一种测量架空输电线路档距两端不等高时雷电绕击率的方法,申请号CN201010238828.2-传众专利搜索

一种测量架空输电线路档距两端不等高时雷电绕击率的方法

申请公布号：CN101915566B

申请号：CN201010238828.2

申请日期：2010.07.28

申请公布日期：2012.07.11

申请人：

西南交通大学

发明人：周利军;李瑞芳;曹晓斌;吴广宁;高国强;高波;朱军;刘君;马御棠;苏杰

分类号：G01B21/28(2006.01)I

主分类号：G01B21/28(2006.01)I

地址：610031 四川省成都市二环路北一段111号

摘要：本发明公开了一种架空输电线路档距两端不等高时雷电绕击率的测量方法。该方法包括：第一步，测量待计算绕击率的的输电线路相关参数；第二步，确定暴露弧面投影面积；第三步，确定雷击弧面投影面积；第四步，确定绕击率。本发明克服了以往采用导线平均高度计算所带来的误差，可用于输电线路复杂地形地段的防雷评估和设计，节约输电线路防雷建设的经费。

主权项：1.一种测量架空输电线路档距两端不等高时雷电绕击率的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：第一步，获取输电线路计算绕击率相关参数，包括输电线路绝缘子闪络电压或者线路电压等级、杆塔结构参数、两基杆塔的档距、两基杆塔的高差、导线地线特性、代表档距及代表档距对应的弧垂；第二步，利用电气几何模型将暴露弧沿着档距方向扩展为暴露弧面，然后确定暴露弧面投影面积，所述暴露弧面的投影面积<img file="FSB00000794147400011.GIF" wi="265" he="88" />按以下算式确定：<maths num="0001"><![CDATA[<math><mrow><mover><msub><mrow><msup><mi>BB</mi><mo>′</mo></msup><msup><mi>D</mi><mo>′</mo></msup><mi>D</mi></mrow><mi>area</mi></msub><mo>&OverBar;</mo></mover><mo>=</mo><munderover><mo>&Integral;</mo><mn>0</mn><mi>l</mi></munderover><mrow><mo>(</mo><msqrt><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><msup><mi>x</mi><mn>4</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub><msup><mi>x</mi><mn>3</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>3</mn></msub><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>4</mn></msub><mi>x</mi><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>5</mn></msub></msqrt><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>6</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mi>dx</mi></mrow></math>]]></maths>其中，<maths num="0002"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><msup><mrow><mn>16</mn><mi>F</mi></mrow><mn>2</mn></msup><msup><mi>l</mi><mrow><mo>′</mo><mn>4</mn></mrow></msup></mfrac></mrow></math>]]></maths><maths num="0003"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mo>-</mo><mfrac><mrow><msup><mrow><mn>64</mn><mi>F</mi></mrow><mn>2</mn></msup><msub><mi>x</mi><mi>A</mi></msub><mo>-</mo><mn>32</mn><msup><mi>F</mi><mn>2</mn></msup><msup><mi>l</mi><mo>′</mo></msup></mrow><msup><mi>l</mi><mrow><mo>′</mo><mn>4</mn></mrow></msup></mfrac></mrow></math>]]></maths><maths num="0004"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>λ</mi><mn>3</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mrow><mn>8</mn><mi>r</mi></mrow><mi>g</mi></msub><mi>F</mi></mrow><msup><mi>l</mi><mrow><mo>′</mo><mn>2</mn></mrow></msup></mfrac><mo>-</mo><mfrac><mrow><msup><mrow><mn>64</mn><mi>F</mi></mrow><mn>2</mn></msup><msup><msub><mi>x</mi><mi>A</mi></msub><mn>2</mn></msup></mrow><msup><mi>l</mi><mrow><mo>′</mo><mn>4</mn></mrow></msup></mfrac><mo>+</mo><mfrac><mrow><msup><mrow><mn>64</mn><mi>F</mi></mrow><mn>2</mn></msup><msub><mi>x</mi><mi>A</mi></msub></mrow><msup><mi>l</mi><mrow><mo>′</mo><mn>3</mn></mrow></msup></mfrac><mo>-</mo><mfrac><msup><mrow><mn>16</mn><mi>F</mi></mrow><mn>2</mn></msup><msup><mi>l</mi><mrow><mo>′</mo><mn>2</mn></mrow></msup></mfrac><mo>-</mo><mfrac><msub><mrow><mn>8</mn><mi>FH</mi></mrow><mi>AL</mi></msub><msup><mi>l</mi><mrow><mo>′</mo><mn>2</mn></mrow></msup></mfrac></mrow></math>]]></maths><maths 