[发明专利]一种110kV输电线路绕击跳闸率的评估方法

权利要求书

1.一种110kV输电线路绕击跳闸率的评估方法，其特征在于，首先建立了一个评估系统，该系统包括冲击电压发生器(11)、数据测量分析控制模块(17)、无线电流传感器(7)、同轴电缆引线(24)、第一基杆塔(21)、第二基杆塔(22)、第三基杆塔(23)、避雷线(81)、A相线路(91)、B相线路(92)、C相线路(93)；

所述冲击电压发生器(11)的输出端通过同轴电缆引线(24)连接至第一基杆塔(21)的C相线路(93)，无线电流传感器(7)套接在同轴电缆引线(24)上；

所述避雷线(81)将第一基杆塔(21)、第二基杆塔(22)、第三基杆塔(23)连接起来；

所述第一基杆塔(21)包括杆塔主体一(101)、A相绝缘子串一(131)、B相绝缘子串一(132)、C相绝缘子串一(133)、接地引下线一(161)、接地装置一(61)以及沙池(5)；A相绝缘子串一(131)两端分别连接杆塔主体一(101)与A相线路(91)，B相绝缘子串一(132)两端分别连接杆塔主体一(101)与B相线路(92)，C相绝缘子串一(133)两端分别连接杆塔主体一(101)与C相线路(93)；杆塔主体一(101)底部通过接地引下线一(161)连接到接地装置一(61)上，接地装置一(61)埋设在沙池(5)中，并且沙池(5)中装有平原土质土壤(18)；

所述第二基杆塔(22)包括杆塔主体二(102)、A相绝缘子串二(141)、B相绝缘子串二(142)、C相绝缘子串二(143)、接地引下线二(162)、接地装置二(62)；A相绝缘子串二(141)两端分别连接杆塔主体二(102)与A相线路(91)，B相绝缘子串二(142)两端分别连接杆塔主体二(102)与B相线路(92)，C相绝缘子串二(143)两端分别连接杆塔主体二(102)与C相线路(93)；杆塔主体二(102)底部通过接地引下线二(162)连接到接地装置二(62)上，接地装置二(62)埋设在土壤中；

所述第三基杆塔(23)包括杆塔主体三(103)、A相绝缘子串三(151)、B相绝缘子串三(152)、C相绝缘子串三(153)、接地引下线三(163)、接地装置三(63)；A相绝缘子串三(151)两端分别连接杆塔主体三(103)与A相线路(91)，B相绝缘子串三(152)两端分别连接杆塔主体三(103)与B相线路(92)，C相绝缘子串三(153)两端分别连接杆塔主体三(103)与C相线路(93)；杆塔主体三(103)底部通过接地引下线三(163)连接到接地装置三(63)上，接地装置三(63)埋设在土壤中；

所述数据测量分析控制模块(17)包含高压差分探头一(41)、高压差分探头二(42)、高压差分探头三(43)、数据采集器(3)、无线接收模块(2)、上位机(1)、信号控制器(12)；其中高压差分探头一(41)、高压差分探头二(42)、高压差分探头三(43)分别接在A相绝缘子串一(131)、B相绝缘子串一(132)、C相绝缘子串一(133)的两端，并通过数据采集器(3)连接到上位机(1)上；无线接收模块(2)将无线电流传感器(7)采集的电流传输至上位机(1)；上位机(1)通过控制信号控制器(12)改变冲击电压发生器(11)的输出电压；

该方法的步骤包括：

S1：模拟雷电绕击输电线路，并进行耐雷水平测试；

S2：改变C相导线半径r从2.25mm开始，每间隔Δθ取一个导线半径，并重复进行第一步，测得不同导线半径下的绕击耐雷水平；

S3：由下式计算不同导线半径下，绕击耐雷水平理论值I：

式中Z₀为雷电通道波阻抗，h_b为边相导线高度，r为导线半径，l_j为绝缘子串长度，μ₀为真空中的磁导率，ε₀为真空的介电常数，η为积分变量，m为误差系数；

S4：采用粒子群优化算法对耐雷水平理论计算公式进行优化建模，计算出使耐雷水平实测值与理论值误差最小的m值；

S5：将步骤S4优化后的绕击耐雷水平理论计算公式(4)代入下式(2)中，可以得出优化后的绕击跳闸率理论公式：

式中，R为直击跳闸率，M为年落雷日数，I_r为绕击耐雷水平，H_b为避雷线与杆塔连接处的离地高度，h_arc为避雷线弧垂，L_xj为绝缘子串闪络距离，θ为避雷线对边相导线的保护角，h为杆塔高度，U₁为线路额定电压。