[发明专利]一种输电线路的导线及架空地线空间位置的确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种输电线路的导线及架空地线的确定方法，特别涉及一种可屏蔽雷电绕击的输电线路的导线及架空地线的空间位置的确定方法。

背景技术

雷击是造成输电线路跳闸停电事故的主要原因之一，据统计，电力系统事故中雷害事故一般占50%以上。因此，输电线路的防雷设计对于电力系统的安全稳定运行有着重要的意义。目前，我国输电线路的雷电屏蔽系统设计及其性能估算，是以中华人民共和国电力行业标准《交流电气装置的过电压和绝缘配合》DL/T620-1997为依据的。《电力行业标准》的雷电绕击跳闸率计算，未考虑雷电放电过程、雷电流大小和地面倾角对屏蔽效果的影响，而是按经验和小电流试验模型而提出的综合平均法，存在不能反映线路的具体特性，无法解决屏蔽失效和绕击跳闸率过大的问题。而传统的经典电气几何模型，是建立在击距概念基础上的电气几何分析方法，它较细致的考虑了雷击线路的过程，引入了绕击率与雷电流幅值相关的观点，能够考虑线路结构和雷电参数等对绕击率的影响，但该方法是从保护角较大杆塔高度较低的线路运行经验总结而来的，未考虑雷击大地、架空地线以及导线位置的差别，不适用于常规的输电线路的架空地线的确定。

发明内容

本发明提供的一种输电线路的导线及架空地线空间位置的确定方法，为现有输电线路屏蔽雷电绕击的屏蔽效率提供一种补充分析方法。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

一种输电线路的导线及架空地线空间位置的确定方法，包括以下步骤：

第一步、当输电线路铁塔所处地面的倾角为0°时，设铁塔上第一G点和第二G点为架空地线的安装位置，设固定设置在铁塔上的输电线路分别为A导线、B导线和C导线，A导线和C导线位于铁塔两侧，B导线居中，B导线被A导线、C导线和铁塔屏蔽；

第二步、根据以下公式计算出雷电流幅值I，

U=IZ_c/2.2                                               

其中：U为绝缘子串的50%放电电压，

Z_c为导线波阻抗，Z_c =400；

第三步、根据公式：计算出屏蔽半径r的值；

第四步、根据铁塔的高度h,利用公式： 计算出雷击架空地线与雷击地面击穿强度比值随杆塔高度h变化的系数ｋ值，进而得到kr；

第五步、以A导线为圆心，以r为半径的半圆形空间就是A导线吸引雷击的空间；以C导线为圆心，以r为半径的半圆形空间就是C导线吸引雷击的空间；以铁塔上的第一架空地线第一G点为圆心，以r为半径的半圆形空间，就是第一架空地线吸引雷击的空间；以铁塔上的第二架空地线第二G点为圆心，以r为半径的半圆形空间，就是第二架空地线吸引雷击的空间；

第六步、确定导线暴露弧对应的圆心角及弧长：A导线吸引雷击的空间与相邻的第一架空地线第一G点的吸引雷击的空间的交点为，从点到A导线吸引雷击的空间与距地面距离kr的水平线的交点之间的弧为A导线暴露弧，由此得到A导线暴露弧对应的圆心角的值，也就是暴露角的值；C导线吸引雷击的空间与相邻的第二架空地线第二G点的吸引雷击的空间的交点为，从点到C导线吸引雷击的空间与距地面距离kr的水平线的交点之间的弧为C导线暴露弧，由此得到C导线暴露弧对应的圆心角的值，也就是暴露角的值；然后用下式，即可求得暴露弧长：

   

第七步、确定两架空地线吸引雷击的圆心角、及其弧长：第一架空地线第一G点吸引雷击的空间与第二架空地线第二G点吸引雷击的空间的相交点O，连接O点和第一G点，连接第一G点和点，∠OG就是第一架空地线吸引雷击的圆心角；连接O点和第二G点，连接第二G点和点，∠OG就是第二架空地线吸引雷击的圆心角，即可求出两个吸引雷击的圆心角对应的弧长，

 ， ；

第八步、用下式即可计算出每基杆塔的屏蔽效率：

当计算出的≥90%时，架空地线第一G点和第二G点安装位置合理；

当计算出的∠90%时，则要调整架空地线第一G点、第二G点或导线的安装位置，直到≥90%时为止。

以上是针对单回输电线路，双回输电线路方法相同。

本方法根据各导线及架空地线的物理位置，以暴露弧为零时对应的雷电绕击跳闸率为零为依据，计算出输电线路屏蔽效率，确定出了输电线路的架空地线的位置，提高输电线路的防雷效果。可对现有输电线路的屏蔽效率提供一种补充分析方法。

附图说明