本發(fā)明涉及110kv以上架空線路盤(pán)型懸式絕緣子并聯(lián)間隙單次雷擊保護(hù)有效性判斷方法，具體地說(shuō)是一種基于雷擊事件雷電沖擊電壓計(jì)算和并聯(lián)間隙雷電沖擊放電特性的并聯(lián)間隙保護(hù)有效性判斷方法。
背景技術(shù)：
：并聯(lián)間隙已經(jīng)較多地安裝于架空線路盤(pán)型懸式絕緣子兩端，在線路遭受雷擊時(shí)將放電電弧固定于間隙兩端，保護(hù)盤(pán)型懸式絕緣子不受電弧損傷。針對(duì)一次雷擊跳閘事件，判斷并聯(lián)間隙對(duì)絕緣子的保護(hù)是否有效有著重要意義。如果保護(hù)失效，則需要對(duì)絕緣子進(jìn)行檢查，判斷絕緣子是否出現(xiàn)傘裙破裂、嚴(yán)重灼傷等情況；如果出現(xiàn)上述情況，則需要對(duì)絕緣子進(jìn)行更換處理。目前判斷一次雷擊事件并聯(lián)間隙是否對(duì)絕緣子起到有效保護(hù)的方法是通過(guò)人工登塔巡線方式，查找絕緣子表面有無(wú)雷擊燒傷痕跡；如果絕緣子表面無(wú)燒傷痕跡，則判斷并聯(lián)間隙保護(hù)有效；如果絕緣子表面有燒傷痕跡，則判斷并聯(lián)間隙保護(hù)失效。該方法耗費(fèi)較多人力、且效率低下。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種基于雷擊事件雷電沖擊電壓計(jì)算和并聯(lián)間隙雷電沖擊放電特性的并聯(lián)間隙保護(hù)有效性判斷方法，其通過(guò)分析計(jì)算一次雷擊跳閘事件的雷擊沖擊過(guò)電壓，結(jié)合通過(guò)雷電沖擊放電試驗(yàn)得到的并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性規(guī)律，對(duì)該次雷擊跳閘事件中并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性進(jìn)行判斷。為此，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：架空線路絕緣子并聯(lián)間隙單次雷擊保護(hù)有效性判斷方法，其包括如下步驟：a)針對(duì)一次雷擊跳閘，通過(guò)電力系統(tǒng)故障定位裝置獲得跳閘相別，通過(guò)雷電定位系統(tǒng)查詢獲得對(duì)應(yīng)的雷擊事件，獲得遭受雷擊桿塔號(hào)及其該次雷擊的雷電流幅值i；b)通過(guò)設(shè)計(jì)資料獲得遭受雷擊桿塔的雷電反擊耐雷水平if、桿塔接地電阻、檔距，以及各相導(dǎo)線、避雷線的空間位置、避雷線半徑及弧垂、導(dǎo)線弧垂；c)判斷該次雷擊跳閘為雷電反擊造成還是雷電繞擊造成；d)對(duì)該次雷擊跳閘中跳閘相絕緣子與并聯(lián)間隙承受的雷電沖擊電壓幅值進(jìn)行計(jì)算；e)通過(guò)雷電沖擊放電試驗(yàn)獲取所述并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)有效性概率與承受雷電沖擊電壓幅值的關(guān)系；f)利用步驟d)計(jì)算得到的并聯(lián)間隙承受雷電沖擊電壓幅值對(duì)該次雷擊跳閘事件中并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性概率進(jìn)行計(jì)算；g)判斷該次雷擊跳閘事件中，并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)是否有效。本發(fā)明通過(guò)分析雷擊跳閘事件雷電沖擊電壓，利用通過(guò)雷電沖擊放電試驗(yàn)得到的并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性與雷電沖擊電壓的關(guān)系，對(duì)雷擊跳閘事件中并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性進(jìn)行判斷。