一种基于分段地形的导线跳闸率计算及评估方法技术

一种基于分段地形的导线跳闸率计算及评估方法，包括如下步骤：1）地形数据挖掘分析；2）杆塔横向引雷范围等比划分；3）地面倾角值分段计算；4）杆塔雷击跳闸率逐相计算：5）雷害风险等级评估；6）治理方案专项制定。步骤1）建立完整的地理信息数据库，步骤2）~3）实现地面倾角精确分段计算，步骤4）~5）完成针对导线的跳闸率计算及风险等级评估，步骤6）生成线路差异化防雷评估及治理策略防雷改造。本发明专利技术的有益效果：修正输电线路防雷计算中传统地面倾角唯一值的概念，提升地面倾角值影响因素的精度，并以导线为单位计算杆塔雷击跳闸率，获取更准确的杆塔雷击跳闸率，实现雷害风险等级的准确评估，进而提高整个改造方案的经济性。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，包括如下步骤：1)地形数据挖掘分析；2)杆塔横向引雷范围等比划分；3)地面倾角值分段计算；4)杆塔雷击跳闸率逐相计算：5)雷害风险等级评估；6)治理方案专项制定。步骤1)建立完整的地理信息数据库，步骤2)~3)实现地面倾角精确分段计算，步骤4)~5)完成针对导线的跳闸率计算及风险等级评估，步骤6)生成线路差异化防雷评估及治理策略防雷改造。本专利技术的有益效果：修正输电线路防雷计算中传统地面倾角唯一值的概念，提升地面倾角值影响因素的精度，并以导线为单位计算杆塔雷击跳闸率，获取更准确的杆塔雷击跳闸率，实现雷害风险等级的准确评估，进而提高整个改造方案的经济性。【专利说明】一种基于分段地形的导线跳闹率计算及评估方法
本专利技术属于输电线路防雷评估与保护领域，具体涉及一种基于分段地形的导线跳 闸率计算及评估方法。
技术介绍
伴随着"西电东送、南北互供，全国联网"战略的实施，电力资源实现了在全国范围 内的优化配置，能源利用率大幅提升、经济效益显著提高。但因此也使得电网结构不断复 杂、电网规模不断扩大，盘山、沿山线路占比不断上升，复杂的地形地貌情况严重影响了线 路的实际防雷性能，雷击所引起的线路跳闸故障占比高居不下，如何精确性分析地形因素 对跳闸率的精确定量影响成为当前主要难题。 传统线路雷击跳闸率计算方法中，地形分为三种：平原、丘陵、山区，计算取值分 别为0°、15°、30°，整基杆塔三相导线跳闸率计算均为同一地面倾角值。从取值精度上 分析，实际地形地貌从〇°到90°均可能存在，特别随着陡度的增加，对杆塔跳闸率影响越 大，仅以笼统的3个界限值代替所有情况，准确度极低。在跳闸率计算时，各相导线采用同 一地面倾角值计算，因地面倾角的定义唯一，同一地面倾角在杆塔处的模型反应为：不是山 谷、就是山顶，计算出的结果无法反应线路实际防雷水平。因此，为使地形地貌影响因素全 面且准确的雷击跳闸率计算结果中，有必要提出一种基于分段地形的导线跳闸率计算及评 估方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述不足，利用现有高精度地 形地貌数据，弥补当前地形参数匹配度不足，矫正以同一地面倾角进行整基杆塔跳闸率计 算的方法，提供，大幅提高计算结果准确 性及评估结果可靠性。 本专利技术为解决上述技术问题所采用的技术方案是： ，包括如下步骤： 1) 地形数据挖掘分析：以高精度地形地貌数据为基础，通过对其深度挖掘分析获取坐 标(经度及纬度)、高程差、海拔、坡度等内部表征信息，建立地理信息数据库； 2) 杆塔横向引雷范围等比划分：以输电线路走向为纵向基准线，以杆塔自身参数(杆塔 高度及避雷线中距）为基础，计算获取杆塔左右两侧的横向引雷范围（杆塔左右侧地面为研 究对象，引雷宽度为横向研究范围)，并将横向引雷范围等比例分为8段、得到8个等分点与 1个中心点，通过横、纵向距离分别精确计算获取8个等分点坐标； 3) 地面倾角值分段计算：以步骤2)中8个等分点坐标为基准，通过数据库调取8个分 段点的内部表征信息，获取8个等分点与中心点的纵向高程差及横向水平距离，分别计算 出8个等分点相对中心点的地面倾角值，分别取左、右4个等分点的算术平均值作为左、右 地面倾角等效计算值，实现线路引雷范围内地形地貌高度还原； 4) 杆塔雷击跳闸率逐相计算：以左侧导线、中间导线、右侧导线等三相导线为单位，根 据步骤3)选取对应地面倾角值进行各相导线跳闸率的计算，然后将三相导线跳闸率相加即 得到杆塔雷击跳闸率； 5) 雷害风险等级评估：以输电线路所处电压等级的国网雷击跳闸率标准为基准，结合 杆塔实际地闪密度值计算获取杆塔实际跳闸率指标，衡量各基杆塔耐雷性能是否合格，实 现高风险杆塔的准确筛选； 6) 治理方案专项制定：以步骤5)筛选得到的高风险杆塔作为治理目标，以步骤4)各相 导线跳闸率计算结果为依据，以风险等级、改造资金及改造目标等多维度信息为约束条件， 制定具体到导线的最优差异化防雷评估及治理策略。 