一种高海拔长空气间隙雷击闪络的判别方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及输电线路防雷领域，特别设及一种高海拔长空气间隙雷击闪络的判别 方法。
【背景技术】
[0002] 雷击跳闽是造成输电线路故障的主要原因，雷电过电压的精确计算和雷击跳闽的 正确评估对于提高输电线路的耐雷性能，保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。输 电线路绝缘子和塔头空气间隙的雷电冲击闪络特性是计算线路雷电过电压和线路雷击跳 闽率的基础，因此，选取精确的闪络判据对于准确计算输电线路过电压、正确评估雷击跳闽 率，保证电力系统的安全稳定运行具有重要意义。
[0003] 目前，国内外在计算线路耐雷水平时采用的绝缘子或空气间隙的闪络判据包括 Uw/法、伏秒特性法、积分法和先导发展法等。其中先导法基于先导发展的过程，通过先导长 度来判断是否闪络，较其他方法适用性更广，能更准确的判断绝缘是否闪络，但目前使用的 先导法模型绝大部分为低海拔地区获得，而海拔高度直接影响了绝缘子和空气间隙的闪络 特性，适用于高海拔地区的先导模型需要进行更深入的研究。
【发明内容】
[0004] 为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种高海拔长空气间隙雷击闪 络的判别方法。
[0005] 本发明采用如下技术方案：
[0006] 一种高海拔长空气间隙雷击闪络的判别方法，包括如下步骤：
[0007] S1根据化zk的空气密度校正方法，得到连续先导起始电压公式，并根据实际工况 计算得到连续先导起始电压值；
[000引 S2比较施加在长空气间隙上的电压值与求得的连续先导起始电压值的大小，W及 施加在长空气间隙上的电压在间隙中产生的平均场强与先导发展最低平均场强修正值的 大小，判断先导是否起始；
[0009] S3先导起始后，利用先导发展速度公式对时间的积分求得先导发展的长度，并求 得剩余空气间隙的长度，所述剩余空气间隙的长度为长空气间隙的长度与先导发展的长度 的差值；
[0010] S4比较剩余空气间隙长度与末跃长度的大小，判断是否闪络，当剩余空气间隙长 度小于末跃长度时，则认为间隙击穿，即绝缘子闪络。
[0011] 所述先导发展的速度及长度公式具体为：
【主权项】
1. 一种高海拔长空气间隙雷击闪络的判别方法，其特征在于，包括如下步骤： S1根据Rizk的空气密度校正方法，得到连续先导起始电压公式，并根据实际工况计算 得到连续先导起始电压值； S2比较施加在长空气间隙上的电压值与求得的连续先导起始电压值的大小，以及施加 在长空气间隙上的电压在间隙中产生的平均场强与先导发展最低平均场强修正值的大小， 判断先导是否起始； S3先导起始后，利用先导发展速度公式对时间的积分求得先导发展的长度，并求得剩 余空气间隙的长度，所述剩余空气间隙的长度为长空气间隙的长度与先导发展的长度的差 值； S4比较剩余空气间隙长度与末跃长度的大小，判断是否闪络，当剩余空气间隙长度小 于末跃长度时，则认为间隙击穿，即绝缘子闪络。
2. 根据权利要求1所述的一种高海拔长空气间隙雷击闪络的判别方法，其特征在于， 所述先导发展的速度及长度公式具体为：
式中，民表示先导通道平均场强，假设施加在高海拔地区长空气间隙两端的雷电冲击 电压为u(t)，S表示空气相对密度，^为先导发展的最低平均场强，1表示先导发展的长 度，t表不时间，k和EQ是系数； 所述k和^按照如下步骤获得： S3. 1在高海拔试验基地做正极性的雷电冲击试验，获得绝缘子伏秒特性的原始数据， 并用IEC推荐的伏秒特性描述函数形式进行拟合，通过拟合优度计算公式判断得到最优的 拟合试验曲线； S3. 2根据拍摄的雷击闪络照片及先导在某时刻的瞬时发展速度和长度公式估算出k和E。的区间； S3. 3由先导发展速度计算的公式可知，每一组固定的k和^计算一条伏秒特性曲线， 基于k和^对伏秒特性曲线的影响，结合枚举法，在S3. 2所述的范围内调整k和E^的数 值，使得计算曲线接近于试验曲线； S3. 4利用拟合优度评价计算曲线与试验曲线的接近程度，拟合优度值最大时的k和^ 即为所求的先导发展速度公式的系数。
3. 根据权利要求1所述的判别方法，其特征在于，所述S2中施加在长空气间隙上的电 压在间隙中产生的平均场强等于施加的在高海拔地区长空气间隙两端的雷电冲击电压值 u(t)与长空气间隙长度(18的比值；所述先导发展的最低平均场强修正值为空气相对密度 S与先导发展最低平均场强^的乘积。
4. 根据权利要求2所述的判别方法，其特征在于，所述拟合优度计算公式为：
其中，R2为拟合优度，yi为原始数据，A为拟合数据；3；表示原始数据的平均值，n表示 总试验次数。
5. 根据权利要求2所述的判别方法，其特征在于，所述先导在某时刻的瞬时发展速度 和长度公式为：
式中：^的计算式为：
其中，卩.，v;,t//;.分别表不第i个时刻和该时刻的先导发展速度及该时刻的先导长 度，1表不先导的长度。
6. 根据权利要求1所述的判别方法，其特征在于，所述S4中末跃长度为长空气间隙长 度的三分之一。
7. 根据权利要求1所述的判别方法，其特征在于，所述S2中先导起始必须同时满足如 下两个条件： (1) 施加在长空气间隙上的电压值大于求得的连续先导起始电压值； (2) 施加在长空气间隙上的电压在间隙中产生的平均场强大于先导发展最低平均场强 的修正值。
8. 根据权利要求1所述的判别方法，其特征在于，所述连续先导起始电压Uk计算公式 为：
式中：Ea为平均流注场强，￡"表示临界场强，(18表示间隙长度，S表示空气相对密度，
，％表示先导空间电离的线密度，e^表示真空中的介电常数。
9. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所求的k和E^值适用于高海拔I串和V 串绝缘子的正极性雷电冲击闪络。
【专利摘要】本发明公开了一种高海拔长空气间隙雷击闪络的判别方法。此方法包括以下步骤：S1参考Rizk的空气密度校正方法，求得连续先导起始电压值；S2根据先导起始电压与施加电压的大小，及施加电压与间隙长度的比值和先导发展最低平均场强修正值的大小，判断先导是否起始；S3先导起始后，利用先导发展速度公式对时间的积分求得先导发展的长度；S4比较间隙长度与末跃长度的大小，判断是否闪络。此方法可以充分计及海拔高度对长空气间隙雷击闪络特性的影响，使高海拔地区绝缘子和空气间隙雷击耐雷水平的计算和雷击跳闸率的评估更加精确可靠。
【IPC分类】G01R31-12
【公开号】CN104569749
【申请号】CN201410753045
【发明人】韩永霞, 何秋萍, 唐力, 赵宇明, 姚森敬
【申请人】华南理工大学, 深圳供电局有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月10日