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num="0006"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>λ</mi><mn>5</mn></msub><mo>=</mo><msubsup><mi>r</mi><mi>c</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>-</mo><msubsup><mi>r</mi><mi>g</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msub><mrow><mn>2</mn><mi>r</mi></mrow><mi>g</mi></msub><msub><mi>H</mi><mi>AL</mi></msub><mo>-</mo><msup><msub><mi>H</mi><mi>AL</mi></msub><mn>2</mn></msup></mrow></math>]]></maths>λ6＝-rccosθ2<maths num="0007"><![CDATA[<math><mrow><msub><mi>θ</mi><mn>2</mn></msub><mo>=</mo><mfrac><mi>π</mi><mn>2</mn></mfrac><mo>+</mo><mi>α</mi><mo>-</mo><mi>arccos</mi><mrow><mo>(</mo><mfrac><mrow><msubsup><mi>r</mi><mi>c</mi><mn>2</mn></msubsup><mo>+</mo><msup><mover><mrow><mo>(</mo><msup><mi>SS</mi><mrow><mo>′</mo><mo>′</mo></mrow></msup><msup><mi>C</mi><mn>22</mn></msup><mo>)</mo></mrow><mo>&OverBar;</mo></mover><mn>2</mn></msup><mo>-</mo><msubsup><mi>r</mi><mi>s</mi><mn>2</mn></msubsup></mrow><mrow><msub><mrow><mn>2</mn><mi>r</mi></mrow><mi>c</mi></msub><msup><mi>SS</mi><mrow><mo>′</mo><mo>′</mo></mrow></msup><msup><mi>C</mi><mrow><mo>′</mo><mo>′</mo></mrow></msup></mrow></mfrac><mo>)</mo></mrow></mrow></math>]]></maths>式中，x表示档距任意截面离杆塔的水平距离，1表示档距长度，1’表示该档距所对应的代表档距，F表示代表档距对应的导线弧垂，xA杆塔所在位置坐标，HAL表示A点处导线的高度，rg表示雷电先导对地击距，rc表示雷电先导对导线击距，rs表示雷电先导对避雷线击距，θ2表示保护弧与水平面之间的夹角，<img file="FSB00000794147400019.GIF" wi="98" he="51" />任意点x导线到避雷线的距离，α为保护角；第三步，利用电气几何模型将保护弧沿着档距方向扩展为保护弧面，然后确定雷击弧面的投影面积；雷击弧面的投影面积为保护弧面与暴露弧面的投影面积之和<maths num="0008"><![CDATA[<math><mrow><mrow><mo>(</mo><msub><mover><mrow><msup><mi>AA</mi><mo>′</mo></msup><msup><mi>B</mi><mo>′</mo></msup><mi>B</mi></mrow><mo>&OverBar;</mo></mover><mi>area</mi></msub><mo>+</mo><mover><mrow><msup><mi>BB</mi><mo>′</mo></msup><msup><mi>D</mi><mo>′</mo></msup><msub><mi>D</mi><mi>area</mi></msub></mrow><mo>&OverBar;</mo></mover><mo>)</mo></mrow><mo>,</mo></mrow></math>]]></maths>按以下算式确定：<maths num="0009"><![CDATA[<math><mrow><mover><mrow><msup><mi>AA</mi><mo>′</mo></msup><msup><mi>B</mi><mo>′</mo></msup><msub><mi>B</mi><mi>area</mi></msub></mrow><mo>&OverBar;</mo></mover><mo>+</mo><mover><mrow><msup><mi>BB</mi><mo>′</mo></msup><msup><mi>D</mi><mo>′</mo></msup><msub><mi>D</mi><mi>area</mi></msub></mrow><mo>&OverBar;</mo></mover><mo>=</mo><munderover><mo>&Integral;</mo><mn>0</mn><mi>l</mi></munderover><mrow><mo>(</mo><msqrt><msub><mi>λ</mi><mn>1</mn></msub><msup><mi>x</mi><mn>4</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>2</mn></msub><msup><mi>x</mi><mn>3</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>3</mn></msub><msup><mi>x</mi><mn>2</mn></msup><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>4</mn></msub><mi>x</mi><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>5</mn></msub></msqrt><mo>+</mo><msub><mi>λ</mi><mn>7</mn></msub><mo>)</mo></mrow><mi>dx</mi></mrow></math>]]></maths>其中<img file="FSB000007941474000112.GIF" wi="226" he="80" />为导线到杆塔中心的水平距离。第四步，利用下列算式：<img file="FSB00000794147400021.GIF" wi="1001" he="134" />即可得出待测输电线路的雷电绕击率。