進(jìn)一步地，步驟c)中，判斷該次雷擊跳閘為雷電反擊造成還是雷電繞擊造成的方法為：如果該次雷擊的雷電流幅值i大于該基桿塔的雷電反擊耐雷水平if，判斷該次雷擊跳閘為雷電反擊造成；如果該次雷擊的雷電流幅值i小于該基桿塔的雷電反擊耐雷水平if，判斷該次雷擊跳閘為雷電繞擊造成。進(jìn)一步地，步驟d)中，所述雷電沖擊電壓幅值的計(jì)算式為：式中，k＝k1k0，k0為導(dǎo)線、避雷線幾何耦合系數(shù)，k1為電暈校正系數(shù)，ha為橫擔(dān)高度，ht為桿塔總高，hc為導(dǎo)線平均高度，hg為避雷線平均高度，所述高度的單位為m；β為分流系數(shù)；lt為桿塔電感，單位為μh；ri為桿塔沖擊接地電阻，單位為ω；a為該次雷擊事件雷電流陡度，單位為ka/μs；其中i為雷電流幅值，單位為ka。進(jìn)一步地，所述導(dǎo)線平均高度hc的計(jì)算式為：其中，hgc為桿塔上導(dǎo)線安裝高度，fc為導(dǎo)線弧垂；所述的避雷線平均高度hg的計(jì)算式為：其中，hgg為桿塔上避雷線安裝高度，fg為避雷線弧垂。進(jìn)一步地，所述的導(dǎo)線、避雷線電暈校正系數(shù)k1的取值如下表1所示：表1導(dǎo)線、避雷線電暈校正系數(shù)k1取值所述導(dǎo)線、避雷線幾何耦合系數(shù)k0的計(jì)算區(qū)分單、雙避雷線情況進(jìn)行，對(duì)于單避雷線，計(jì)算式為：其中，d為避雷線與導(dǎo)線鏡像之間的距離，d為避雷線與導(dǎo)線之間的距離，hg為避雷線平均高度，r1為避雷線半徑，所述避雷線的高度采用平均高度hg，導(dǎo)線的高度采用平均高度hc；對(duì)于雙避雷線，計(jì)算式為：其中，d12為第一避雷線與導(dǎo)線鏡像之間的距離，d12為第一避雷線與導(dǎo)線之間的距離；d23為第二避雷線與導(dǎo)線鏡像之間的距離，d23為第二避雷線與導(dǎo)線之間的距離；d13為第一避雷線與第二避雷線鏡像之間的距離，d13為第一避雷線與第二避雷線之間的距離，hg為避雷線平均高度，r1為避雷線半徑；所述避雷線的高度采用平均高度hg，導(dǎo)線的高度采用平均高度hc。進(jìn)一步地，所述的桿塔電感l(wèi)t的取值為：lt＝l0·ht，其中，l0為桿塔單位高度電感。各種常見(jiàn)桿塔單位高度電感l(wèi)0取值如表2：表2單位高度桿塔電感進(jìn)一步地，所述的分流系數(shù)β的計(jì)算式為：其中τt為2.6μs，lg為桿塔兩側(cè)相鄰檔避雷線的電感并聯(lián)值，單位為μh，單避雷線lg等于0.65-0.70l，雙避雷線lg等于0.40-0.45l，l為檔距長(zhǎng)度，單位為m。進(jìn)一步地，所述的雷電流陡度a的計(jì)算式為：a＝3.9i0.55。進(jìn)一步，步驟e)中，所述的并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)有效性概率pb與承受雷電沖擊電壓幅值u0的關(guān)系為：pb＝f(u0)，pb的具體表達(dá)式由盤(pán)型懸式絕緣子并聯(lián)間隙雷電沖擊放電試驗(yàn)得到。進(jìn)一步，步驟f)中，所述的該次雷擊事件中并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性概率pb為：pb＝f(ua)；進(jìn)一步，步驟g)中，所述的架空線路絕緣子并聯(lián)間隙單次雷擊保護(hù)有效性判斷方法為：與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明通過(guò)計(jì)算雷擊跳閘事件的雷電沖擊電壓、結(jié)合利用雷電沖擊放電試驗(yàn)得到并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)有效性規(guī)律來(lái)對(duì)該次雷擊跳閘事件中并聯(lián)間隙的保護(hù)有效性進(jìn)行判斷，可以大大提升判斷效率。