基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法
专利汇可以提供基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了基于电气 几何模型 的配电线路闪络率改进 算法 ，提出了用该改进算法考虑雷电地闪 密度 、杆塔形状、 土壤 电阻 率 、线路绝缘 水 平等因素求解配电线路闪络率的具体步骤，包括确定线路参数、计算直击雷耐雷水平、计算线路等效闪络宽度、计算直击雷闪络率和感应雷闪络率。该方法基于电气几何模型考虑了雷 电流 幅值对线路等效受雷宽度的影响，定义了线路等效闪络宽度，使配电线路闪络率计算更加精确，对于配电线路 雷击 风 险评估和差异化防雷具有一定的指导作用。，下面是基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法专利的具体信息内容。
1.基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法，其特征在于，包括以下步骤进行：
步骤1、收集线路相关参数，相关参数包括绝缘子冲击闪络电压U50％、导线平均悬挂高度h、导线半径r、杆塔等值电感Lgt和冲击接地电阻Rch；
步骤2、计算确定线路耐雷水平；
步骤2.1根据导线平均悬挂高度h和导线半径r计算线路波阻抗，然后根据线路波阻抗计算雷电直击导线耐雷水平；
步骤2.2根据绝缘子冲击闪络电压U50％、杆塔等值电感Lgt和冲击接地电阻Rch计算反击耐雷水平；
步骤3、建立配电线路电气几何模型，并根据配电线路电气几何模型计算雷电对导线的击距Rc和雷电对大地的击距Rg；
步骤4、依据线路所在地形、导线平均悬挂高度h和设防要求计算临界雷电流I0；
步骤5、依据临界电流I0、雷电对导线的击距Rc、雷电对大地的击距Rg和统计得到的当地雷电流概率函数计算线路等效闪络宽度；
步骤5.1计算线路每百公里直击雷等效闪络宽度Dd；
步骤5.2计算线路每百公里感应雷等效闪络宽度Din；
步骤6、依据线路等效闪络宽度和雷电监测的地闪密度值和设防要求分别计算线路直击雷闪络率和感应雷闪络率，直击雷闪络率和感应雷闪络率相加即可得到线路雷击闪络率。
2.根据权利要求1所述的基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法，其特征在于，步骤2按照如下过程进行：
步骤2.1计算直击耐雷水平：
线路波阻抗通过式(1)和式(2)计算得到：
式(1)和式(2)中：μr—介质相对电导系数；μo—真空电导率；εr—相对磁导系数；ε0—真空磁导率；h—导线平均悬挂高度，m；r—导线半径，m；
雷电通道波阻抗取为Z0，由式(3)计算得到：
Z0＝1.6i1.345+21120/i-148.4 (3)
由此可得雷电直击导线耐雷水平Ic2的计算公式为：
式(4)中：Ic2—雷电直击导线耐雷水平，kA；U50％—绝缘子发生闪络概率为50％时对应的电压幅值，kV；Z0—雷电通道波阻抗，Ω；Z—线路阻抗，Ω；
步骤2.2计算雷电反击导线耐雷水平Ic1：
式(5)中：Ic1—线路的雷电反击耐雷水平，kA；U50％—绝缘子发生闪络概率为50％时对应的电压幅值，kV；Rch—杆塔冲击接地电阻，Ω；Lgt—杆塔等值电感，mH；h—导线平均悬挂高度，m。
3.根据权利要求1所述的基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法，其特征在于，步骤3中，雷电对导线的击距Rc和雷电对大地的击距Rg计算公式如下：
Rc＝0.67h0.6I0.74 (6)
Rg＝{[0.36+0.17ln(43-h)]Rc(h＜40m) (7)
式(6)和式(7)中：Rc—雷电对导线的击距，m；Rg—雷电对大地的击距，m；I—雷电流幅值，kA；h—导线平均悬挂高度，m。
4.根据权利要求1所述的基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法，其特征在于，步骤4中，临界雷电流I0计算公式如下：
当地面倾角为θ时：
式(8)和式(9)中，h—导线平均悬挂高度，m。
5.根据权利要求1所述的基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法，其特征在于，步骤5按照如下过程进行：
步骤5.1计算线路直击雷等效闪络宽度Dd：
由配电线路电气几何模型可知，若实际雷电流幅值i
若该地区雷电流概率函数为P(i)，则雷电流幅值为i时，每百公里线路直击雷等效闪络宽度计算公式为：
