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申请/专利权人：国网湖南省电力有限公司;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

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。

主权项：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： 其中，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；根据以下公式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： 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，it为直击雷电流波形，采用2.650μs双指数函数，ut根据防雷绝缘子氧化锌电阻片伏安特性曲线得到：it＝ke-αt-e-βt7ut＝ciλt8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；其中，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；根据以下公式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PIIn： 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11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，it采用与雷电直击杆塔时相同的2.650μs双指数雷电流波形，ut根据公式8伏安特性曲线得到：it＝ke-αt-e-βt7ut＝ciλt8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；其中，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：根据公式12计算雷击取消地线输电线路附近地面时，导致绝缘闪络的感应雷耐雷水平Ig： 其中，U50％为防雷绝缘子50％雷电冲击放电电压，S为雷击点与输电线路的最近距离，k1为感应过电压系数，hc为导线平均对地高度；根据以下公式基于雷电流幅值概率分布曲线计算雷电流超过感应耐雷水平Ig时的概率PIIg： 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13采用积分法计算感应过电压有效作用次数N3： 其中，Ng为地闪密度，l为线路长度，s为雷击点与输电线路的距离，s1为线路一侧引雷宽度，s2为线路一侧考虑感应过电压的临界宽度；根据公式14计算单位时间输电线路遭受感应雷时防雷绝缘子所消耗的能量W3： 其中，T为感应雷电流持续时间，it采用8.020μs双指数雷电流波形，ut根据公式8伏安特性曲线得到：it＝ke-αt-e-βt7ut＝ciλt8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；其中，所述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，包括：步骤S61：搭建整支防雷绝缘子冲击电流试验平台，所述整支防雷绝缘子冲击电流试验平台包括冲击电流发生器和调波电感，所述冲击电流发生器用于产生820μs或2.650μs雷电流波形，所述冲击电流发生器的输出侧经所述调波电感与防雷绝缘子防雷段相连，所述整支防雷绝缘子冲击电流试验平台还包括残压测量分压器，用于测量雷电流通过防雷绝缘子后的残压；步骤S62：接通冲击电流发生器工作电源，对整支防雷绝缘子试品施加与标称放电电流幅值I标称相等的820μs或2.650μs雷电流，同时记录在820μs或2.650μs雷电流下的残压U残压；步骤S63：待防雷绝缘子试品温度恢复到常温后，利用直流高压发生器测量防雷绝缘子的直流1mA参考电压U1mA和泄漏电流I泄漏；步骤S64：重复步骤S62和S63，直到防雷绝缘子直流1mA参考电压U1mA≤0.9U0或泄漏电流I泄漏≥50μA；步骤S65：根据公式15将防雷绝缘子在全部820μs或2.650μs雷电流作用下吸收的雷电能量总和作为所拥有的雷电冲击放电总能量W总： 其中，it、ut分别为雷电流、残压波形的数值表达式，T为雷电流持续时间；it为2.650μs或8.020μs双指数函数，ut根据防雷绝缘子氧化锌电阻片伏安特性曲线得到：it＝ke-αt-e-βt7ut＝ciλt8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。

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