附圖說(shuō)明圖1為本發(fā)明的流程圖；圖2為本發(fā)明計(jì)算雷電沖擊電壓時(shí)單避雷線線路的幾何耦合系數(shù)示意圖；圖3為本發(fā)明計(jì)算雷電沖擊電壓時(shí)雙避雷線線路的幾何耦合系數(shù)示意圖；圖4為本發(fā)明應(yīng)用例中桿塔及導(dǎo)線空間結(jié)構(gòu)圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例一種架空線路絕緣子并聯(lián)間隙單次雷擊保護(hù)有效性判斷方法，其步驟如下：a)針對(duì)一次雷擊跳閘，通過(guò)電力系統(tǒng)故障定位裝置獲得跳閘相別，通過(guò)雷電定位系統(tǒng)查詢獲得對(duì)應(yīng)的雷擊事件，獲得遭受雷擊桿塔號(hào)及其該次雷擊的雷電流幅值i；b)通過(guò)設(shè)計(jì)資料獲得遭受雷擊桿塔的雷電反擊耐雷水平if、桿塔接地電阻、檔距，以及各相導(dǎo)線、避雷線的空間位置、避雷線半徑及弧垂、導(dǎo)線弧垂；c)判斷該次雷擊跳閘為雷電反擊造成還是雷電繞擊造成；d)對(duì)該次雷擊跳閘中跳閘相絕緣子與并聯(lián)間隙承受的雷電沖擊電壓幅值進(jìn)行計(jì)算；e)通過(guò)雷電沖擊放電試驗(yàn)獲取所述并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)有效性概率與承受雷電沖擊電壓幅值的關(guān)系；f)利用步驟d)計(jì)算得到的并聯(lián)間隙承受雷電沖擊電壓幅值對(duì)該次雷擊跳閘事件中并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性概率進(jìn)行計(jì)算；g)判斷該次雷擊跳閘事件中，并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)是否有效。步驟c)中，判斷該次雷擊跳閘為雷電反擊造成還是雷電繞擊造成的方法為：如果該次雷擊的雷電流幅值i大于該基桿塔的雷電反擊耐雷水平if，判斷該次雷擊跳閘為雷電反擊造成；如果該次雷擊的雷電流幅值i小于該基桿塔的雷電反擊耐雷水平if，判斷該次雷擊跳閘為雷電繞擊造成。步驟d)中，所述雷電沖擊電壓幅值的計(jì)算式為：式中，k＝k1k0，k0為導(dǎo)線、避雷線幾何耦合系數(shù)，k1為電暈校正系數(shù)，ha為橫擔(dān)高度，ht為桿塔總高，hc為導(dǎo)線平均高度，hg為避雷線平均高度，所述高度的單位為m；β為分流系數(shù)；lt為桿塔電感，單位為μh；ri為桿塔沖擊接地電阻，單位為ω；a為該次雷擊事件雷電流陡度，單位為ka/μs；其中i為雷電流幅值，單位為ka。所述導(dǎo)線平均高度hc的計(jì)算式為：其中，hgc為桿塔上導(dǎo)線安裝高度，fc為導(dǎo)線弧垂；所述的避雷線平均高度hg的計(jì)算式為：其中，hgg為桿塔上避雷線安裝高度，fg為避雷線弧垂。所述的導(dǎo)線、避雷線電暈校正系數(shù)k1的取值如下表1所示：標(biāo)稱電壓110kv220kv500kv雙避雷線1.21.251.28單避雷線1.251.3/所述導(dǎo)線、避雷線幾何耦合系數(shù)k0的計(jì)算區(qū)分單、雙避雷線情況進(jìn)行，對(duì)于單避雷線，計(jì)算式為：其中，d為避雷線與導(dǎo)線鏡像之間的距離，d為避雷線與導(dǎo)線之間的距離，hg為避雷線平均高度，r1為避雷線半徑，如圖2所示；所述避雷線的高度采用平均高度hg，導(dǎo)線的高度采用平均高度hc；對(duì)于雙避雷線，計(jì)算式為：其中，d12為第一避雷線與導(dǎo)線鏡像之間的距離，d12為第一避雷線與導(dǎo)線之間的距離；d23為第二避雷線與導(dǎo)線鏡像之間的距離，d23為第二避雷線與導(dǎo)線之間的距離；d13為第一避雷線與第二避雷線鏡像之間的距離，d13為第一避雷線與第二避雷線之間的距離，hg為避雷線平均高度，r1為避雷線半徑，如圖3所示；所述避雷線的高度采用平均高度hg，導(dǎo)線的高度采用平均高度hc。所述的桿塔電感l(wèi)t的取值為：lt＝l0·ht，其中，l0為桿塔單位高度電感。