[发明专利]一种基于枚举式的电感型限流避雷针优化设计方法

摘要

本发明公开了一种基于枚举式的电感型限流避雷针优化设计方法，通过电感型限流避雷针的初步设计，建立该避雷针的经常长模型，根据电感手册中线圈电感的计算方法，得到电感值，基于匝间电容、每匝对地电容和限流避雷针每匝电感的电感型限流避雷针的高频等效电路模型，采用电磁暂态仿真分析软件，建立电感型限流避雷针的电磁暂态仿真计算程序，分析引入输电线路后对雷电流幅值及线路反击耐雷水平的影响，若对反击耐雷水平的提高效果不明显，则以枚举式方式，通过改变电感型限流避雷针的结构尺寸、材料等，单一改变电感、匝间电容或对地电容达到要求。

主权项

1.一种基于枚举式的电感型限流避雷针优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1设计一电感型限流避雷针，其具体结构为：采用一根铜导线绕在磁导率为μr的圆柱体上，所述圆柱体的材料为A，圆柱体半径为R，长度为H，铜导线半径为r，缠绕N匝，匝间距离为d，所述铜导线缠绕后外层浇筑相对介电常数为εr的材料B，导线经刚性良导体引出作为避雷针；S2采用有限元分析方法建立S1中电感型限流避雷针的静电场模型，并提取其高频下电磁暂态参数，包括各匝间分布电容Cd和各匝对地分布电容Ce；S3根据电感手册中线圈电感计算方法，得到限流避雷针中线圈的电感值，并初步估算线圈电感值的范围；所述S3中线圈电感计算方法采用如下公式：其中为μ0真空磁导率，μr为介质相对磁导率，N为线圈匝数，D为线圈直径，所述D＝2R，H为线圈长度，Kα表示系数，所述α＝H/D；S4建立关于匝间电容、每匝对地电容和限流避雷针每匝电感的电感型限流避雷针的高频电路模型；S5采用电磁暂态仿真分析软件在S4建立的高频电路模型建立电感型限流避雷针的电磁暂态仿真模型，输入雷电流通过避雷针观察分析雷电流的变化；S6采用电磁暂态仿真分析软件在S5基础上，建立输电线路、雷电流、杆塔及绝缘子的模拟雷电击中杆塔顶部的仿真分析模型，分别仿真分析避雷针模型装设在杆塔顶部及未装设电感型限流避雷针时线路的反击耐雷水平；S7如果反击耐雷水平不符合用户要求，通过改变匝间电容、每匝电感及每匝对地电容，进而改变高频电路模型，然后重复S5及S6验证防雷效果，直到符合要求。