[发明专利]一种雷击杆塔接地体电位的计算方法

摘要

本发明公开一种雷击杆塔接地体电位的计算方法，涉及电气工程技术领域，用于提高雷击杆塔接地体电位的仿真精度。该计算方法包括：在CDEGS平台建立杆塔接地体模型，对杆塔接地体模型进行雷击仿真，获取杆塔接地体模型在频域中的雷击响应数据；对雷击响应数据进行有理函数拟合，获得杆塔接地体模型的频率响应函数；根据CDEGS平台中频域与EMTP平台中时域的转化关系，在EMTP平台建立频率响应函数的时域等值电路模型；在EMTP平台建立雷击杆塔模型，并将所述时域等值电路模型作为雷击杆塔模型的杆塔接地体模块，计算获得雷击杆塔模型的雷击杆塔接地体电位。本发明提供的雷击杆塔接地体电位的计算方法用于杆塔雷击防护。

主权项

1.一种雷击杆塔接地体电位的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤10，在电流电磁接地土壤结构分析CDEGS平台建立杆塔接地体模型，对所述杆塔接地体模型进行雷击仿真，获取所述杆塔接地体模型在频域中的雷击响应数据；

步骤20，对所述雷击响应数据进行有理函数拟合，获得所述杆塔接地体模型的频率响应函数；

步骤30，根据CDEGS平台中频域与电磁暂态仿真EMTP平台中时域的转化关系，在EMTP平台建立所述频率响应函数的时域等值电路模型；

步骤40，在所述EMTP平台建立雷击杆塔模型，并将所述时域等值电路模型作为所述雷击杆塔模型的杆塔接地体模块，计算获得所述雷击杆塔模型的雷击杆塔接地体电位。

2.根据权利要求1所述的雷击杆塔接地体电位的计算方法，其特征在于，步骤10和步骤20之间，还包括步骤15，判断所述雷击响应数据的精度是否满足目标精度；

如果满足，则执行步骤20；

如果不满足，则返回步骤10，重新对所述杆塔接地体模型进行雷击仿真，并获取所述杆塔接地体模型在频域中的雷击响应数据。

3.根据权利要求1或2所述的雷击杆塔接地体电位的计算方法，其特征在于，步骤20中，所述雷击响应数据的有理函数拟合采用矢量匹配法进行。

4.根据权利要求3所述的雷击杆塔接地体电位的计算方法，其特征在于，采用改进矢量匹配法拟合后，获得的所述杆塔接地体模型的频率响应函数f(s)为：

其中，s为频率变量，N为有理函数分式的总个数，n为有理函数分式的序号数，a_n为第n个有理函数分式的极点，c_n为第n个有理函数分式的零点，d为常数项，h为拟合系数。

5.根据权利要求4所述的雷击杆塔接地体电位的计算方法，其特征在于，

所述频率响应函数f(s)中包括K对共轭复数极点和N‑2K个实数极点时，所述频率响应函数f(s)的变形函数F(s)为：

其中，f_1n(s)为第一子函数，f_2n(s)为第二子函数，f₃(s)为第三子函数；

K对共轭复数极点包括：K对共轭复数极点的留数包括：其中，n＝1，2…K；p_rn、c_rn分别为共轭复数极点的实部，p_rn＞0；p_in、c_in分别为共轭复数极点的虚部，j为虚数单位；

N‑2K个实数极点包括：N‑2K个实数极点的留数包括：其中，n＝2K+1，2K+2…N。

6.根据权利要求5所述的雷击杆塔接地体电位的计算方法，其特征在于，步骤30中，在EMTP平台建立所述频率响应函数的时域等值电路模型，包括：

根据所述第一子函数f_1n(s)建立第一时域等值电路子模型，根据所述第二子函数f_2n(s)建立第二时域等值电路子模型，根据所述第三子函数f₃(s)建立第三时域等值电路子模型；

将K个所述第一时域等值电路子模型，N‑2K个所述第二时域等值电路子模型以及一个所述第三时域等值电路子模型依序串联，在EMTP平台建立所述频率响应函数的时域等值电路模型。