[发明专利]一种考虑残压及非线性电阻的避雷器防护效果的分析方法

摘要

一种考虑残压及非线性电阻的避雷器防护效果的分析方法，包括以下步骤：S1包括S1-1雷电直击塔顶模型和S1-2、雷电绕击导线模型的构建；S2分析求解模型参数a、b数值；S3耐雷水平计算。利用本发明的避雷器数值模型，能够简化地对于输电线路加装避雷器后的情况进行分析，精确计算输电线路加装避雷器后其线路耐雷性能，同时亦可方便编写防雷分析软件。本发明的模型能够对于不同接地电阻、不同档距、不同安装相数的安装避雷器的输电线路进行分析，减少了工程量。

主权项

1.一种考虑残压及非线性电阻的避雷器防护效果的分析方法，包括以下步骤：S1  模型构建S1-1 雷电直击塔顶模型当雷电直击塔顶且线路避雷器动作后的杆塔等值电路为：塔顶经并联的三条支路接地，第一支路经杆塔，等效为电感Lgt串联电阻Rch，第二支路经两侧相邻档避雷线，等效为电感Lb，第三支路流经与导线连接的避雷器，等效为3条并联的线路避雷器与导线电感Ld； 设三条导线水平等高排列，为总雷电流，、、分别为流经杆塔入地的电流、避雷器动作后向杆塔两侧相邻档导线分流的电流、杆塔两侧相邻档避雷线的电流分流；、、分别为杆塔等效电感,单位为μH、线路避雷器保护相导线杆塔两侧相邻档的电感并联值、杆塔两侧相邻档避雷线的电感并联值；为、并联值；为杆塔冲击接地电阻，单位为Ω；M为线路避雷器；设雷电流具有斜角波头，，为雷电流的平均陡度（kV/μs），，为雷电流的波头长度，取，、的幅值分别为、（kA）线路避雷器动作后的残压为（kV），α为非线性系数，则计算公式如下所示：（1）（2）（3）（4）（5）整理（4）得（6）设（7）则（8）整理（5）得（9）或（10）由（8）、（9）得（11）式中，为雷直击塔顶时杆塔分流系数；为雷直击塔顶时线路避雷器对雷电流的分流系数，n为输电线路并联分支数，其中n=1/x，x为安装避雷器的个数；S1-2、雷电绕击导线模型 当雷电流绕击在导线上时，线路避雷器动作后的等值电路为：一部分雷电流沿导线流经向安装避雷器一方，一部分流向未安装避雷器一方至接地；设：绕击的雷电流分为与两部分；、分别为绕击点至线路避雷器段导线的电感、绕击点另一侧导线的电感；、、的电流幅值分别为、、，计算公式如下所示；（12）（13）（14）（15）（16）（17）（18）整理（16）得（19）整理（17）得（20）整理（18）得（21）设则（22）再令整理（21）、（22）得（23）（24）其中，为雷电流绕击导线时杆塔分流系数；为雷电流绕击导线时避雷器分流系数；m为输电线路并联分支数，其中m=1/x，x为安装避雷器的个数；S2  分析求解模型参数a、b数值1）由公式(8)可得：（25）2）由公式（22）得：（26）（27）S3  耐雷水平计算计算如下：1）雷电流直击塔顶当线路3相均安装避雷器时，三相绝缘子均受到避雷器的钳位作用保护，所以有：（28）2）雷电流直击塔顶当线路仅1或2相避雷器时，线路耐雷水平等于未安装避雷器支路的耐雷水平；因此取未安装避雷器支路绝缘子串两端电压，其数值等于塔顶处电压，有：（29）3）雷电流绕击导线若雷电绕击未安装避雷器支路，则耐雷水平计算公式与三相均未安装相同；如果雷电流绕击安装避雷器支路，考虑到经避雷器流入杆塔的雷电流较小，不足以使非绕击支路的绝缘子串闪络，所以耐雷水平幅值等于绕击导线的绝缘子串耐雷水平；（30）。