[發明專利]無需實時采集現場信息的線路山火災害評估方法及系統

有效

• 申請號: 201710104754.5
• 申請日: 2017-02-24
• 公開（公告）號: CN106886841B
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 徐勛建;陸佳政;周特軍;李波;吳傳平
• 申請（專利權）人: 湖南省湘電試研技術有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京君泊知識產權代理有限公司11496
• 代理人: 王程遠

1.一種無需實時采集現場信息的線路山火災害評估方法，其特征在于，該方法包括：

步驟1，確定山火發生位置與輸電線路之間的植被類型S1及植被高度z_d，其中，植被類型分為針葉林、闊葉林、針闊混交林、灌木、茅草，或者上述植被的混合；

步驟2，判斷火場火行為類型，若植被為灌木、茅草則為地表火，若存在針葉林、闊葉林或針闊混交林且垂直方向可燃物連續性好則為樹冠火；

步驟3，獲取告警輸電線路的信息，包括輸電線路電壓等級U、導線的對地距離H_tl、輸電線路的分裂數N；

步驟4，獲取山火發生位置處的氣象數據，包括實時風速V_w和溫度；

步驟5，將輸電線路附近的山火按照高度劃分為火焰區、離子區和煙霧區，計算上述三個區間的高度，分別為D₁、D₂和D₃，包括以下步驟：

步驟501，根據式(1)～(2)計算山火蔓延速度R；

R0=(1100·12.45Vw+1)Vw<5.51100·e2.5Vw0.33-2.5Vw≥5.5---(1)]]>

R＝R₀·K_s·exp(0.1783·V_w·cosθ)·exp(3.533tanφ)^1.2 (2)

式中，R₀為火山初始蔓延速度；V_w為風速；K_s為山火蔓延可燃物更正系數；φ為山火蔓延區的坡度角；θ為風速與坡度的夾角；

步驟502，根據式(3)計算火線強度I；

I＝0.000049HWR (3)

式中，H為可燃物有效可燃物發熱量；W為有效可燃物載量；

步驟503，根據式(4)或(5)計算地表火或樹冠火的火焰區高度D₁；

D1=(I300)1/2---(4)]]>

D1=(35333-Ta)[I7/679(I+47Vw3)1/2]---(5)]]>

步驟504，根據式(6)計算離子區高度D₂；

D₂＝0.1D₁ (6)

步驟505，根據式(7)計算煙霧區高度D₃；

D₃＝H_tl-D₁-D₂-z_d (7)

步驟6，根據式(8)～(11)計算火焰條件下火焰區擊穿電壓U_f；

T=Ta+3.9(I)2/3zde-α(z-zd)2---(8)]]>

α=1D1(D1+zd)---(9)]]>

Uf′=∫zdD1+zdE0·TaT·dz---(10)]]>

U_f＝K_j1·U_f′ (11)

式中，T為火焰體對地高度為z處的溫度，其中，z_d≤z≤D₁+z_d；T_a為環境溫度；I為山火強度；U_f′為僅溫度作用下火焰區的擊穿電壓；K_j1為不同植被燃燒所含鹽分的比例和燃燒所產生的溫度得到的火焰區燃燒植被校正因子；E₀為標準大氣條件間隙長度為H_tl時的工頻擊穿場強；

步驟7，根據式(12)計算火焰條件下離子區擊穿電壓U_z；

Uz=11+C·E0·D2---(12)]]>

式中，U_z為火焰條件下離子區的擊穿電壓；C為離子區擊穿場強植被校正因子；

步驟8，根據式(13)計算火焰條件下煙霧區擊穿電壓U_s；

U_s＝K_j2·K_T3·E₀·D₃ (13)

其中，輻射熱溫度影響因子K_T3通過式(14)和(15)計算得到；

Ts=Ta+(Ta+3.9(I)2/3zd)(zd+D1)e-αD12/z---(14)]]>

KT3=∫zd+D1+D2HtlTaTsdzD3---(15)]]>

式中，T_s為煙霧區依靠火焰產生的輻射加熱上方空氣導致的溫度；z_s為計算點對地高度，其取值范圍為：z_d+D₁+D₂≤z_s≤H_tl；

式中，K_j2為煙霧區煙塵體積分數校正因子；K_T3為輻射熱溫度影響因子；

步驟9，計算山火條件下輸電線路跳閘概率，包括以下步驟：

步驟901，根據式(16)確定輸電線路分裂數校正因子K_j3；

Kj3=1,N=11.2,N=21.25,N=41.3,N=6---(16)]]>

步驟902，結合式(11)～(13)和(16)，根據式(17)計算火焰條件下擊穿電壓U_jc；

U_jc＝K_j3(U_f+U_z+U_s) (17)

步驟903，根據(18)計算當山火擊穿時變異系數為4％時，99％的耐受擊穿電壓；

U₉₉＝0.756U_jc (18)

步驟904，根據式(19)計算山火發生處輸電線路山火跳閘的概率P(U)；

P(U)=0U≤0.756UjcU-U99Ujc-U990.756Ujc≤U≤Ujc1U>Ujc---(19)]]>

步驟10，根據計算的輸電線路山火跳閘概率P(U)，劃分輸電線路山火跳閘危險等級：

對于500kV及以上電壓等級輸電線路，當P(U)＞70％，則嚴重危險；當30％≤P(U)≤70％，則一般危險；當P(U)＜30％，則輕度危險；

對于220kV及以下電壓等級輸電線路，當P(U)＞80％，則嚴重危險；當50％≤P(U)≤80％，則一般危險；當P(U)＜50％，則輕度危險。