一種適用於輸電線路杆塔接地體雷電衝擊特性的計算方法

2023-07-17 00:59:06 1

一種適用於輸電線路杆塔接地體雷電衝擊特性的計算方法
【專利摘要】本發明公開了一種適用於輸電線路杆塔接地體雷電衝擊特性的計算方法，該方法以電路理論為基礎，明確了接地體在雷電流衝擊作用下各個基本參數的計算公式，並在現有公式基礎上，結合土壤火花放電理論，將非線性火花放電採用電路參數動態變化的計算模型體現出來，本發明中提出計算思路和方法，可以得出每一小段接地導體在火花放電過程中，該段電流和該段對地電阻（電導）之間的非線性關係，從而實現接地電阻隨支路電流的瞬時變化，將電感效應，火花效應及雷電流的時變特徵同時考慮進去；同時該計算過程簡單直觀，工作量小，參數可以靈活改變，為正確研究杆塔接地體衝擊特性提供了快捷手段。
【專利說明】一種適用於輸電線路杆塔接地體雷電衝擊特性的計算方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種適用於輸電線路杆塔接地體雷電衝擊特性的計算方法，屬於電力【技術領域】。
【背景技術】
[0002]由於雷電流的高頻率和高陡度，使得接地體的電感在衝擊特性中有著重要作用，阻止電流向接地體遠方流動，使得衝擊接地係數大於1，即雷電流的電感效應；雷電流的幅值很高，進而增大了土壤中的電場強度，當該電場強度大於土壤的耐受能力時便會發生非線性擊穿，相當於增大了接地體的有效尺寸，此時衝擊接地電阻小於工頻接地電阻，這一特點稱為雷電流的火花效應；當雷電流注入接地體時，就以波的形式沿接地體的各個分支迅速傳播，傳播過程中各個點的電壓和電流波會隨傳播時間的不同而不同，即雷電流的時變特性。國內外對接地體雷電衝擊特性的計算並沒有同時考慮電感效應和火花效應，同時考慮電感效應和火花效應可以反映接地體衝擊接地電阻的時變特性。
[0003]目前關於雷電衝擊特性的理論體系主要有四項:有限元方法，傳輸線理論，電磁場理論和電路理論。利用有限元方法求解數理方程，可解決工程實際問題，但在衝擊特性數值計算中有限元法近似地認為接地體周圍土壤的火花放電是均勻的，但實際上火花效應的強弱是隨衝擊電流的瞬時大小而變化的。按照傳輸線理論和電磁場理論建立的模型可以考慮衝擊特性的暫態過程，但兩種理論都沒有考慮接地體在衝擊電流下所呈現的火花效應；而電路理論可以通過建立路的模型計算接地體的暫態特性，但需要正確的理論公式推導，並要將非線性火花放電考慮進去。

【發明內容】

[0004]針對現有技術存在的不足，本發明目的是提供一種同時考慮電感效應和非線性火花效應的適用於輸電線路杆塔接地體雷電衝擊特性的計算方法，計算過程簡單直觀，工作量小，參數可以靈活改變，為正確研究杆塔接地體衝擊特性提供了快捷手段。
[0005]為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現:
[0006]本發明的方法具體包括以下幾個步驟:
[0007](I)將接地體在衝擊電流作用下的火花放電區域，細分為若干段不同大小的圓柱形；按照非均勻有損傳輸線理論，建立接地體基本電路模型，其中，R0i> Li, Ci和Gi分別為每段接地體自身電阻、電感、對地電容及對地電導；
[0008]單位長度接地體對地電導的計算
【權利要求】
1.一種適用於輸電線路杆塔接地體雷電衝擊特性的計算方法，其特徵在於，具體包括以下幾個步驟: (1)將接地體在衝擊電流作用下的火花放電區域，細分為若干段不同大小的圓柱形；按照非均勻有損傳輸線理論，建立接地體基本電路模型，其中，Rc^LiXi和Gi分別為每段接地體自身電阻、電感、對地電容及對地電導； 單位長度接地體對地電導的計算
2.根據權利要求1所述的適用於輸電線路杆塔接地體雷電衝擊特性的計算方法，其特徵在於， 步驟(1)中，接地體基本參數計算公式如下: (Ia)每段接地體自身電阻的計算
【文檔編號】G01R31/12GK103901328SQ201410117010
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年3月26日 優先權日:2014年3月26日
【發明者】路永玲, 陶風波, 劉洋, 周志成 申請人:國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學研究院