微地形下输电线路绕击闪络率计算方法

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1、微地形下输电线路绕击闪络率计算方法摘要：决定绕击性能的因素包括地线高度变化、导线以及地形三个方面，为此本文在地线与地面的相对位置、输电线路微地形及导线的获取基础上，对输电线路绕击闪络率的计算进行了研究。关键词：绕击；地面倾角；微地形；输电线路Abstract:determinantsofshieldingfactorsincludegroundheightchanges,wireandtopographyofthethreeaspects,thispaperonthegroundandtheground,therelativepositionofmicro

2、topographyandwiretransmissionlinebasedontheacquisition,transmissionlineshieldingfailureflashoverratecalculationisstudied.Keywords:shielding;elevation;microtopography;transmissionline[中图分类号]TM85[文献标识码]A[文章编号]6对于经过爬坡、山谷、山峰等复杂地形的输电线路走廊而言，运用传统的方法对输电线路绕击性能进行计算和评估的效果并不良好。为此，在微地形下，对输电线路的

3、绕击性能的评估方法进行研究显得尤为重要。在这一问题上，可以通过借助输电线路杆塔经纬度坐标，获取输电线路走廊的海拔高度，后通过任意复杂地形下导线、地面与地线相对位置的求解来实现对输电线路绕击性能的有效评估具有非常重要的研究意义，而这就要通过输电线路绕击闪络率的计算来实现。一、微地形的输电线路（一）输电线路海拔的高度绕击现象的存在指示着线路受避雷线防护的作用并不是绝对的，而对于影响输电线路绕击性能因素的研究，主要包括了与线路方向垂直的地面倾角、避雷线高度、导线高度等三个方面。当求得某点的经纬度坐标时，才能对该点的海拔高度进行求解。对于杆塔而言，其之间的档距距离

4、比较的小，为此经纬度的计算可将地球坐标系投影的变换情况忽略，且并不会对该点海拔高度的精准计算造成大的影响。针对任意分段海拔高度代表点，其经纬度的计算公式如下：Ei=E(k)-dsinN(k)N(k+1)Ni=N(k)-dcos(4)Ei=E(k)+dcosN(k)N(k+1)Nplg=Ni+gcos上列公式当中，i段右侧辅助点的经为Eirg，而i段右侧辅助点的纬度为Nirg；式(4)中各分段点的经度坐标为Ei，各分段点的纬度坐标为Ni6。借助分段点与辅助点的距离和高差，求得地面倾角的计算公式，如下：θ=arctan(Ph/Pd)(6)二、输电线路绕击闪络率

5、的计算（一）确定任意点导线以及地线高度在悬挂方式以及复杂地形的基础上，输电线路档距中地线上任意点、导线与地面距离的计算如下图所示。图2导/地线任意点高度计算示意图依据上图，导线上任意点P与地面的距离Hpc为HTk+Hc−fpc−lp×tanα−Hp′。其中Tk塔的海拔高度为HTk；Tk塔导线悬挂点与地面的距离为Hc；P点导线弧垂为fpc；Tk塔与P点的水平距离为lp；P点的地面投影点P′的海拔高度为Hp′；Tk塔与Tk-1塔挂线点之间的高差角用a表示，当Tk塔高度高于Tk-1杆塔的高度时，α为正；而当Tk塔高度低于Tk-

6、1杆塔的高度时，α则为负。同理，依据上述的计算方式，通过悬链线方程与状态方程，借助P点的导线弧垂以及避雷线弧垂的地线与导线特性，对避雷线上任意点P与地面的高度距离进行计算。（二）绕击闪络率的计算图3为电气几何模型，其模型的形成对击距系数和地面倾角进行了考虑。在图4中，避雷线距地面的高度为Hps；导线距地面的高度为Hpc6；a与θ分别为保护角和地面倾角；雷电对导线的击距与雷电对避雷线的击距分别为rs和rc；而雷电对地面的击距为rg。导线被落在弧BC上的雷击中，其暴露距离Dpc对应的投影，暴露距离在θ1=θ2时为0，绕击现象停止，而这时的绕击雷电流就非常的巨大

7、，且最大击距形成。图3考虑地面倾角和击距系数后的电气几何模型本文对击距及击距系数的计算所应用的公式如下：Rc=10I0.65(9)0.36+0.17In(43-Hpc),Hpc<40Kg=(10)0.55,Hpc40在上列公式中，雷电流为I，雷电对导线的击距为rc，击距系数用kg表示，其范围为0-1。对于任意分段的绕击闪络率的计算，可借助杆塔的几何尺寸相关联的暴露距离法，结合绕击特性进行绕击闪络率的计算。其每段线路单侧绕击闪络率的表达如下：（11）上列公式中，雷电流幅值概率密度用P′(I)表示；绕击闪络的最小雷电流为Ic，通过下列公式进行计算：（12）6上

8、式中，导线波阻抗与雷电通道波阻抗分别为Zc和Z0,绝缘子50%击穿