一种电感型限流避雷针防雷效果的理论验证方法

摘要

本发明公开了一种电感型限流避雷针防雷效果的理论验证方法，首先，采用有限元分析方法，在已知电感型限流避雷针结构参数和材料的基础上，提取电感型限流避雷针的高频电磁暂态模型——即高频电路模型；结合常规防雷分析方法在电磁暂态仿真程序中建立输电线路、杆塔、绝缘子、雷电流、电感型限流避雷针的仿真计算模型，仿真分析有无安装电感型限流避雷针时线路反击耐雷水平的变化，评估电感型限流避雷针的防雷效果。本发明提供了电感型限流避雷针切实可行的防雷效果的理论验证方法，有利于降低输电线路雷害事故提高电网运行的安全可靠性。

主权项

一种电感型限流避雷针防雷效果的理论验证方法，其特征在于，包括下述步骤：S1、设计一电感型限流避雷针，结构为一铜导线绕在一磁导率为为μ_r的圆柱体上，圆柱体半径为R，长度为H；铜导线半径为r，共计N匝，匝间距离为d；导线绕制好后外层浇筑介电常数为ε的材料B；导线经一刚性良导体引出作为避雷针；S2、采用有限元分析方法在ANSYS中建立电感型限流避雷针静电场分析模型，提取其高频下电磁暂态参数，包括电感型限流避雷针中各匝线圈间分布电容C_d和各匝线圈对地分布电容C_e；S3获取电感型线圈电感值，并初步估计其范围，所述线圈电感计算公式具体为：$L=\frac{\pi }{4}·\frac{{\mu }_0{\mu }_r{N}^2{D}^2}{H}·K_{\alpha }$其中为μ₀真空磁导率，μ_r为介质相对磁导率，N为线圈匝数，D为线圈直径，D＝2R，H为线圈长度，K_α系数是与α有关的系数值，α＝H/D；S4、由步骤S2和S3计算获取的电感型限流避雷针高频下的等效电气参数，建立由匝间分布电容C_d、每匝对地分布电容C_e和每匝电感L组成的电感型限流避雷针的高频等效电路模型；S5、采用电磁暂态仿真分析软件，基于步骤S4建立的电路模型建立电感型限流避雷针的电磁暂态仿真计算程序，仿真分析在电感型限流避雷针一端输入一标准雷电流波形时，另一端输出雷电流波形的变化，主要关注雷电流峰值和雷电流陡度的变化，以雷电流陡度和幅值降低幅度共同评价电感型限流避雷针的初步效果；S6、采用电磁暂态仿真分析软件，在步骤S5的基础上，建立输电线路、雷电流、杆塔、绝缘子的雷电仿真分析模型，分别仿真分析在杆塔顶部装设和未装设上述电感型限流避雷针时线路的反击耐雷水平，作为评估电感型限流避雷针防雷效果的最终依据。