下的大气压强，Θ °为标 准参考大气条件下的气体温度，Θ为山火条件下的气体温度，
[0075] θ = θ °+ Δ Θ ；
[0076] 空气密度校正因数Kd取决于空气相对密度δ，表达式为：
[0077] Kd= δ m (6)
[0078] 式中，指数m的具体取值参考国家标准；
[0079] 空气湿度校正因数Kh满足如下关系：
[0080] Kh=Kw (7)
[0081] 式中，系数K和指数W的具体取值参考国家标准；
[0082] 引入颗粒校正因数Kp，采用双曲线拟合颗粒校正因数Kp与烟浓度R的关系：
[0083]
[0084] 其中，当浓烟充满整个间隙时，烟浓度R为100%，Kp= 1/15,当火焰洁净，不存在 烟浓度时，烟浓度R为〇%，Kp= 1 ;
[0085] 山火条件下空气间隙的工频击穿电压U为：
[0086] U = KtKpU0 (9)
[0087] 式中，U°为标准大气条件下空气间隙的工频击穿电压。
[0088] (4)建立输电线路跳闸概率模型，包括：
[0089] 空气间隙击穿概率分布接近于正态分布，通常可用50 %击穿电压U5。和变异系数z 来表示，山火条件下空气间隙击穿的概率密度函数为：
[0090]
[0091] 式中，U为实际电压，均值μ等于U5。，标准差σ等于zU5。；
[0092] z取值为2 %~8 %，正常情况下区2 %，山火条件下取4 %，于是山火条件下空气间 隙击穿的概率表不为：
[0093]
[0094] (5)计算导线对地放电概率和导线对导线放电概率，包括：
[0095] 获取实际点火源位置参数、风力气象参数、可燃物参数、输电线路电压等级、导线 距地面高度和导线与导线之间的距离；
[0096] 将实际点火源位置参数、风力气象参数和可燃物参数作为山火数学模型的输入， 计算山火蔓延速度，确定火场形状和大小，基于火场形状和大小判断输电线路是否受山火 影响；
[0097] 如果输电线路受山火影响，将可燃物参数、导线距地面高度和山火蔓延速度作为 火线区域温度变化模型的输入，计算火线区域温度，查长气隙工频50%击穿电压与气隙距 离关系图，基于导线距地面高度确定导线对地50%击穿电压U&，基于导线与导线之间的 距离确定导线对导线50%击穿电压Ug0;
[0098] 将火线区域温度和导线对地50%击穿电压U1sq作为山火条件下空气间隙击穿电 压校正模型的输入，计算山火条件下导线对地空气间隙的工频击穿电压U 1，将火线区域温 度和导线对导线50%击穿电压〖】|0作为山火条件下空气间隙击穿电压校正模型的输入，计 算山火条件下导线对导线空气间隙的工频击穿电压U 2;
[0099] 将实际相地电压和山火条件下导线对地空气间隙的工频击穿电压U1作为输电线 路跳闸概率模型的输入，计算导线对地放电概率，将实际相间电压和山火条件下导线对导 线空气间隙的工频击穿电压U2作为输电线路跳闸概率模型的输入，计算导线对导线放电概 率。
[0100] 风力气象参数包括风速和风向等，可燃物参数包括可燃物特性相关的常数、燃料 流燃烧的热量及在火焰单位面积上消耗的燃料的质量等，令输电线路电压等级为U 1,则相 地电压为.U1，相间电压为V7Iuj。
[0101] 实际应用中，如果过火时间t后，山火未蔓延至输电线路的山火影响范围之内，则 可认为山火不会影响输电线路运行；如果过火时间t后，山火蔓延至输电线路的山火影响 范围之内，则可判断山火会对线路运行造成影响，此时，需要确定过火时间t后输电线路跳 闸概率。
[0102] 实施例二：
[0103] -种山火防控方法，包括以下步骤：先统计点火源范围、点火源所在范围内的风力 气象参数和可燃物参数，再利用实施例一所述的一种针对山火条件下架空输电线路跳闸概 率的估计方法确定过火时间t时的火场边界及输电线路跳闸概率，依据输电线路跳闸概率 在火场边界布置灭火装置，输电线路跳闸概率越高，灭火装置沿着火场边界布置得越密集。 通过预先对灭火装置的合理布置能够有效阻碍山火蔓延至输电线路的山火影响范围之内， 降低输电线路跳闸概率，使输电线路可靠运行。
[0104] 除上述优选实施例外，本发明还有其他的实施方式，本领域技术人员可以根据本 发明作出各种改变和变形，只要不脱离本发明的精神，均应属于本发明所附权利要求所定 义的范围。
【主权项】
