一种输电线路差异化防雷方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种输电线路差异化防雷方法，包括：获取防雷目标区域的历史雷电数据；将历史雷电数据中的日期按日雷电地闪次数降序排列，得到雷电日降序表；从雷电日降序表中依序提取多个最强雷电日，获取各最强雷电日中雷电发生的连续时段，利用输电线路微气象站获取连续时段的平均风速和风向数据；当满足预设的防护启动条件时，启动防雷电绕击差异化雷电防护；防护启动条件包括：平均风速大于预设的风速阈值，且风向满足预设的风向范围。本发明专利技术提供一种输电线路差异化防雷方法及系统，能够显著降低与飑线主导风向垂直的输电线路遭雷击绕击的概率，从而有效避免风偏雷击闪络造成的输电线路雷击跳闸，提高输电线路的雷击灾害防护能力。护能力。护能力。

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路差异化防雷方法及系统


[0001]本专利技术涉及输电线防雷
，尤其涉及一种输电线路差异化防雷方法及系统。

技术介绍

[0002]受风速地形等因素影响，输电线路容易遭受雷电绕击影响，并且在风向垂直与输电线路时影响最为突出。为保障输电线路安全运行，电力部门在考虑各种运行工况的条件下设置了输电线路设计风速，在设计风速以下可保障系统安全。为适应不同地域的雷电风速特性，现行《110～750kV架空输电线路设计规程》规定，在沿海雷暴时风速较大地区及线路设计风速超过35m/s 的地区采用15m/s作为杆塔风偏设计标准风速；对于内陆最大设计风速小于 35m/s的地区一般采用10m/s作为杆塔风偏设计标准风速。
[0003]实际上，现有架空输电线路设计规程中选取的杆塔风偏设计风速是在缺乏海量准确雷电记录和高密度风速记录条件下的经验参数，并不一定能准确刻画对应的雷击风险。雷电过电压时的风偏闪络概率取决于风速与雷电的联合分布，如强雷暴时并发超设计风速的强风，将显著明显抬高雷电过电压下风偏闪络的风险。
[0004]实际生活中，强雷暴和大风具有强并发性，飑线天气下往往同时出现大量雷暴和强风。如强风天气下并发强雷暴，由风偏导致线路雷击跳闸的几率将会显著增加。根据对2005年至2013年间香港地区雷电和风速数据的分析，发现雷电和风速具有强并发性，大风时往往伴随有强雷暴，约有20％的雷电地闪发生在风速大于或等于15m/s杆塔风偏设计风速条件下，而雷电次数最多的40个最强雷暴日中，几乎所有雷电日的风速均在10m/s以上。因此，在雷暴日强风作用下，输电线路发生雷电绕击的风险显著高于预期。有必要针对性地分析识别存在较高雷电绕击风险地输电杆塔，并展开差异化地雷电防护。
[0005]根据气象领域的研究，强雷暴往往伴随飑线发生。飑线是我国夏季常见的灾害性对流天气，是由多个雷暴云团或雷暴单体侧向排列组成的强烈雷雨带，水平尺度长、宽均约几十至上百公里。飑线天气通常伴有雷暴、大风、冰雹和短时暴雨等，其中雷暴大风的出现频率最高。由于雷电是雷暴云和雷暴云团的云中、云间和云地放电造成的，雷电的移动轨迹取决于雷暴云团的移动趋势。发生雷暴时，雷暴云团的移动轨迹是在特定气候和环境条件的风向决定的。因气候和环境条件具有多年稳定的特性，雷电轨迹的统计特性具有比较强的稳定性和可重复性。
[0006]以粤港澳大湾区为例，华南地区的飑线引起的强阵风又称“石湖风”。受地理与气候条件影响，粤港澳大湾区飑线天气引起的石湖风可分为东北石湖风和西北石湖风：
[0007]春末夏初，当冷锋或低压槽南下影响华南及其沿岸地区时，如配合大气层上空有扰动由西向东经过时，将会形成西北石湖风；它将推动雷暴云团自珠江口西北部移向香港，造成西北往东南方向的雷暴轨迹。根据统计，2005 年至2014年最强的40次雷暴中，20次雷暴轨迹来自西北方，占比达50％。
[0008]当热带气旋移至我国台湾附近海域时，外围雨带影响难以覆盖广东，而热带气旋
的下沉气流一般会使华南沿岸地区云量稀少。长时间日照下，广东内陆地区下午会变得酷热，地面温度上升可能会激发雷暴产生。由于当时该区大气层中层的背景风一般为北至东北风，此时东北石湖风会推动多个雷暴云团或雷暴单体组成的飑线由东北往西南方向运动，并形成该方向的雷暴轨迹。据统计，2005年至2014年最强的40次雷暴中，15次雷电轨迹来自东北方向，占比达37.5％。
[0009]实际上，强雷暴下的雷暴云移动轨迹在其它地区也具有类似的规律性。由于强雷暴时往往伴随有强风，容易导致输电线路雷电绕击，而这种强雷暴时的强风风向决定的强雷暴移动轨迹又具有明确的统计特性，当强雷暴时强风的风向与输电线路垂直或有较大的相交角度时，容易诱发输电线路雷电绕击。