各種常見(jiàn)桿塔單位高度電感l(wèi)0取值如表2：表2單位高度桿塔電感所述的分流系數(shù)β的計(jì)算式為：其中τt為2.6μs，lg為桿塔兩側(cè)相鄰檔避雷線的電感并聯(lián)值，單位為μh，單避雷線lg等于0.65-0.70l，雙避雷線lg等于0.40-0.45l，l為檔距長(zhǎng)度，單位為m。所述的雷電流陡度a的計(jì)算式為：a＝3.9i0.55。步驟e)中，所述的并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)有效性概率pb與承受雷電沖擊電壓幅值u0的關(guān)系為：pb＝f(u0)，pb的具體表達(dá)式由盤(pán)型懸式絕緣子并聯(lián)間隙雷電沖擊放電試驗(yàn)得到。步驟f)中，所述的該次雷擊事件中并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性概率pb為：pb＝f(ua)，步驟g)中，判斷該次雷擊跳閘事件中并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)是否有效的方法為：應(yīng)用例以某220kv線路桿塔一次雷擊跳閘為例，下面運(yùn)用本發(fā)明所述的判斷方法對(duì)該次雷擊跳閘中并聯(lián)間隙對(duì)該桿塔的盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性進(jìn)行判斷，具體步驟如下：①通過(guò)電力系統(tǒng)故障定位裝置獲得跳閘相別為a相，通過(guò)雷電定位系統(tǒng)查詢獲得對(duì)應(yīng)的雷擊事件，獲得遭受雷擊桿塔號(hào)為#26，獲得其該次雷擊的雷電流幅值i為130ka。②通過(guò)設(shè)計(jì)資料獲得遭受雷擊桿塔的雷電反擊耐雷水平if為110.2ka、桿塔接地電阻ri為7ω，以及各相導(dǎo)線、避雷線的空間位置如圖4，導(dǎo)線弧垂為12m，避雷線弧垂為7m，避雷線半徑為5.5mm，檔距為300m。③該次雷擊跳閘雷電流幅值大于該桿塔反擊耐雷水平，判斷該次雷擊跳閘為雷電反擊造成。④對(duì)該次雷擊跳閘中跳閘相絕緣子與并聯(lián)間隙承受的雷電沖擊電壓幅值進(jìn)行計(jì)算，過(guò)程如下：對(duì)該線路避雷線、導(dǎo)線平均高度進(jìn)行計(jì)算，避雷線平均高度hg為：導(dǎo)線平均高度hc為：對(duì)該桿塔避雷線、導(dǎo)線耦合系數(shù)進(jìn)行計(jì)算，由表1知避雷線與導(dǎo)線電暈耦合系數(shù)為k1為1.25，幾何耦合系數(shù)k0為因此k＝k0×k1＝0.296。由表2可知，桿塔單位高度電感為0.5μh，因此桿塔等值電感l(wèi)t為：lt＝l0·ht＝0.5×29.1＝15.4μh桿塔分流系數(shù)β為：該次雷電流的陡度a為：a＝3.9i0.55＝3.9×1300.55＝56.71ka/μs桿塔a相承受的雷電沖擊電壓為：⑤通過(guò)雷電沖擊放電試驗(yàn)，得到該桿塔并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子的保護(hù)有效性pb與雷電沖擊電壓幅值u0的關(guān)系為：即如果u0小于1821kv，則并聯(lián)間隙保護(hù)有效，如果u0大于1933kv，則并聯(lián)間隙失效，如果u0在1821kv、1933kv之間，則并聯(lián)間隙有一定的概率失效。⑥本次雷擊跳閘絕緣子承受雷電沖擊電壓幅值為1603.83kv，計(jì)算得到pb＝1。⑦根據(jù)pb＝1，判斷本次雷擊并聯(lián)間隙對(duì)盤(pán)型懸式絕緣子保護(hù)有效。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說(shuō)明后，各種變化和修正無(wú)疑將顯而易見(jiàn)。因此，所附的權(quán)利要求書(shū)應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書(shū)范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)12