[发明专利]基于雷电流幅值区间分布的架空线路雷击故障性质识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种识别架空线路雷击故障类型的方法，具体地说是一种基于雷电流幅值区间分布的架空线路雷击故障性质识别方法，属于高电压技术领域。

背景技术

架空输电线路因雷击致线路跳闸故障中，反击、绕击判断是实现针对性、差异化防雷的基础，是架空电力线路防雷改造的重要依据，因此线路雷击故障性质的正确判别对线路设计及运维工作者都尤为重要。目前对于实现线路雷击故障性质的识别主流方法有三种，一是利用线路保护安装处的波形高速采集装置收集线路雷击过电压波，借助信号处理手段对电压行波进行分析处理，寻找线路发生反击或绕击时过电压行波的时频域差异，以此形成反击绕击识别判据，类似研究有如公开发表文献“计及冲击电晕的输电线路雷电绕击和反击智能识别方法”[高电压技术,2011,37(5)]、专利“一种交流输电线路绕击与反击的识别方法” [专利号:ZL 200810058558.X]，此类方法严重依赖于波形采集装置的采样频带及信号处理手段的正确选取，且判断环节复杂，目前很难在电力线路中推广使用。第二种方法是基于线路发生反击或绕击时雷电流的分流通道不同这一原理，利用线路或杆塔上安装的罗氏线圈、磁钢棒等冲击电流传感器装置，记录雷电流分流路径，通过设定相应判据实现雷击故障性质判别，类似研究有如公开发表论文“基于磁带测量法的输电线路绕击和反击判别” [现代电力,2008,25(6)]、“基于罗氏线圈对高压输电线路雷电绕击、反击的识别” [高电气开关,2010(1)]，此类方法实现受冲击电流传感器运行稳定性的影响较大。较大的雷电流冲击会使磁钢棒出现饱和现象，其测量精度易受环境电磁场的干扰，使用罗氏线圈时，测量数据传输受通信方式影响较大，常会出现通道故障致数据无法传输。此外，冲击电流传感器的安装使用也增加了成本及安装维护费用，不宜大面积推广使用。第三种方法则是传统的根据雷击故障表象、线路及杆塔参数、监测雷电流幅值等故障信息，综合判断雷击故障类型，类似研究有如公开专利“一种输电线路绕击和反击故障性质的判别方法” [申请号:201010271114.1；公开号:101975909A]，该方法利用运行单位提供的线路资料及跳闸信息，对具体发生雷击跳闸的线路故障杆塔进行仿真还原，得出判断结论。该方法未考虑雷击线路的随机性，仅凭仿真分析得出反击或绕击结论，没有适当的容错裕度。

本发明针对现有技术的不足，提出一种基于雷电流幅值区间分布的架空线路雷击故障性质识别方法，通过线路耐雷计算划分雷电流幅值区间分布，最终线路雷击故障性质判别概率算法模型，客观地给出不同雷击故障类型的对应发生几率。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于雷电流幅值区间分布的架空线路雷击故障性质识别方法，利用雷击故障性质判别概率算法模型，实现对架空线路雷击故障性质快速、可靠的识别。

本发明的目的通过如下技术方案实现。

一种基于雷电流幅值区间分布的架空线路雷击故障性质识别方法，按以下步骤进行：

（1）线路发生故障跳闸后，对故障信息进行查询，结合雷电监测系统定位结果，确认跳闸由雷击所致；收集故障塔接地电阻、杆塔及线路结构特征参数、线路绝缘配置及地形特征参数；

（2）利用雷电监测系统获取故障杆塔附近线路走廊的雷电定位信息，包括雷击定位杆塔号及对应雷电流幅值I；

（3）依据线路防雷性能算法，综合杆塔及线路结构特征参数的统计学规律计算雷击故障线路的反击耐雷水平I₁分布区间的上下限I_1上和I_1下：

                                                   ，

其中，为绝缘击穿电压， 为半周期内工作电压平均值，k为耦合系数，为电晕修正系数，为分流系数，为杆塔接地电阻，为杆塔等效电感，为导线平均高度；

（4）根据绕击电气几何模型法原理，结合杆塔及地形参数计算绕击临界雷电流I_m分布区间的上下限I_m上 和I_m下：

     ，

    其中，为地线平均高度，为地线保护角，为地面倾角；