一种多重雷击下线路型避雷器的能量耐受能力评估方法和装置与流程

本发明涉及避雷器的能量耐受能力评估，尤其涉及一种多重雷击下线路型避雷器的能量耐受能力评估方法和装置。

背景技术：

1、多重雷击情况下，大部分防雷方法将有可能失效或者成为线路的故障点，而采取线路避雷器能有效地进行线路防雷，但是线路避雷器的保护范围和能量吸收是有限的，发生多重雷击时线路避雷器吸收的能量则更大，当超过避雷器能量耐受能力时避雷器发生热击穿现象，更为严重的是，有时热击穿现象还会进一步发展为避雷器爆炸等严重后果。

2、随着国家标准gb/t11032-2010的修订，验证避雷器能量耐受能力的试验由gb/t11032-2020中的重复转移电荷试验替代原来的长持续电流冲击耐受试验，以通过电阻片的电荷量来考核避雷器的能量耐受。但是现有技术在对避雷器能量吸收的耐受能力进行考核和评估时，仅考虑首次雷击的电流幅值，或仅基于固定的雷电波形，比如仅考虑首次雷击的波形进行仿真计算多重雷击下线路避雷器的能量吸收值，从而进行评估多重雷击下线路避雷器的耐受能力。则在多重雷击下，现有技术并没有充分考虑到后续雷击(非首次雷击)的各个参数对避雷器能量吸收的影响，使得避雷器的耐受能力评估结果往往存在较大的误差和不确定性，从而不能准确地对避雷器的耐受能力进行评估，导致不能及时发现并解决问题，可能会因避雷器失效导致电力系统故障，从而不能保证用户的正常用电需求。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种多重雷击下线路型避雷器的能量耐受能力评估方法和装置，基于后续雷击的参数确定，准确地模拟避雷器在多重雷击下的能量吸收情况，以实现耐受能力的准确评估，能有效解决现有技术中因为避雷器的耐受能力评估结果往往存在较大的误差和不确定性，从而不能准确地对避雷器的耐受能力进行评估的问题。

2、本发明一实施例提供了一种多重雷击下线路型避雷器的能量耐受能力评估方法，包括：

3、对线路型避雷器进行用于模拟多重雷击的雷击模拟；其中，所述雷击模拟的雷击类型，包括：首次雷击以及非首次雷击；

4、根据预设比例、首次雷击的幅值以及首次雷击的波头时间，确定出非首次雷击的幅值以及波头时间，基于非首次雷击幅值的幅值以及波头时间对各个非首次雷击次数所对应的能量吸收值进行仿真计算，生成每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值；

5、将各个能量吸收值与预设的能量耐受水平阈值进行比对，在判定一目标能量吸收值大于预设的能量耐受水平阈值时，将目标能量吸收值所对应的非首次雷击次数作为目标雷击次数，并生成用于表征线路型避雷器在发生目标雷击次数的雷击情况下，能量耐受能力较差的评估结果。

6、优选地，所述雷击模拟的模拟类型，包括：首次雷击发生雷绕击导线的模拟类型以及首次雷击不发生雷绕击导线的模拟类型；

7、在判定所述雷击模拟的类型为首次雷击发生雷绕击导线的模拟类型时，每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值的生成，包括：

8、获取首次雷击的第一幅值，以及首次雷击的第一波形所对应的第一波头时间；

9、根据第一预设比例以及所述第一幅值，确定出用于表征非首次雷击幅值的第二幅值；继而根据第二预设比例以及所述第一波头时间，确定出第二波头时间；其中，所述第一预设比例大于所述第二预设比例；

10、将所述第二幅值以及第二波头时间作为雷击参数，根据所述雷击参数对各个非首次雷击次数所对应的能量吸收值进行仿真计算，生成每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值。

11、优选地，在判定所述雷击模拟的类型为首次雷击不发生雷绕击导线的模拟类型时，每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值的生成，包括：

12、获取预设的最大绕击电流；

13、获取首次雷击的第一幅值，继而根据所述第一幅值与预设的最大绕击电流之间的差值，确定用于表征非首次雷击幅值的第二幅值；

14、获取首次雷击的第一波形所对应的第一波头时间，继而根据第二预设比例以及所述第一波头时间，确定出第二波头时间；

15、将所述第二幅值以及第二波头时间作为雷击参数，根据所述雷击参数对各个非首次雷击次数所对应的能量吸收值进行仿真计算，生成每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值。

