[發明專利]避雷針法蘭設計方法及終端設備

在審

• 申請號: 201711445094.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108228992A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 王中亮;康偉;任志剛;王穎;林榕;申永鵬;郝軍魁;容春艷;高立坡;李軍闊;郭佳
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力公司經濟技術研究院;國家電網公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 官建紅

本發明涉及避雷針技術領域，提供了避雷針法蘭設計方法及終端設備。該方法包括：獲取倒塌避雷針的相關信息以分析避雷針倒塌的原因，根據倒塌避雷針的相關信息，運用AR自回歸技術，基于Davenport譜模擬脈動風荷載，同時考慮水平及豎向相關性，得到各種結構類型避雷針的風荷載時程樣本，再根據各種結構類型避雷針的風荷載時程樣本，分析避雷針法蘭的受力性能，并根據分析結果對避雷針法蘭進行優化。上述避雷針法蘭設計方法及終端設備，能夠對避雷針法蘭進行優化分析，提升避雷針的抗風性能，保證避雷針的安全運行。

技術領域

本發明屬于避雷針技術領域，尤其涉及避雷針法蘭設計方法及終端設備。

背景技術

避雷針屬于高聳結構，自振周期大，在風荷載的作用下動力響應相當顯著，絕大多數情況下僅受風荷載作用，因此，避雷針受風荷載的影響極大。

變電站內的避雷針大都采用單鋼管結構，為節約占地，絕大部分都架立在各電壓等級構架柱上，特別是配電裝置由AIS到HGIS再到GIS的過程中，避雷針的高度根據電氣防雷計算要求，變得越來越高。以220kV變電站(采用GIS配電裝置)中220kV出線構架為例，構架高度由以前的15m優化至當前典設的14m，避雷針高度則從35m升高至46m，甚至50m，A字柱上單鋼管避雷針長達32m，甚至36m，絕大多數情況下還兼掛地線，而此時的避雷針仍按常規進行設計，與下部較細的A字柱相比，存在著明顯的“頭重腳輕”的現象。

考慮到當前發生的避雷針墜落事故亦多為架立在構架A字柱上的避雷針，構架上部單鋼管避雷針是否受到下部A字柱的影響，是否受到導線、地線的影響，在風荷載作用下，避雷針在風荷載作用下的動力效應是否有被進一步的放大，值得進一步深入研究。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了避雷針法蘭設計方法及終端設備，以解決現有技術中避雷針法蘭的結構未根據環境因素進行設計的問題。

本發明實施例的第一方面提供了一種避雷法蘭針設計方法，包括：

獲取倒塌避雷針的相關信息，分析避雷針倒塌的原因；所述相關信息包括避雷針的設計信息、材料信息、加工信息和安裝信息；

根據倒塌避雷針的相關信息，運用AR自回歸技術，基于Davenport譜模擬脈動風荷載，同時考慮水平及豎向相關性，得到各種結構類型避雷針的風荷載時程樣本；

根據各種結構類型避雷針的風荷載時程樣本，分析避雷針法蘭的受力性能，并根據分析結果對避雷針法蘭進行優化。

可選的，避雷針的結構類型包括：

架立在構架A字柱上的單鋼管避雷針、獨立的落地單鋼管變截面避雷針、獨立的落地等邊三角形鋼管與角鋼格構式結合式的避雷針。

可選的，所述根據各種結構類型避雷針的風荷載時程樣本，分析避雷針法蘭的受力性能，包括：

對避雷針法蘭進行ANSYS有限元實體建模，分析A字柱頂與上部單鋼管避雷針連接法蘭在脈動風荷載作用下，避雷針連接法蘭的應力及變形。

可選的，所述分析A字柱頂與上部單鋼管避雷針連接法蘭在脈動風荷載作用下，避雷針連接法蘭的應力及變形，包括：

分析A字柱頂與上部單鋼管避雷針連接法蘭在脈動風荷載作用下，避雷針連接法蘭的法蘭螺栓、法蘭板和加勁板的應力及變形。

可選的，所述分析A字柱頂與上部單鋼管避雷針連接法蘭在脈動風荷載作用下，避雷針連接法蘭的應力及變形，還包括：

分析A字柱頂與上部單鋼管避雷針連接法蘭在脈動風荷載作用下，除所述法蘭螺栓、法蘭板和加勁板之外的避雷針連接法蘭的其他組件的應力及變形。

可選的，所述避雷針法蘭為剛性法蘭，剛性法蘭的軸心受拉作用時：