[发明专利]一种10kV配网复合横担防雷仿真方法

说明书

本发明涉及配网防雷仿真技术领域，具体涉及一种10kV配网复合横担防雷仿真方法。在ATP‑EMTP软件中建立雷电流模型、感应雷过电压模型、线路和杆塔模型、复合横担闪络模型、配电变压器模型、10kV电源模型、配电线路避雷器模型；将各模型连接并调整雷电流模型中雷电流幅值的大小，计算得到三相相应感应雷电压的大小，观察对应复合横担闪络模型是否发生闪络，若是没有发生闪络，则增大雷电流模型中雷电流的幅值，直到复合横担闪络模型刚好发生闪络，记录对应的雷电流幅值的大小，则该雷电流的幅值为对应复合横担的耐雷水平阈值。

技术领域

本发明涉及配网防雷仿真技术领域，具体涉及一种10kV配网复合横担防雷仿真方法。

背景技术

配电网作为一种直接向电力用户分配电能的网络配置，其运行效率直接影响到电网运行的整体经济效益，因而其安全性及可靠性越来越受到重视。配电网由于线路绝缘水平普遍较低，配电网不仅受到直击雷威胁，也受到感应雷威胁，而且感应雷导致的10kV线路跳闸占线路雷击跳闸的70％以上。雷电感应过电压是导致配电网跳闸及架空绝缘线路断线的主要因素，为满足不同区域供电可靠性的需求，采用复合绝缘横担提高架空绝缘线路绝缘水平是解决配电网雷击跳闸以及绝缘导线雷击断线的有效措施。

目前配网横担多由铁质材料制成，其机械性能好且抗疲劳性能优异，横担开孔后并不影响本身的强度，同时存在价格低等优势。但是由于10kV传统铁横担上所采用绝缘子的50％雷电冲击放电电压较低，导致铁横担防雷水平低，雷击跳闸率高。且在绝缘线路中，易导致雷击断线。此外，大量的配电网输电线路钢制横担梁耗费大量钢材，消耗较多的矿石能源，生产过程也将伴随环境污染问题。借鉴于复合绝缘子的成功运行经验，电网企业逐渐将目光转向于复合横担，充分利用复合材料的高强度、低重量、耐腐蚀、绝缘性能优良等优势，配网用复合横担具有绝缘性能好、强度高、质量轻的特点，将复合横担应用于配网杆塔有利于提高配网的防雷性能。因此复合横担具有很好的应用前景。

目前针对复合绝缘横担防雷性能的研究较少，大部分研究主要涉及普通配网线路防雷和复合绝缘横担本体性能。为了研究配网复合绝缘横担的防雷性能，计算其在配网线路的耐雷水平，本发明基于ATP-EMTP仿真软件提供了一种10kV配网复合横担防雷仿真方法，可为扩大配网复合横担应用范围提供技术支持。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种10kV配网复合横担防雷仿真方法，具体技术方案如下：

一种10kV配网复合横担防雷仿真方法，包括以下步骤：

S1：在ATP-EMTP软件中建立雷电流模型、感应雷过电压模型、线路和杆塔模型、复合横担闪络模型、配电变压器模型、10kV电源模型、配电线路避雷器模型；

S2：将10kV电源模型、线路和杆塔模型、配电变压器模型、配电线路避雷器模型依次连接；将复合横担闪络模型、雷电流模型、感应雷过电压模型与线路和杆塔模型连接；

S3：调整雷电流模型中雷电流幅值的大小，计算得到三相相应感应雷电压的大小，观察对应复合横担闪络模型是否发生闪络，若是没有发生闪络，则增大雷电流模型中雷电流的幅值，直到复合横担闪络模型刚好发生闪络，记录对应的感应雷电流的幅值，则该感应雷电流的幅值为对应复合横担的耐雷水平阈值。

优选地，所述步骤S3还包括以下步骤：

S31：设定初始雷电流的幅值I₀，计算得到对应相别的感应雷电压U_X0，X＝A,B,C；

S32：仿真对应相的复合横担的耐雷水平阈值时，若是在雷电流I₀下对应相别的复合横担闪络模型没有发生闪络，则调整雷电流时每次增大ΔI，直至增加至雷电流I'时复合横担闪络模型发生闪络，记下此时的雷电流幅值I'和对应计算得到的对应相的感应雷电压U_X'；