[发明专利]一种双串防湿雪复合绝缘子的防雷击特性分析方法

说明书

本发明涉及一种双串防湿雪复合绝缘子的防雷击特性分析方法，其技术特点是：建立双串防湿雪复合绝缘子先导发展模型，确定双串防湿雪复合绝缘子不同悬挂方式下k和Esubgt;0/subgt;的值、雷击放电的等值电路、不同波形的雷电波，模拟得到雷电波形：确定闪络判定标准，判定是否发生闪络，得到输电线路杆塔模型；通过MATLAB多次迭代计算，计算出双II型、V型和倒V型的防冰雪复合绝缘子的雷击闪络判据。本发明设计合理，其，本发明主要对绝缘子放电的空气间隙进行了分析，简化了计算的模型，同时保证了计算的精度，得出了防冰雪绝缘子的防雷击特性，仿真时间显著减小。

技术领域

本发明属于架空输电线路技术领域，尤其是一种双串防湿雪复合绝缘子的防雷击特性分析方法。

背景技术

输电线路防雷保护的根本目的就是尽可能地减少线路雷击事故发生的次数并降低雷击事故引起的损失。从各国运行经验来看，由于输电线路传输距离长，所经之处大多为旷野、丘陵或高山，长期暴露在自然界之中，故极易受到外界的影响和损害，雷击已成为威胁输电线路安全运行的主要因素，严重影响输电线路的运行安全。根据我国高压输电线路事故的统计，雷击引起的跳闸事故占输电线路跳闸事故总数的40％～70％。特别是在一些雷电活动频繁、地形复杂、雷电强度高的地区，雷击架空输电线路引起的事故率会更高。

为了提高输电线路的耐雷性能，研究者开展了大量雷击架空输电线路的研究，例如输电线路的反击、绕击、雷电防护等。在架空输电线路防雷研究中，线路的反击耐雷水平是衡量输电线路耐雷性能的基本参数之一。绝缘子雷电冲击闪络特性是计算线路雷电过电压和雷电跳闸率的基础。根据绝缘间隙的过电压，可用闪络判据来确定绝缘是否为闪络，闪络判据的准确性对输电线路过电压计算和雷击跳闸率计算的准确性有很大影响。在输电线路的实际运行中，采用绝缘子串作为输电线路过电压的绝缘支撑，绝缘子串的雷击闪络特性直接决定了输电线路在雷电作用下的防雷性能。

近年针对电网部分冰雪闪络地区的输电线路进行了防冰(雪)改造，采用具有加大伞裙的复合防湿雪绝缘子，并且保持悬垂串为双串设计，以改善线路防湿雪闪络、防风偏、掉串能力。但双串设计如II型、V型和倒V型等悬挂方式对现有外绝缘性能的影响尚无综合考虑，特别是与防湿雪复合绝缘子串在实际运行过程中密切相关的防雷击性能，尚未开展系统的研究工作。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计合理、准确可靠并能够为输电线路改造提供依据的双串防湿雪复合绝缘子的防雷击特性分析方法。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种双串防湿雪复合绝缘子的防雷击特性分析方法，包括以下步骤：

步骤1、建立双串防湿雪复合绝缘子先导发展模型，确定双串防湿雪复合绝缘子不同悬挂方式下k和E₀的值、雷击放电的等值电路、不同波形的雷电波，模拟得到雷电波形：

步骤2、确定闪络判定标准，判定是否发生闪络，得到输电线路杆塔模型；

步骤3、通过MATLAB多次迭代计算，计算出双II型、V型和倒V型的防冰雪复合绝缘子的雷击闪络判据。

所述双串防湿雪复合绝缘子先导发展模型为：

式中：u(t)表示施加在绝缘子上的瞬时电压，v(t)为先导发展速度，k为先导发展系数，E₀为先导发展最低平均场强，l为先导长度，E_l为先导通道最低场强，d为间隙长度，δ为相对空气密度。

所述步骤1通过枚举法和迭代法确定不同悬挂方式下对应的k和E₀值。

所述雷击放电的等值电路考虑如下两种输电线路雷电过电压：一种是雷击线路附近大地，通过空间电磁感应作用在导线上产生的感应雷过电压；另一种是雷电直接击中杆塔、避雷线或导线产生的直击雷过电压。