[发明专利]一种大跨越高杆塔雷击过电压仿真模型生成方法

权利要求书

1.一种大跨越高杆塔雷击过电压仿真模型生成方法，其特征在于，包括步骤：

a)从大跨越高杆塔的典型设计图中获取大跨越高杆塔各部分结构几何尺寸；

b)将大跨越高杆塔按几何结构进行分段：最下层横担以上的杆塔部分按照各导线、地线横担间距进行分段，各层横担之间是一段，最下层横担以下的塔身均匀分成N段，其中N＝1，2，3…；

c)计算杆塔横担的波阻抗：

其中，k为各层横担编号，h_Ak为第k部分横担距地高度，r_Ak为第k部分横担的等值半径；

d)计算杆塔主干的波阻抗：

首先计算相应杆塔段的等效半径：

其中，r_Tk、r_B、D_Tk、D_B分别为杆塔对应部分尺寸，分别是杆塔主体竖直支柱半径、杆塔底部支柱半径、杆塔主体竖直支柱间的距离、杆塔底部支柱间的距离，随后计算杆塔主干的波阻抗：

其中，h_Tk为相应杆塔段的高度；

e)计算杆塔支架的波阻抗；

Z_Lk＝9Z_Tk

f)电磁波通过含有支架的多导体系统时需要更长时间，模型支架部分的长度取为对应主体部分的1.5倍；

g)上述杆塔横担的波阻抗Z_Ak、主干的波阻抗Z_Tk、支架的波阻抗Z_Lk构成大跨越高杆塔的横担、主干和支架部分的雷击仿真等效模型；

h)绝缘子串上的过电压波与伏秒特性曲线相交即判断为发生闪络，通过如下公式得到绝缘子串伏秒特性曲线：

其中，U_V-t为绝缘子串闪络电压，l为绝缘子串长，t为自雷击发生起计时的闪络时刻，上述公式形成大跨越高杆塔的绝缘闪络模型；

i)计算大跨越高杆塔在雷电冲击作用下的接地电阻值：

其中，R₀为大跨越高杆塔在工频幅值电流下的接地电阻值，ρ为土壤电阻率，E₀为土壤电离时的场强，I为雷电冲击作用下流过大跨越高杆塔接地体的冲击电流幅值，上述公式形成大跨越高杆塔雷电冲击接地电阻模型；

j)将上述大跨越高杆塔横担、主干和支架部分的多波阻抗等效模型，绝缘闪络模型和雷电冲击接地电阻模型按照大跨越高杆塔结构形式连接组合，即形成整基大跨越高杆塔的雷击仿真模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：

k)对大跨越高杆塔最下层横担以下塔身段数N取不同值时雷击塔顶的反击耐雷水平，即线路绝缘不发生闪络的最大雷电流幅值I_C进行仿真计算；

l)通过仿真计算找到一个N值，使得取N与N+1的计算结果差值在1％，此时取大跨越高杆塔最下层横担以下塔身段数取N+1时的雷击仿真模型为最终开展防雷分析用的大跨越高杆塔雷击过电压仿真模型。