每百公里线路直击雷等效闪络宽度：
式(12)中：Ic——线路直击雷耐雷水平，kA；
步骤5.2计算线路感应雷等效闪络宽度Din：
当i
当雷电流概率分布函数为P(i)时，则可得雷电流幅值为i时，每百公里线路感应雷等效闪络宽度dDin(i)：
每百公里线路感应雷等效闪络宽度Din计算公式如式(15)所示：
6.根据权利要求1所述的基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法，其特征在于，步骤6中，线路雷击闪络率计算如下：
雷电直击闪络率nd＝n1+n2；其中反击闪络率n1和雷直击导线闪络率n2分别采用式(16)和式(17)计算：
式(16)和式(17)中：Ic1为线路的雷电反击耐雷水平，Ic2线路的雷直击导线耐雷水平，kA；I0为线路的临界雷电流，kA；Dd1为线路的反击等效闪络宽度，m，Dd2为线路的雷电直击导线等效闪络宽度，m，Dd1和Dd2均由公式(12)计算得到；g为雷电击中杆塔的概率，无架空地线时取为0.5；Ng为地闪密度，次/km2/年；
雷电感应闪络率nin采用下式进行计算：
式(18)中：I0—线路的临界雷电流，kA；Din—线路感应雷等效闪络宽度，m；
配电线路雷击闪络率n的计算公式为：n＝nd+nin。
基于电气几何模型的配电线路闪络率改进算法
技术领域
背景技术
评估特征参量，综合考虑了线路耐雷水平、线路所经过地区的雷电活动情况、线路等效受雷
宽度及雷电流概率分布等因素的影响，并且作为线路雷击跳闸、雷击断线等故障的诱因，能
够对线路雷击跳闸、雷击断线等故障风险进行评估，同时，闪络率的计算与配网复杂多样的
接地方式、建弧率等因素不相关，可适应于各种接地方式的配电网进行雷电风险评估的精
确计算。目前对于闪络率的计算，通常做如下考虑：直击雷线路等效受雷宽度D取为4hd+b，
其中，hd为最高导线的平均悬挂高度，b为所架设的两根避雷线之间的平均宽度。该受雷宽
度计算方法对于导线架设高度超过60m的输电线路可以较好的契合，而对于线路高度不超
过20m的配电线路却有相当大的误差，同时，线路等效受雷宽度D是随着雷电流幅值变化的，
有必要对配电线路闪络率的算法进行改进。
发明内容
稳定运行具有重大意义。
下的引雷范围由雷电对导线的击距Rc决定。随着雷电流幅值增大，雷电对大地的击距和雷
电对导线的击距相交于点M，此时，M点的高度刚好等于导线的平均悬挂高度h，即yM＝h。雷
电流幅值继续增大，交点变为K，点K的纵坐标大于导线的平均悬挂高度h，即yK>h，该情况下
的单侧引雷范围由点K的横坐标xK决定。首先计算交点为M时的雷电流，此时的雷电流定义
为临界雷电流I0，由式(6)和式(7)，可得临界雷电流I0，即：
络宽度，m，Dd1和Dd2均由公式(12)计算得到；g为雷电击中杆塔的概率，无架空地线时取为
0.5；Ng为地闪密度，次/km2/年；
明显。对于常规线路，它的尺寸在电气几何模型的适用范围内，50mm的击距分散性影响很有
限，而对紧凑型线路，50mm的击距分散性的影响就要大得多，因此本发明基于这种情况提出
了改进的雷击配电线路电气几何模型，使雷击配电线路时的闪络率计算更加准确，对于不
同配电线路都有较高的精确度。
响，定义了线路等效闪络宽度，给出了基于线路等效闪络宽度的闪络率计算公式，使雷击配
电线路时的闪络率计算流程化、简洁化、清晰化，可以较大程度上减轻工作量，计算结果不
容易出错，使结果更加精确。
具体实施方式
本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含
义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术
语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间
接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解
上述术语在本发明中的具体含义。
56.18次/100km/年。
率、线路绝缘水平等因素求解配电线路闪络率的具体步骤，包括确定线路参数、计算直击雷
耐雷水平、计算线路等效闪络宽度、计算直击雷闪络率和感应雷闪络率。该方法基于电气几
何模型考虑了雷电流幅值对线路等效受雷宽度的影响，定义了线路等效闪络宽度，使配电
线路闪络率计算更加精确，对于配电线路雷击风险评估和差异化防雷具有一定的指导作
用。
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