技术实现思路

[0010]针对现有技术的不足，本专利技术提供一种输电线路差异化防雷方法及系统，解决现有技术中当强雷暴时强风的风向与输电线路垂直或有较大的相交角度时，容易诱发输电线路雷电绕击的问题。
[0011]为实现上述目的，本专利技术提供以下的技术方案：
[0012]一种输电线路差异化防雷方法，基于输电线路上配置的微型气象站实现，包括如下步骤：
[0013]获取防雷目标区域的历史雷电数据；
[0014]将所述历史雷电数据中的日期按日雷电地闪次数降序排列，得到雷电日降序表；
[0015]从所述雷电日降序表中依序提取多个最强雷电日，获取各所述最强雷电日中雷电发生的连续时段，利用所述输电线路微气象站获取所述连续时段的平均风速和风向数据；
[0016]当至少一个最强雷电日的平均风速和风向数据满足预设的防护启动条件时，启动防雷电绕击差异化雷电防护；
[0017]所述防护启动条件包括：平均风速大于预设的风速阈值，且风向满足预设的风向范围。
[0018]可选的，所述最强雷电日为所述雷电日降序表中前5％的雷电日。
[0019]可选的，所述步骤获取所述最强雷电日中雷电发生的连续时段，包括：
[0020]获取最强雷电日中80％的雷电发生所处的连续时段。
[0021]可选的，所述风速阈值为10m/s。
[0022]可选的，所述风向范围为：风向与输电线之间的夹角大于45
°
。
[0023]可选的，所述防护启动条件还包括，平均风速大于预设的风速阈值，且风向满足预设的风向范围的日数超过所述最强雷电日数量的50％。
[0024]可选的，启动防雷电绕击差异化雷电防护，包括：
[0025]对所述防雷目标区域的输电线路进行防雷电绕击差异化雷电防护，同时对所处区域的微地形条件与所述防雷目标区域相同的输电线路进行防雷电绕击差异化雷电防护。
[0026]本专利技术还提供了一种输电线路差异化防雷系统，用于实现如上所述的输电线路差异化防雷方法，包括：
[0027]雷电定位系统，对应将雷电数据以定位对应记录，还用于定位防雷目标区域；
[0028]数据获取模块，用于获取防雷目标区域的历史雷电数据，以及获取输电线路上配
置的微型气象站中的数据；
[0029]数据处理模块，用于将所述历史雷电数据中的日期按日雷电地闪次数降序排列，得到雷电日降序表；从所述雷电日降序表中依序提取多个最强雷电日，获取各所述最强雷电日中雷电发生的连续时段；还用于通过所述数据获取模块获取所述输电线路微气象站获取所述连续时段的平均风速和风向数据，判断最强雷电日的平均风速和风向数据是否满足预设的防护启动条件；
[0030]执行模块，用于当满足所述防护启动条件时，启动防雷电绕击差异化雷电防护。
[0031]可选的，所述风速阈值为10m/s；所述风向范围为：风向与输电线之间的夹角大于45
°
。
[0032]可选的，所述防护启动条件还包括，平均风速大于预设的风速阈值，且风向满足预设的风向范围的日数超过所述最强雷电日数量的50％。
[0033]与现有技术相比，本专利技术具有以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输电线路差异化防雷方法，基于输电线路上配置的微型气象站实现，其特征在于，包括如下步骤：获取防雷目标区域的历史雷电数据；将所述历史雷电数据中的日期按日雷电地闪次数降序排列，得到雷电日降序表；从所述雷电日降序表中依序提取多个最强雷电日，获取各所述最强雷电日中雷电发生的连续时段，利用所述输电线路微气象站获取所述连续时段的平均风速和风向数据；当满足预设的防护启动条件时，启动防雷电绕击差异化雷电防护；所述防护启动条件包括：平均风速大于预设的风速阈值，且风向满足预设的风向范围。2.根据权利要求1所述的输电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述最强雷电日为所述雷电日降序表中前5％的雷电日。3.根据权利要求1所述的输电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述步骤获取所述最强雷电日中雷电发生的连续时段，包括：获取最强雷电日中80％的雷电发生所处的连续时段。4.根据权利要求1所述的输电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述风速阈值为10m/s。5.根据权利要求1所述的输电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述风向范围为：风向与输电线之间的夹角大于45
°
。6.根据权利要求1所述的输电线路差异化防雷方法，其特征在于，所述防护启动条件还包括，平均风速大于预设的风速阈值，且风向满足预设的风向范围的日数超过所述最强雷电日数量的50％。7.根据权利要求1所述的输电线路差异化防雷方法，其特征在于，启动...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘贯科，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司东莞供电局，
类型：发明
国别省市：