè)區(qū)間的山火高度，分別為D1、D2和D3，包括：山火蔓延速度計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(20)～(21)計(jì)算山火蔓延速度R；R＝R0·Ks·exp(0.1783·Vw·cosθ)exp(3.533tanφ)1.2(21)式中，R0為火山初始蔓延速度；Vw為風(fēng)速；Ks為山火蔓延可燃物更正系數(shù)；φ為山火蔓延區(qū)的坡度角；θ為風(fēng)速與坡度的夾角；山火蔓延可燃物更正系數(shù)Ks取值如表5所示；表5可燃物類型平鋪針葉枯枝落葉茅草雜草灌木牧場草原喬木Ks0.81.21.61.82.01.0火線強(qiáng)度計(jì)算模塊，根據(jù)式(22)計(jì)算火線強(qiáng)度I；I＝0.000049HWR(22)式中，H為可燃物有效可燃物發(fā)熱量；W為有效可燃物載量；火焰區(qū)高度計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(23)或(24)計(jì)算地表火或樹冠火的火焰區(qū)高度D1；離子區(qū)高度計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(25)計(jì)算離子區(qū)高度D2；D2＝0.1D1(25)煙霧區(qū)高度計(jì)算模塊，根據(jù)式(26)計(jì)算煙霧區(qū)高度D3；D3＝Htl-D1-D2-zd(26)火焰區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(27)～(30)計(jì)算火焰條件下火焰區(qū)擊穿電壓Uf；Uf＝Kj1·Uf′(30)式中，T為火焰體對地高度為z處的溫度，其中，zd≤z≤D1+zd；Ta為環(huán)境溫度；I為山火強(qiáng)度；Uf′為僅溫度作用下火焰區(qū)的擊穿電壓；Kj1為不同植被燃燒所含鹽分的比例和燃燒所產(chǎn)生的溫度得到的火焰區(qū)燃燒植被校正因子；E0為標(biāo)準(zhǔn)大氣條件間隙長度為Htl時(shí)的工頻擊穿場強(qiáng)；火焰區(qū)燃燒植被校正因子Kj1的取值如表6所示。表6植被類型針葉林闊葉林針闊混交林灌木茅草Kj10.80.90.850.71離子區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(31)計(jì)算火焰條件下離子區(qū)擊穿電壓Uz；式中，Uz為火焰條件下離子區(qū)的擊穿電壓；C為離子區(qū)擊穿場強(qiáng)植被校正因子；C取值如表7所示；表7植被類型針葉林闊葉林針闊混交林灌木茅草C433.542煙霧區(qū)擊穿電壓計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(32)計(jì)算火焰條件下煙霧區(qū)擊穿電壓Us；Us＝Kj2·KT3·E0·D3(32)其中，輻射熱溫度影響因子KT3通過式(33)和(34)計(jì)算得到；式中，Ts為煙霧區(qū)依靠火焰產(chǎn)生的輻射加熱上方空氣導(dǎo)致的溫度；zs為計(jì)算點(diǎn)對地高度，其取值范圍為：zd+D1+D2≤zs≤Htl；式中，Kj2為煙霧區(qū)煙塵體積分?jǐn)?shù)校正因子；KT3為輻射熱溫度影響因子；Kj2取值如表8所示；表8山火跳閘概率計(jì)算模塊，用于計(jì)算山火條件下輸電線路跳閘概率，包括：分裂數(shù)校正因子計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(35)確定輸電線路分裂數(shù)校正因子Kj3；擊穿電壓計(jì)算模塊，用于結(jié)合式(30)～(32)和(35)，根據(jù)式(36)計(jì)算火焰條件下?lián)舸╇妷篣jc；Ujc＝Kj3(Uf+Uz+Us)(36)耐受擊穿電壓計(jì)算模塊，用于根據(jù)(37)計(jì)算當(dāng)山火擊穿時(shí)變異系數(shù)為4％時(shí)，99％的耐受擊穿電壓；U99＝0.756Ujc(37)跳閘概率計(jì)算模塊，用于根據(jù)式(38)計(jì)算山火發(fā)生處輸電線路山火跳閘概率P(U)；危險(xiǎn)等級評估模塊，用于根據(jù)計(jì)算的輸電線路山火跳閘概率P(U)，劃分輸電線路山火跳閘危險(xiǎn)等級：對于500kV及以上電壓等級輸電線路，當(dāng)P(U)≥70％，則嚴(yán)重危險(xiǎn)；當(dāng)30％≤P(U)≤70％，則一般危險(xiǎn)；當(dāng)P(U)≤30％，則輕度危險(xiǎn)；對于220kV及以下電壓等級輸電線路，當(dāng)P(U)≥80％，則嚴(yán)重危險(xiǎn)；當(dāng)50％≤P(U)≤80％，則一般危險(xiǎn)；當(dāng)P(U)≤50％，則輕度危險(xiǎn)。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁1 2 3