[发明专利]电网雷害分布确定方法

说明书

技术领域

本发明属于防雷工程技术领城，具体地说涉及一种雷害分布确定方法，特别是电网雷害分布确定方法。

背景技术

电网雷害分布是一种表示高压输电线路发生雷击闪络危险概率的统计技术，是输电线路防雷设计和制定防护措施的依据。长期以来，工程界只能依据仅有描述雷电活动规律的、且有长期记录的雷电日资料来划分雷电活动区域，如平均雷电日不超过15天的定义为少雷区，平均雷电日超过40天的定义为多雷区，平均雷电日超过90天的定义为强雷区。据申请人所知，这种简单划分雷区方法的最大不足是“雷电日”本身不能完全表征雷电活动特征，即一个雷电日无法表示具体雷电出现的频次。因而，这种简单划分雷区方法对防雷工程设计而言，其指导作用极为有限。今天，随着以雷电定位系统为代表的现代化雷电监测设备在世界范围内获得了广泛应用，使人们极为关注的区域地闪特征：如位置、雷电流幅值与极性、发生的时间等参数的获得及其应用成为可能。近来年，用表征雷电分布的地闪密度(fl/km²/a)替代雷电日是一种趋势。如中国专利文献(专利申请号200610124786.3)“雷电参数网格统计法”公开的采用网格法统计包括地闪密度的雷电参数统计方法就是一个很好的实例。申请人在研究中发现，地闪密度分布是表征地面雷电活动强弱及分布的最基础信息，是地面物体防雷设计可参照的基础；但具体到电网防雷设计而言，因其本身的结构特征以及所代表的绝缘特性，并非全部雷电能引起高压架空输电线路和变电站绝缘闪络，而只是部分被称为危险的雷电能造成电网闪络；这部分对电网有危害的雷电分布并不等同地闪密度分布；因此，就所关心的电网而言，现有地闪密度分布并没能直观反映出电网雷害分布，因而也非直接简明的电网防雷设计依据。目前，在我国超高压输电线路统计的跳闸事件中，由于雷击闪络造成的跳闸事件占了一半。尽管有些防雷装置的性能十分优良，但受其保护范围及造价限制，实难在高压输电线路的全线装设，因而工程迫切需要一种能表示出电网雷害分布的、能指导高压输电线路“有的放矢”实施防雷保护的技术。

由于电网因其分布广、输电线路绝缘等级多、雷害成因复杂，再加上用雷电定位系统获得的海量数据，以及在地理上处理各类复杂的空间专题属性数据均与电网雷害分布有关，因而必须用计算机及信息系统平台进行数据处理，才能实现电网雷害分布统计的自动化技术。到目前而止，还没有一种有效的、自动的统计技术能做到对大区域、大样本、多种绝缘电网雷害分布统计，这种状况急需改变。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的不足，提出电网雷害分布确定方法。本发明属于一种生成电网雷害分布的计算机自动统计技术，适用于大区域、大样本、多种绝缘电网雷害分布统计。

本发明的技术解决方案是，采用计算机对雷电自动监测数据进行处理，建立数据库，以地理信息系统(简称GIS)和数据库为分析平台，采用网格法统计雷电参数，其特征在于，针对地面物体的抵御雷击能力及其特征，设定物体雷害的典型判据，再依据典型判据，采用计算机统计处理雷电资料，获得相应物体的雷害分布；基本步骤如下：

(1)首先，将雷电自动监测数据按时间、位置、雷电流幅值与极性、主放电与次序放电的专题属性数据通过计算机存入数据库；采用有地理信息系统处理功能的计算机程序对数字地图上的选定区域进行等面积网格划分；由计算机对每个网格的数据资料进行统计；并且使雷电监测数据被赋于雷电专题属性和地理属性，自动划分的每个网格具有与雷电监测数据相同坐标系地理属性；采用网格法统计出的雷电参数关联网格所在地域，设定每个网格为一个雷电统计单元；将数据库中的专题数据按地理属性调入对应网络作为统计样本，统计每个网格出现雷电次数；

(2)根据电网绝缘结构，即电网电压等级、输电线路构架、地形因素，将能引起输电线绝缘子串发生闪络的危险雷电流幅值范围值作为判据，统计每个网格中雷电的电流幅值属性，剔除判据之外的数据，再将各网格的年雷电次数除以网格面积，获得电网雷害分布；

(3)将已发生的输电线路雷击闪络事件记录按发生时间、位置坐标、闪络类型、电压等级的专题属性数据存储进计算机中的雷击故障数据库，将雷击闪络事件依次按照其专题属性调入其对应电网雷害分布网格，以该网格为中心，对相连网格进行标记，获得电网历史雷害区域；

(4)将各电压等级的电网反击雷害分布、电网绕击雷害分布和电网历史雷害区域用计算机计算出相应地理分布图层，再运用地理信息系统获得电网电子雷害分布图。