1. 一种针对山火条件下架空输电线路跳闸概率的估计方法，其特征在于：所述方法包 括以下步骤： (1) 基于风力气象参数和可燃物参数建立山火数学模型，包括： 当无风时，点火源起火后形成以点火源为圆心的圆形火场，火场大小通过自山火的点 火源处沿着圆形的径向向前蔓延的距离r = V(jt确定，其中，V。为无风时山火蔓延速度，t为 过火时间，山火蔓延速度方程为：式中，L为反应强度，ξ为热通量比系数，P b、ε、Qlg均为可燃物特性相关的常数； 当有风时，点火源起火后形成以点火源为焦点的椭圆形火场，椭圆的长轴方向为山火 最大蔓延速度方向，与风矢量方向一致，定义k为椭圆的半长轴a和半短轴b的比值，即k =a/b，火场大小通过k = a/b、经验公式k = 1+λ V以及自山火的点火源处沿着椭圆的长 轴方向向前蔓延的距离山=vt确定，其中，λ为系数，参考值为0.25, V为风速，V为有风 时山火最大蔓延速度，有风时山火最大蔓延速度方程为： V = ν〇(1+Φν) (2) 式中，Φν为风速修正系数。 (2) 建立火线区域温度变化模型，包括： 利用美国Byram的公式估计火线强度I : 1 = 3.6Qwv (3) 式中，Q为燃料流燃烧的热量，w为在火焰单位面积上消耗的燃料的质量； 根据纷?韦格尔经验公式计算火线区域温度： ΔΘ = 3.9(I)i/H (4) 式中，A Θ为相对于正常空气温度的温升，H为距离地面的高度。 (3) 建立山火条件下空气间隙击穿电压校正模型，包括： 引入为大气校正因数Kt，Kt= KdKh，其中，心为空气密度校正因数，KhS空气湿度校正 因数； 基于火线区域温度计算空气相对密度I计算公式为：式中，P°S标准参考大气条件下的大气压强，P为山火条件下的大气压强，Θ °为标准参 考大气条件下的气体温度，Θ为山火条件下的气体温度； 空气密度校正因数Kd取决于空气相对密度δ，表达式为： Kd= δ " (6) 式中，指数m的具体取值参考国家标准； 空气湿度校正因数Kh满足如下关系： Kh=Kw (7) 式中，系数K和指数W的具体取值参考国家标准； 引入颗粒校正因数Kp，采用双曲线拟合颗粒校正因数Kp与烟浓度R的关系： CN 105160592 A _权利要求书_ _2/3 页其中，当浓烟充满整个间隙时，烟浓度R为100%，Kp= 1/15,当火焰洁净，不存在烟浓 度时，烟浓度R为〇%，Kp= 1 ; 山火条件下空气间隙的工频击穿电压U为： U = KtKpU0 (9) 式中，U°为标准大气条件下空气间隙的工频击穿电压。 (4) 建立输电线路跳闸概率模型，包括： 空气间隙击穿概率分布接近于正态分布，通常可用50%击穿电压U5。和变异系数z来 表示，山火条件下空气间隙击穿的概率密度函数为：式中，U为实际电压，均值μ等于U5。，标准差σ等于zU5。； z取值为2 %~8 %，正常情况下区2 %，山火条件下取4 %，于是山火条件下空气间隙击 穿的概率表示为：(5) 计算导线对地放电概率和导线对导线放电概率，包括： 获取实际点火源位置参数、风力气象参数、可燃物参数、输电线路电压等级、导线距地 面高度和导线与导线之间的距离； 将实际点火源位置参数、风力气象参数和可燃物参数作为山火数学模型的输入，计 算山火蔓延速度，确定火场形状和大小，基于火场形状和大小判断输电线路是否受山火影 响； 如果输电线路受山火影响，将可燃物参数、导线距地面高度和山火蔓延速度作为火线 区域温度变化模型的输入，计算火线区域温度，查长气隙工频50%击穿电压与气隙距离关 系图，基于导线距地面高度确定导线对地50%击穿电压:U^,基于导线与导线之间的距离 确定导线对导线50%击穿电压Ufv 将火线区域温度和导线对地50%击穿电压:Ui0作为山火条件下空气间隙击穿电压校 正模型的输入，计算山火条件下导线对地空气间隙的工频击穿电压U1，将火线区域温度和 导线对导线50%击穿电压:Uii#为山火条件下空气间隙击穿电压校正模型的输入，计算山 火条件下导线对导线空气间隙的工频击穿电压U2; 将实际相地电压和山火条件下导线对地空气间隙的工频击穿电压U1作为输电线路跳 闸概率模型的输入，计算导线对地放电概率，将实际相间电压和山火条件下导线对导线空 气间隙的工频击穿电压U2作为输电线路跳闸概率模型的输入，计算导线对导线放电概率。2. -种山火防控方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：先统计点火源范围、点火 源所在范围内的风力气象参数和可燃物参数，再利用权力要求1所述的针对山火条件下架 空输电线路跳闸概率的估计方法确定过火时间t时的火场边界及输电线路跳闸概率，依据 输电线路跳闸概率在火场边界布置灭火装置，输电线路跳闸概率越高，灭火装置沿着火场 边界布置得越密集。
【专利摘要】本发明公开了一种针对山火条件下架空输电线路跳闸概率的估计方法，包括以下步骤：建立山火数学模型、建立火线区域温度变化模型、建立山火条件下空气间隙击穿电压校正模型、建立输电线路跳闸概率模型及计算导线对地放电概率和导线对导线放电概率。预测输电线路随山火条件变化的实时故障概率，能很好地为灾害条件下的决策人员提供及时的预警信息,反映实际条件下输电线路的实际故障情况。本发明开公开了一种山火防控方法，有效阻碍山火蔓延至输电线路的山火影响范围之内，使输电线路可靠运行。
【IPC分类】G06Q50/06
【公开号】CN105160592
【申请号】CN201510502863
【发明人】岳灵平, 姚建锋, 张鹏
【申请人】国网浙江省电力公司湖州供电公司, 国家电网公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年8月16日