一种基于实测雷击数据的输电线路引雷宽度计算方法

摘要

本发明涉及一种基于实测雷击数据的输电线路引雷宽度计算方法，该方法依据实测输电线路本体雷击数据和雷电定位系统监测数据计算输电线路引雷宽度的，主要步骤如下：首先根据输电线路本体雷击数据和雷电定位系统监测数据，获得输电线路本体雷击频度和地闪密度，然后计算等效引雷宽度，等效引雷宽度的计算公式为d＝f/ρ，其中d、f和ρ分别代表等效引雷宽度、输电线路本体雷击频度和地闪密度。在实际工程应用中，与现有依据经验公式得到的引雷宽度相比，本发明方法依据实测雷击数据计算的引雷宽度更加可靠和准确。

说明书

技术领域

本发明方法涉及输电线路防雷技术领域，具体涉及一种基于实测雷击数据的 输电线路引雷宽度计算方法。

背景技术

输电线路引雷宽度是防雷性能评估模型的关键参数之一。在传统的评估模型 中，引雷宽度采用经验公式计算，其等于杆塔高度的四倍与避雷线间距之和。近 年来，随着对雷电物理和长空气间隙放电理论的深入研究，输电线路的引雷能力 不仅与杆塔高度和避雷线间距有关，还与地形地貌、线路结构等因素相关；实际 运行经验表明，不同地形地貌引雷能力往往不同，特别是山区和平原的引雷能力 差别较大，引雷宽度的经验公式越来越难以满足工程实际需要。

传统的源于典型低电压等级线路运行经验的经验计算公式已经难以满足差 异化防雷性能评估的需求，亟待提出一种更能反映实际情况的输电线路引雷宽度 计算方法。

发明内容

为了摆脱目前的困境，本发明一种基于实测雷击数据的输电线路引雷宽度计 算方法，依据实测输电线路本体雷击数据和雷电定位系统监测数据计算输电线路 本体雷击频度和地闪密度，最后得到基于实测数据的引雷宽度。

本发明一种基于实测雷击数据的输电线路引雷宽度计算方法，可通过以下技 术方案实现：

首先获得输电线路本体雷击监测数据和雷电定位系统监测数据；输电线路本 体雷击监测数据包括雷击避雷线数据、雷击杆塔数据和雷击输电导线数据，雷击 避雷线数据包括雷击时刻和雷击位置，雷击杆塔数据包括雷击时刻和雷击位置， 雷击输电导线数据包括雷击时刻和雷击位置，雷击定位系统监测数据包括雷击时 刻和雷击位置。

其次划分缓冲区和杆塔区间；划分缓冲区和杆塔区间的原则如下：缓冲区是 输电线路两侧各L千米的区域；以输电线路经过不同地形划分杆塔区间，输电线 路经过的地形变换N次，则杆塔划分为(N+1)个区间，其中地形区分为平原和 山地。

接下来计算输电线路走廊各杆塔区间地闪密度和输电线路本体各杆塔区间 雷击频度；输电线路走廊某杆塔区间地闪密度等于该杆塔区间的缓冲区的地闪密 度；输电线路本体某杆塔区间雷击频度f＝100×n/(l×a)，其中l为改杆塔区间 的长度，a为监测年数，n为雷击该杆塔区间本体次数，f、l和a的单位分别为次/ 百公里·年、公里、年。

最后计算等效引雷宽度；输电线路某区间杆塔的等效引雷宽度等于输电线路 本体该杆塔区间雷击频度除以输电线路走廊该杆塔区间地闪密度。

附图说明

图1一种基于实测雷击数据的输电线路引雷宽度计算方法实现流程图

图2输电线路的缓冲区和杆塔区间划分示意图

具体实施方式

为了更好的理解本发明一种基于实测雷击数据的输电线路引雷宽度计算方 法，结合相关图示做进一步的说明。

图1是本发明一种基于实测雷击数据的输电线路引雷宽度计算方法方法较佳 流程图。

首先实施步骤S1获得输电线路本体雷击监测数据和雷电定位系统监测数据。

实施本步骤时，需要在输电线路上分布式安装行波监测装置，获得输电线路 本体雷击监测数据，安装原则是每10～15km为一个监测点，并在监测点处的A、 B、C三相各安装一台监测装置，运用罗氏线圈采集高频行波电流波形数据，依 据单、双端定位法利用不同终端采集的行波电流波形定位雷击点，分析电流行波 波形特征确定雷击避雷线波形、雷击杆塔波形和雷击输电导线波形，GPR计时模 块记录行波数据的采集时刻；利用雷电定位系统获得监测数据，雷电定位系统可 以方便记录某一区域的雷击位置和雷击时刻。

其次实施步骤S2划分缓冲区和杆塔区间。

实施本步骤时，缓冲区和杆塔区间划分原则如下，缓冲区是输电线路两侧各 L千米的区域，以输电线路经过不同地形划分杆塔区间，输电线路经过的地形变 换N次，则杆塔划分为(N+1)个区间，其中地形区分为平原和山地。如图2所示， 输电线路两侧各L千米的区域为缓冲区，输电线路经过的地形变换2次，则输电 线路划分3个杆塔区间。

然后实施步骤S3计算输电线路走廊各杆塔区间地闪密度和输电线路本体各 杆塔区间雷击频度。

实施本步骤时，输电线路走廊某杆塔区间地闪密度等于该杆塔区间的缓冲区 的地闪密度；输电线路本体某杆塔区间雷击频度f＝100×n/(L×a)，其中L为该 杆塔区间的长度，a为监测年数，n为雷击该杆塔区间本体次数，f、L和a的单位 分别为次/百公里·年、公里和年。如图2所示，杆塔区间1的地闪密度N_g1＝ N₁/(S₁×a₁)，其中，N₁为落在杆塔区间1的缓冲区内的雷击总次数，S₁为杆塔 区间1的缓冲区的面积，a₁为监测年数，N_g1、S₁和a₁的单位分别为次/平方公里·年、 平方公里和年，对于杆塔区间2的地闪密度N_g2和杆塔区间3的地闪密度N_g3计算 方法与N_g1类似，不在累述；输电线路本体杆塔区间1雷击频度为 f₁＝100×n₁/(L₁×a₁)，其中L₁为杆塔区间1的长度，a₁为监测年数，n₁为雷击杆 塔区间1本体次数，f₁、L₁和a₁的单位分别为次/百公里·年、公里和年，对于杆 塔区间2的雷击频度f₂和杆塔区间3的雷击频度f₃计算方法与f₁类似，不在累述。

最后实施步骤S4计算等效引雷宽度。

实施本步骤时，输电线路某区间杆塔的等效引雷宽度等于输电线路本体该杆 塔区间雷击频度除以输电线路走廊该杆塔区间地闪密度，如图2所示，杆塔区间1 的等效引雷宽度为f1/Ng1，杆塔区间2的等效引雷宽度为f2/Ng2，杆塔区间3的 等效引雷宽度为f3/Ng3。