输电线路直线转角塔防雷措施配置方法
【专利摘要】本发明公开了一种输电线路直线转角塔防雷配置方法，包括以下步骤：对线路逐基杆塔进行评估，划分风险等级；确立防雷改造m个子目标和各自的权重系数，得到目标权重列向量W；判断杆塔雷击跳闸率是否满足运行指标，从常用防雷措施中选择k个备选防雷措施；根据防雷改造的实际考察目标，逐一确定每个备选防雷措施在子目标上的目标作用行向量，k个行向量组合形成得到维数为k×m的目标作用矩阵F，计算得出备选措施的功效向量；计算治理后的预期雷击跳闸率，迭代进行防雷措施配置过程。本发明的方法基于雷击风险评估结果，结合防雷改造目标，优化防雷配置，降低雷击跳闸率，节省防雷工程费用，降低防雷施工难度，提高了综合防雷措施的技术经济性。
【专利说明】输电线路直线转角塔防雷措施配置方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及输电线路防雷领域，特别是对直线转角塔防雷措施选用和安装给出指导，其适用于电力系统超高压架空输电线路防雷措施配置，提高防雷措施的技术经济性。
【背景技术】
[0002]中国现有的电网防雷体系主要是由输电线路外部防御和变电站核心防御构成。据输电线路运维部门统计，因输电线路地处旷野，输电距离长，最易遭受雷击威胁。尽管运维单位采取多种防雷技术措施，但由雷击造成的线路跳闸仍然居于跳闸原因的首位。因此，针对输电线路防雷性能进行评估和提高防雷措施的技术经济性已成为业内关注的重要科研课题，正在受到电网运行人员的高度重视。防雷措施的配置是指导输电线路防雷设计、掌握输电线路防雷性能、输电线路防雷改造工作的基础和重要组成部分。
[0003] 申请人:在研究中发现，提高输电线路防雷措施的技术经济性需要综合考虑杆塔雷击风险、防雷措施适用范围和造价、杆塔结构等因素。
[0004]针对杆塔雷击风险评估，已有成熟的差异化防雷评估方法，得出输电线路逐基杆塔的雷击风险并予以分级，风险评估的结果用于指导输电线路防雷改造。差异化防雷技术同时列出需进行防雷改造的杆塔和改造方案原则，对于杆塔结构差异、防雷措施保护范围等没有细致考虑。
[0005] 申请人:在研究中发现，传统上防雷措施配置大体上将杆塔视作普通直线塔，而直线转角塔与普通直线塔在几何结构上存在一定差异，如对称性、保护角都有所不同，防雷措施配置于直线转角塔也需做进一步的分析研究。 申请人:基于防雷改造目标，提出定量对比防雷措施优越性的策略，通过迭代的方式完成杆塔的防雷配置。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是，针对现有输电线路防雷措施配置中的不足，进行研究和改进，提出针对直线转角塔的防雷措施配置方法。具体来说，是基于雷击风险评估结果，结合防雷改造目标，量化对比几种备选防雷措施对于改造目标的作用大小，从中选择作用最大的措施，然后对治理效果评估，迭代进行防雷措施的优化选择，提高综合防雷措施的技术经济性。
[0007]本发明技术解决方案是，采用输电线路雷击风险评估系统对线路逐基杆塔进行评估，划分其风险等级；依据评估结果，从地形地貌特征、直线转角塔结构特征、历史雷击跳闸特征初步备选几种防雷措施，根据防雷改造的实际考察目标，横向对比备选防雷措施的优劣并排序；最后优化防雷措施配置，直至雷击跳闸率满足运行考核指标。雷击风险评估和整个过程的步骤总结如下:
[0008](I)采用输电线路雷击风险评估系统对线路逐基杆塔进行评估，划分风险等级；
[0009](2)确立防雷改造m个子目标和各自的权重系数，得到目标权重列向量W ；
[0010](3)判断杆塔雷击跳闸率是否满足运行指标，若满足则无需进一步防雷配置，否则跳至第(4)步；[0011](4)考虑地形地貌、直线转角塔结构特征、历史雷击跳闸特点、线路绝缘水平、已有防雷措施等因素，从常用防雷措施中得到k个备选防雷措施；
[0012](5)根据防雷改造的实际考察目标，逐一确定每个备选防雷措施在子目标上的“目标作用”行向量(向量中某个系数越大表明该项备选措施在子目标上作用越明显)，k个行向量组合形成得到维数为kXm的“目标作用”矩阵F，由M=F.W计算得出备选措施的“功效向量”，M元素越大表明相应备选措施越好；
[0013](6)计算治理后的预期雷击跳闸率，跳至第(3)步，迭代进行防雷配置过程。
[0014]常用防雷措施包括减小保护角、架设耦合地线、降低杆塔接地电阻、加强线路绝缘水平、安装并联间隙、安装线路避雷器和安装可控放电避雷针。
