(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111512736.3 (22)申请日 2021.12.1 1 (71)申请人 国网湖南省电力有限公司 地址 410004 湖南省长 沙市天心区新韶东 路398号 申请人 国网湖南省电力有限公司防灾减灾 中心　 国家电网有限公司 (72)发明人 胡建平　方针　谢鹏康　胥望　 王博闻　 (74)专利代理 机构 北京润平知识产权代理有限 公司 11283 代理人 李国 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01)G06F 111/08(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 119/02(2020.01) G06F 119/06(2020.01) (54)发明名称 用于取消地线输电线路的防雷绝缘子运行 寿命评估方法 (57)摘要 本发明提供一种用于取消地线输电线路的 防雷绝缘子运行寿命评估方法， 包括： 获取待取 消地线输电线路雷电分布参数、 杆塔结构、 导线 参数、 环境气象参数和防雷绝缘子技术参数； 计 算线路每年雷电直击杆塔时防雷绝缘子所消耗 的能量； 计算线路每年雷电直击导线时防雷绝缘 子所消耗的能量； 计算线路每年遭受感应雷击时 防雷绝缘子所消耗的雷电能量； 计算防雷绝缘子 平均每年所消耗的雷电冲击放电总能量； 对整支 防雷绝缘子开展连续的雷电流冲击试验， 得到防 雷绝缘子 所拥有的雷电冲击放电总能量； 计算防 雷绝缘子预期自然运行寿命N。 本发明可 以对应 用于取消地线输电线路的防雷绝缘子运行寿命 进行计算和评估， 为防雷绝缘子更换提供准确判 据。 权利要求书4页 说明书14页 附图2页 CN 114091288 A 2022.02.25 CN 114091288 A 1.一种用于取消地线输电线路的防雷绝 缘子运行寿命评估方法， 其特 征在于， 包括： 获取待取消地线输电线路的雷电分布参数、 杆塔结构、 导线参数、 环境气象参数以及防 雷绝缘子技术参数； 计算所述待取消地线输电线路单位时间内雷电直击杆塔时防雷绝缘子所消耗的能量 W1； 计算所述待取消地线输电线路单位时间内雷电直击导线时防雷绝缘子所消耗的能量 W2； 计算所述待取消地线输电线路单位时间内遭受感应雷击时防雷绝缘子所消耗的雷电 能量W3； 根据公式(1)计算取消地线防雷绝缘子单位时间平均所消耗的雷电冲击放电总能量 对整支防雷绝缘子开展连续的雷电流冲击试验， 以得到防雷绝缘子所拥 有的雷电冲击 放电总能量 W总； 根据公式(2)计算防雷绝 缘子预期自然运行寿命N： 2.根据权利要求1所述的评估方法， 其特 征在于， 所述雷电分布参数包括： 输电线路所在地的雷电流幅值概率分布、 地 闪密度、 年平均雷 暴日； 所述杆塔结构包括： 输电线路杆塔结构尺寸图； 导线参数包括： 线路额定电压、 线路档距和导线间距、 导线型号、 波阻抗； 所述环境气象参数包括： 环境温度、 环境 风速； 以及 所述防雷绝缘子技术参数包括： 防雷绝缘子U ‑I曲线， 标称放电电流I标称， 直流1mA参考 电压U0和泄漏电流 I0。 3.根据权利要求1所述的评估方法， 其特征在于， 所述计算所述待取消地线输电线路单 位时间内雷电直击杆塔时防雷绝 缘子所消耗的能量 W1， 包括： 根据公式(3)计算取消地线输电线路在雷击杆塔时的耐雷 水平Im： 其中， U50％为防雷绝缘子50％雷电冲击放电电压， hd为导线悬挂平均高度， Lgt为杆塔电 感， Rch为杆塔冲击 接地电阻； 根据公式(4)基于取消地线输电线路雷电流幅值概率分布曲线计算雷电流超过耐雷水 平Im时的概率P： 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114091288 A 2其中， i为雷电流， δ 为与雷电流 地闪密度有关的常数， γ为雷电流分布系数； 根据公式(5)计算取消地线输电线路单位时间线路2km范围内雷击杆塔的次数N1： 其中， Ng为地闪密度， ht为杆塔高度， b为杆塔结构宽度； 根据公式(6)计算单位时间雷电直击杆塔防雷绝 缘子所消耗的能量 W1： 其中， T为直击杆塔 的雷电流持续时间， i(t)为直击雷电流波形， 采用2.6/50μs双指数 函数， u(t)根据防雷绝 缘子氧化锌电阻片伏安特性曲线得到： i(t)＝k(e‑α t‑e‑β t)    (7) u(t)＝ciλ(t)         (8) 公式(7)、 (8)中， k为波形校正系数， α、 β 分别为波前衰减系数、 波尾衰减系数， c为常数， λ为氧化锌电阻片非线性系数。 4.根据权利要求1所述的评估方法， 其特征在于， 所述计算所述待取消地线输电线路单 位时间内雷电直击导线时防雷绝 缘子所消耗的能量 W2， 包括： 根据公式(9)计算取消地线输电线路雷击导线时耐雷 水平In： 其中， U50％为防雷绝 缘子50％雷电冲击放电 电压， Z为 导线波阻抗； 根据公式(4)基于雷电流幅值概率分布曲线计算雷电流超过耐雷水平In时的概率P(I>In)： 其中， I为雷电流， δ 为与雷电流 地闪密度有关的常数， γ为雷电流分布系数； 根据公式(10)计算取消地线输电线路单位时间线路2km范围内雷击导线的次数N2： 其中， Ng为地闪密度， ht为杆塔高度， b为杆塔结构宽度； 根据公式(1 1)计算单位时间雷电直击导线防雷绝 缘子所消耗的能量 W2： 其中， T为直击导线的雷电流持续时间， i(t)采用与雷电直击杆塔时相同的2.6/50 μs双 指数雷电流波形， u(t)根据公式(8)伏安特性曲线得到： i(t)＝k(e‑α t‑e‑β t)             (7) u(t)＝ciλ(t)        (8) 公式(7)、 (8)中， k为波形校正系数， α、 β 分别为波前衰减系数、 波尾衰减系数， c为常数， λ为氧化锌电阻片非线性系数。 5.根据权利要求1所述的评估方法， 其特征在于， 所述计算所述待取消地线输电线路单 位时间内遭受感应雷击时防雷绝 缘子所消耗的雷电能量 W3， 包括：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114091288 A 3