[發明專利]一種帶長連續電流多重回擊作用下避雷器溫升的計算方法

有效

• 申請號: 202011203964.8
• 申請日: 2020-11-02
• 公開（公告）號: CN112380808B
• 公開（公告）日: 2022-06-21
• 發明（設計）人: 黎鵬;肖盼;屈瑩瑩;吳田;普子恒;方春華
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G06F30/398
• 分類號: G06F30/398
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 吳思高

1.一種帶長連續電流多重回擊作用下避雷器溫升的計算方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟一：根據帶長連續電流多重回擊的特征參數，確定雷電流仿真波形；

所述步驟一中，特征參數包括回擊的峰值I₁、波頭時間t₁、波尾時間t₂、波形陡度x、修正系數k、回擊的作用時間T_r；長連續電流的幅值I₂、以及持續時間t_cc；回擊階段用Heidler模型模擬，長連續電流階段采用平角波模擬，具體函數如下式：

步驟二：在ATP-EMTP中根據輸電線路、桿塔及避雷器的參數，建立相應的等效電路元件，并搭建輸電線路暫態電路模型；

步驟三：利用ATP-EMTP進行雷擊暫態仿真，依次計算各回擊及其長連續電流作用下避雷器的吸收功率P_n；

步驟四：在ANSYS中根據避雷器結構參數及材料屬性，建立避雷器幾何模型，并設置各材料的熱性能參數；

步驟五：將避雷器的吸收功率P_n數據存入ANSYS根目錄，利用參數化語言程序APDL命令流按回擊次序進行調用，分段加載作為輸入熱源P_therm，實現ATP-EMTP與ANSYS的數據交換；

步驟六：在ANSYS中設置避雷器外表面對流換熱系數及邊界條件，將熱源功率P_therm作為載荷施加在電阻片上，進行溫度場計算，獲得帶長連續電流多重回擊作用下避雷器的溫升W。

2.根據權利要求1所述一種帶長連續電流多重回擊作用下避雷器溫升的計算方法，其特征在于：所述步驟二中，輸電線路參數包括導線以及地線型號、空間位置；桿塔參數包括桿塔型號、呼高、波阻抗和接地電阻；避雷器參數包括避雷器型號、伏安特性。

3.根據權利要求1所述一種帶長連續電流多重回擊作用下避雷器溫升的計算方法，其特征在于：所述步驟三中，避雷器的吸收功率P_n，計算公式如下所示：

P_n＝U_n×I_n，(n＝1、2、……N)

式中，U_n、I_n分別為第n次回擊及其長連續電流作用下避雷器的放電電壓和電流，N為最大回擊次數。

4.根據權利要求1所述一種帶長連續電流多重回擊作用下避雷器溫升的計算方法，其特征在于：所述步驟四中，需要獲得避雷器結構參數的部位包括：氧化鋅電阻片、套管、環氧管、硅橡膠傘裙及法蘭；材料屬性包括導熱率、密度、比熱容。

5.根據權利要求1所述一種帶長連續電流多重回擊作用下避雷器溫升的計算方法，其特征在于：所述步驟四中，由于避雷器為幾何對稱結構，因此采用二維軸對稱模型進行分析。

6.根據權利要求1所述一種帶長連續電流多重回擊作用下避雷器溫升的計算方法，其特征在于：所述步驟五中，輸入熱源P_therm計算公式如下所示：

式中，(P_n,t_n)表示為各回擊的功率與時間數值。