按上述方案，所述步骤4)中当杆塔为单回杆塔时，设杆塔从左往右(小号侧往大号 侦D读取的相序为：CBA，则C相导线(左侧导线）跳闸率计算取左地面倾角值，B相导线（中 间导线）跳闸率计算取左地面倾角值、右地面倾角的算术平均值，A相导线(右侧导线）跳闸 率计算取右地面倾角值。 按上述方案，所述步骤5)中输电线路所处电压等级的国网雷击跳闸率标准包括标 准地闪密度值N#及该条件下的跳闸率指标M#，杆塔实际地闪密度值N#通过雷电定位系统 获取，杆塔实际跳闸率指标Μ实满足：M实=N实/N标*M标。 本专利技术的工作原理：以"地形数据挖掘分析一杆塔横向引雷范围等比划分一地面 倾角值分段计算一杆塔雷击跳闸率逐相计算一雷害风险等级评估一治理方案专项制定"的 技术路线实现输电线路的精细化防雷改造，具体为：以高精度地形地貌数据为基础，通过深 度挖掘内部信息获取坐标、高程差、海拔、坡度等信息；同时以输电线路走向为基准线，杆塔 左右侧地面为研究对象，分8点精确计算导线侧地面倾角，实现线路引雷范围内地形地貌 高度还原；取左右两侧4点地面倾角平均值为导线侧地面倾角实际值，融入杆塔雷击跳闸 率计算中，进而实现计算结果精度的大幅提升及雷害风险等级的准确评估。 本专利技术的有益效果在于： 1、 基础数据方面，利用多等分划分实现地形地貌的分段取值，修正输电线路防雷计算 中传统地面倾角唯一值的概念，将杆塔横向引雷范围等比划分8段（左、右各4段）分别计 算左右地面倾角值，并结合相导线实际分布情况差别性选取计算值，进而大大提升防雷计 算中地面倾角值影响因素的精度； 2、 仿真计算中，取杆塔左右两侧4点地面倾角平均值为导线侧地面倾角实际值，大幅 提升各相导线跳闸率计算结果精度，带入以导线为单位的杆塔雷击跳闸率分相计算中，获 取更准确的杆塔整体雷击跳闸率，实现雷害风险等级的准确评估，为后期针对导线的差异 化防雷改造提供强有力指导； 3、 改造方案中，以相导线计算结果为基础，结合改造金额、改造目标，将改造措施配置 到导线层面，为线路改造提供可靠指导，实现投入、治理双赢效果，提高整个改造方案的经 济性。 【专利附图】【附图说明】 图1为本专利技术的原理框架示意图； 图2为本专利技术的实施流程框架示意图。 【具体实施方式】 toon] 为了更好地理解本专利技术，下面结合实施例进一步阐明本专利技术的内容，但本专利技术的 内容不仅仅局限于下面的实施例。本领域技术人员可以对本专利技术作各种改动或修改，这些 等价形式同样在本申请所列权利要求书限定范围之内。 如图1所示，本专利技术所述的基于分段地形的导线跳闸率计算及评估方法，具体实 施的步骤如下： 1) 地形数据挖掘分析(整个计算方法的基础）：尽可能选取高精度地形地貌数据为基 础，通过对其深度挖掘分析获取坐标(经度及纬度)、高程差、海拔、坡度等内部表征信息，建 立地理信息数据库； 2) 杆塔横向引雷范围等比划分：以输电线路走向为纵向基准线，以杆塔自身参数(杆塔 高度及避雷线中距）为基础，计算获取杆塔左右两侧的横向引雷范围（杆塔左右侧地面为研 究对象，引雷宽度为横向研究范围)，并将横向引雷范围等比例分为8段、得到8个等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于分段地形的导线跳闸率计算及评估方法，其特征在于，包括如下步骤：1）地形数据挖掘分析：以高精度地形地貌数据为基础，通过对其深度挖掘分析获取坐标、高程差、海拔、坡度等内部表征信息，建立地理信息数据库；2）杆塔横向引雷范围等比划分：以输电线路走向为纵向基准线，以杆塔自身参数为基础，计算获取杆塔左右两侧的横向引雷范围，并将横向引雷范围等比例分为8段、得到8个等分点与1个中心点，通过横、纵向距离分别精确计算获取8个等分点坐标；3）地面倾角值分段计算：以步骤2）中8个等分点坐标为基准，通过数据库调取8个分段点的内部表征信息，获取8个等分点与中心点的纵向高程差及横向水平距离，分别计算出8个等分点相对中心点的地面倾角值，分别取左、右4个等分点的算术平均值作为左、右地面倾角等效计算值，实现线路引雷范围内地形地貌高度还原；4）杆塔雷击跳闸率逐相计算：以左侧导线、中间导线、右侧导线等三相导线为单位，根据步骤3）选取对应地面倾角值进行各相导线跳闸率的计算，然后将三相导线跳闸率相加即得到杆塔雷击跳闸率；5）雷害风险等级评估：以输电线路所处电压等级的国网雷击跳闸率标准为基准，结合杆塔实际地闪密度值计算获取杆塔实际跳闸率指标，衡量各基杆塔耐雷性能是否合格，实现高风险杆塔的准确筛选；6）治理方案专项制定：以步骤5）筛选得到的高风险杆塔作为治理目标，以步骤4）各相导线跳闸率计算结果为依据，以风险等级、改造资金及改造目标等多维度信息为约束条件，制定具体到导线的最优差异化防雷评估及治理策略。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵淳，吴敏，谷山强，田浩，林卿，卢泽军，梁文勇，苏杰，
申请(专利权)人：国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42