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一种适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法
【专利摘要】本发明公开了一种适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法，该方法以电路理论为基础，明确了接地体在雷电流冲击作用下各个基本参数的计算公式，并在现有公式基础上，结合土壤火花放电理论，将非线性火花放电采用电路参数动态变化的计算模型体现出来，本发明中提出计算思路和方法，可以得出每一小段接地导体在火花放电过程中，该段电流和该段对地电阻（电导）之间的非线性关系，从而实现接地电阻随支路电流的瞬时变化，将电感效应，火花效应及雷电流的时变特征同时考虑进去；同时该计算过程简单直观，工作量小，参数可以灵活改变，为正确研究杆塔接地体冲击特性提供了快捷手段。
【专利说明】一种适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法，属于电力【技术领域】。
【背景技术】
[0002]由于雷电流的高频率和高陡度，使得接地体的电感在冲击特性中有着重要作用，阻止电流向接地体远方流动，使得冲击接地系数大于1，即雷电流的电感效应；雷电流的幅值很高，进而增大了土壤中的电场强度，当该电场强度大于土壤的耐受能力时便会发生非线性击穿，相当于增大了接地体的有效尺寸，此时冲击接地电阻小于工频接地电阻，这一特点称为雷电流的火花效应；当雷电流注入接地体时，就以波的形式沿接地体的各个分支迅速传播，传播过程中各个点的电压和电流波会随传播时间的不同而不同，即雷电流的时变特性。国内外对接地体雷电冲击特性的计算并没有同时考虑电感效应和火花效应，同时考虑电感效应和火花效应可以反映接地体冲击接地电阻的时变特性。
[0003]目前关于雷电冲击特性的理论体系主要有四项:有限元方法，传输线理论，电磁场理论和电路理论。利用有限元方法求解数理方程，可解决工程实际问题，但在冲击特性数值计算中有限元法近似地认为接地体周围土壤的火花放电是均匀的，但实际上火花效应的强弱是随冲击电流的瞬时大小而变化的。按照传输线理论和电磁场理论建立的模型可以考虑冲击特性的暂态过程，但两种理论都没有考虑接地体在冲击电流下所呈现的火花效应；而电路理论可以通过建立路的模型计算接地体的暂态特性，但需要正确的理论公式推导，并要将非线性火花放电考虑进去。

【发明内容】

[0004]针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种同时考虑电感效应和非线性火花效应的适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法，计算过程简单直观，工作量小，参数可以灵活改变，为正确研究杆塔接地体冲击特性提供了快捷手段。
[0005]为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现:
[0006]本发明的方法具体包括以下几个步骤:
[0007](I)将接地体在冲击电流作用下的火花放电区域，细分为若干段不同大小的圆柱形；按照非均匀有损传输线理论，建立接地体基本电路模型，其中，R0i> Li, Ci和Gi分别为每段接地体自身电阻、电感、对地电容及对地电导；
[0008]单位长度接地体对地电导的计算
【权利要求】
1.一种适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法，其特征在于，具体包括以下几个步骤: (1)将接地体在冲击电流作用下的火花放电区域，细分为若干段不同大小的圆柱形；按照非均匀有损传输线理论，建立接地体基本电路模型，其中，Rc^LiXi和Gi分别为每段接地体自身电阻、电感、对地电容及对地电导； 单位长度接地体对地电导的计算
2.根据权利要求1所述的适用于输电线路杆塔接地体雷电冲击特性的计算方法，其特征在于， 步骤(1)中，接地体基本参数计算公式如下: (Ia)每段接地体自身电阻的计算
【文档编号】G01R31/12GK103901328SQ201410117010
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】路永玲, 陶风波, 刘洋, 周志成 申请人:国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏省电力公司电力科学研究院