[0015]防雷改造的技术经济性指标是通过子目标权重系数体现的；
[0016]防雷措施的优越性是定量比较的，参数与杆塔结构特征、地形地貌条件等因素相关;
[0017]步骤(6)中，防雷措施的配置过程是通过迭代进行的。迭代过程中，可通过增加单个防雷措施的数量、两种或多种措施组合而形成新的备选防雷措施。
[0018]步骤(I)中，通过输电线路雷击风险评估系统获得逐基杆塔的绕击、反击和总雷击跳闸率，根据线路历史雷击跳闸数据和输电线路运行规范，得出雷击闪络风险等级划分指标。
[0019]本发明所达到的有益效果:
[0020]本发明提出了一种输电线路直线转角塔防雷措施配置方法，基于雷击风险评估结果，结合防雷改造目标，量化对比几种备选防雷措施对于改造目标的作用大小，从中选择作用最大的措施，然后对治理效果评估，迭代进行防雷措施的优化选择，综合优化防雷配置，降低雷击跳闸率，节省防雷工程费用，降低防雷施工难度，提高了综合防雷措施的技术经济性。
【专利附图】
【附图说明】
[0021 ] 图1、本发明的流程图；
[0022]图2、某500kV线路风险评估结果；
[0023]图3、某500kV线路走廊地形；
[0024]图4、典型形式直线转角塔示意图；
[0025]图5、本发明中由备选措施和子目标对应关系生成“目标作用”矩阵示意图。【具体实施方式】
[0026]下面，以某500kV同塔双回输电线路(以下简称线路K)为例，结合附图对本发明的实施例作进一步的描述。
[0027]参阅图1，图1是本发明基于输电线路雷击风险评估结果，进行直线转角塔防雷措施的配置，具体配置方法如下所述。
[0028](I)获取雷击风险评估结果
[0029]通过输电线路雷击风险评估系统获得逐基杆塔的绕击、反击和总雷击跳闸率，如图2 ;根据线路历史雷击跳闸数据和输电线路运行规范，得出雷击闪络风险等级划分指标，如表1。其中Pr、Pf和P表示杆塔的绕击跳闸率、反击跳闸率和总雷击跳闸率，据此指标可得出每基杆塔的雷击闪络风险等级。
[0030]表1雷击闪络风险评估等级划分指标
[0031]
【权利要求】
1.输电线路直线转角塔防雷配置方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)采用输电线路雷击风险评估系统对线路逐基杆塔进行评估，划分风险等级； (2)确立防雷改造《个子目标和各自的权重系数，得到目标权重列向量W； (3)判断杆塔雷击跳闸率是否满足运行指标，若满足则无需进一步防雷配置，否则跳至第(4)步； (4)分析地形地貌、直线转角塔结构特征、历史雷击跳闸特点、线路绝缘水平、已有防雷措施因素，从常用防雷措施中选择A个备选防雷措施； (5)根据防雷改造的实际考察目标，逐一确定每个备选防雷措施在子目标上的目标作用行向量，々个行向量组合形成得到维数为的目标作用矩阵/^'，由# = A.r计算得出备选措施的功效向量； (6)计算治理后的预期雷击跳闸率，跳至第(3)步，迭代进行防雷措施配置过程。
2.根据权利要求1所述的输电线路直线转角塔防雷配置方法，其特征在于:常用防雷措施包括减小保护角、架设耦合地线、降低杆塔接地电阻、加强线路绝缘水平、安装并联间隙、安装线路避雷器和安装可控放电避雷针。
3.根据权利要求1所述的输电线路直线转角塔防雷配置方法，其特征在于:步骤(6)中，防雷措施的配置过程通过迭代进行，迭代过程中，通过增加单个防雷措施的数量、两种或多种备选防雷措施组合而形成新的备选防雷措施。
4.根据权利要求1所述的输电线路直线转角塔防雷配置方法，其特征在于:步骤(1)中，通过输电线路雷击风险评估系统获得逐基杆`塔的绕击、反击和总雷击跳闸率，根据线路历史雷击跳闸数据和输电线路运行规范，得出雷击闪络风险等级划分指标。
【文档编号】H02G13/00GK103887756SQ201410093882
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年3月14日 优先权日:2014年3月14日
【发明者】路永玲, 马勇, 刘洋, 周志成, 高嵩, 陈杰, 陈 光, 赵淳, 苏杰, 雷梦飞 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院, 国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司