[发明专利]多重雷下的断路器绝缘受损风险评估方法及其装置

权利要求书

1.一种多重雷下的断路器绝缘受损风险评估方法，其特征在于，包括：

采集站内设备数据；其中，所述站内设备数据包括线路、杆塔、绝缘子串、变电站内主设备电气平面图及设备的相关参数；

根据所述站内设备数据在电磁暂态程序中建立线路-变电站雷电侵入波仿真模型；

在所述仿真模型中采用多重雷对每一杆塔进行反击和绕击的模拟，分别获取每一杆塔的反击临界雷电流I_fn和绕击临界雷电流I_rn；

计算每一所述杆塔的落雷次数N_n1和每一绕击导线次数N_n2；

根据每一所述杆塔的反击临界雷电流I_fn和每一所述落雷次数N_n1，结合预先获得的雷电流幅值概率分布式，计算每一反击侵入波下的断路器绝缘受损率η_fn；

根据每一所述绕击临界雷电流I_rn和每一所述绕击导线次数N_n2，结合预先获得的雷电流幅值概率分布式，计算每一绕击侵入波下的断路器绝缘受损率η_rn；

根据每一所述反击侵入波下的断路器绝缘受损率η_fn和每一所述绕击侵入波下的断路器绝缘受损率η_rn，得到多重雷击下的站内断路器绝缘受损率η_s；

根据所述断路器绝缘受损率η_s，确定所述断路器在多重雷电侵入波下的雷电风险水平。

2.如权利要求1所述的多重雷下的断路器绝缘受损风险评估方法，其特征在于，所述根据所述站内设备数据在电磁暂态程序中建立线路-变电站雷电侵入波仿真模型，具体包括：

在电磁暂态程序中采用JMarti频率相关模型建立线路模型，采用多波阻抗模型建立杆塔模型，采用先导发展模型建立绝缘子串模型，采用非线性电阻模型建立杆塔接地电阻模型，采用波阻抗模型建立站内连接线，以及用电容等值模拟断路器、隔离开关、电流互感器等设备；

结合上述模型和设备，建立线路-变电站雷电侵入波仿真模型。

3.如权利要求1所述的多重雷下的断路器绝缘受损风险评估方法，其特征在于，所述在所述仿真模型中采用多重雷对每一杆塔进行反击和绕击的模拟，分别获取每一杆塔的反击临界雷电流I_fn和绕击临界雷电流I_rn，具体包括：

在电磁暂态程序中采用2次连续脉冲雷电流模拟多重雷；

采用多重雷模拟每一杆塔的反击塔顶实验，实时计算断路器上的反击雷电过电压；

当断路器上的反击雷电过电压达到其额定雷电冲击耐受水平U_L时，获取每一所述杆塔的反击临界雷电流I_fn；

采用多重雷模拟每一杆塔的导线的绕击实验，获取每一所述绕击临界雷电流I_rn。

4.如权利要求1所述的多重雷下的断路器绝缘受损风险评估方法，其特征在于，所述根据所述站内设备数据在电磁暂态程序中建立线路-变电站雷电侵入波仿真模型，还具体包括：

在建立所述仿真模型时，考虑工频电压和感应雷电压的影响，其中，所述感应雷电压通过以下公式计算：

其中，u为感应雷电压大小，i为雷电流，h_c为导线平均高度，h_g为地线平均高度，k为导地线耦合系数。

5.如权利要求1-4任一项所述的多重雷下的断路器绝缘受损风险评估方法，其特征在于，所述预先获得的雷电流幅值概率分布式通过以下步骤获取：

结合雷电定位系统统计变电站区域预设时间的实际地闪情况，并拟合得到雷电流幅值概率分布如下式所示：

其中，I为线路耐雷水平，a₀和b₀为拟合参数。