[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

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，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；根據輸電線路及避雷器的參數，在ATP?EMTP中建立雷擊線路暫態計算模型；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；依據避雷器結構參數及材料屬性，在ANSYS中搭建避雷器有限元溫度場計算模型；將避雷器的吸收功率P_n數據存入ANSYS根目錄，利用語言程序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；進行場?路耦合的溫度場計算，求解帶長連續電流多重回擊作用下避雷器溫升。本發明得到的避雷器功率與實際工況下較為接近，彌補了試驗對避雷器雷擊耐受能力評估的局限性。

技術領域

本發明涉及避雷器溫升特性研究技術領域，具體涉及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。

背景技術

隨著輸電線路電壓等級的提高，輸送容量的增大，桿塔高度和線路走廊尺寸也隨之增加；加上線路沿途地面狀況復雜，氣候多變，使輸電線路遭受自然雷害的幾率大幅度增加。統計數據表明：80％的雷電活動存在多重回擊現象，地閃多重回擊的回擊間也可能會出現連續電流，而以往在線路雷擊風險評估中僅考慮了年平均地閃密度和首次回擊(主放電)，這可能會低估電網雷害風險，造成線路耐雷能力設計不足。目前，針對地閃長連續電流過程的防雷計算較少，而地閃回擊后出現的長連續電流過程是雷云轉移電荷的主要過程，其釋放的電荷占雷擊總電荷量的75％以上，產生的熱效應經常造成嚴重的雷擊事故。

基于上述背景，亟待提出了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。

發明內容

針對目前地閃長連續電流過程對避雷器溫升特性研究存在的不足，本發明根據帶長連續電流多重回擊的特征，而提出了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，從而可為長連續電流的防護及避雷器的優化設計提供參考。

本發明采取的技術方案為：

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，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；

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。