16、优选地，每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值的生成，包括：

17、获取若干个预设半峰值时间；

18、根据第二幅值、第二波头时间以及若干个预设半峰值时间，对各个非首次雷击次数所对应的能量吸收值进行仿真计算，生成每一非首次雷击次数在不同预设半峰值时间下所对应的能量吸收值。

19、优选地，预设的能量耐受水平阈值的生成过程，包括：

20、根据预设的转移电荷量，以及冲击电流的持续时间，计算得出电流幅值；其中，所述持续时间用于表征在电流冲击测试中，电流的峰值保持在最高峰值的时间长度；

21、根据预设的峰值比例范围以及电流幅值，生成冲击电流的峰值范围；

22、根据所述峰值范围对应的各个冲击电流，对线路型避雷器进行冲击电流试验，继而获取线路型避雷器在承受各个冲击电流时所对应的瞬时电压和瞬时电流；

23、根据如下公式计算得出线路避雷器在每次冲击电流下的吸收能量：

24、

25、其中，w表示线路避雷器在每次冲击电流下的吸收能量，i(t)为流经避雷器的瞬时电流，u(t)为避雷器两端的瞬时电压，t为冲击电流所对应的试验时间；

26、获取冲击电流试验中每组试验的冲击电流次数，根据冲击电流次数以及线路避雷器在每次冲击电流下的吸收能量之间的乘积，确定出预设的能量耐受水平阈值。

27、在上述的方法实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例。

28、本发明一实施例提供了一种多重雷击下线路型避雷器的能量耐受能力评估装置，包括：雷击模拟模块、能量吸收值生成模块以及耐受能力评估模块；

29、所述雷击模拟模块，用于对线路型避雷器进行用于模拟多重雷击的雷击模拟；其中，所述雷击模拟的雷击类型，包括：首次雷击以及非首次雷击；

30、所述能量吸收值生成模块，用于根据预设比例、首次雷击的幅值以及首次雷击的波头时间，确定出非首次雷击的幅值以及波头时间，基于非首次雷击幅值的幅值以及波头时间对各个非首次雷击次数所对应的能量吸收值进行仿真计算，生成每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值；

31、所述耐受能力评估模块，用于将各个能量吸收值与预设的能量耐受水平阈值进行比对，在判定一目标能量吸收值大于预设的能量耐受水平阈值时，将目标能量吸收值所对应的非首次雷击次数作为目标雷击次数，并生成用于表征线路型避雷器在发生目标雷击次数的雷击情况下，能量耐受能力较差的评估结果。

32、优选地，所述能量吸收值生成模块，包括：第一能量吸收值生成模块以及第二能量吸收值生成模块；所述雷击模拟的模拟类型，包括：首次雷击发生雷绕击导线的模拟类型以及首次雷击不发生雷绕击导线的模拟类型；

33、所述第一能量吸收值生成模块，用于在判定所述雷击模拟的类型为首次雷击发生雷绕击导线的模拟类型时，获取首次雷击的第一幅值，以及首次雷击的第一波形所对应的第一波头时间；

34、根据第一预设比例以及所述第一幅值，确定出用于表征非首次雷击幅值的第二幅值；继而根据第二预设比例以及所述第一波头时间，确定出第二波头时间；其中，所述第一预设比例大于所述第二预设比例；

35、将所述第二幅值以及第二波头时间作为雷击参数，根据所述雷击参数对各个非首次雷击次数所对应的能量吸收值进行仿真计算，生成每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值。

36、优选地，所述第二能量吸收值生成模块，用于在判定所述雷击模拟的类型为首次雷击不发生雷绕击导线的模拟类型时，获取预设的最大绕击电流；

37、获取首次雷击的第一幅值，继而根据所述第一幅值与预设的最大绕击电流之间的差值，确定用于表征非首次雷击幅值的第二幅值；

38、获取首次雷击的第一波形所对应的第一波头时间，继而根据第二预设比例以及所述第一波头时间，确定出第二波头时间；

39、将所述第二幅值以及第二波头时间作为雷击参数，根据所述雷击参数对各个非首次雷击次数所对应的能量吸收值进行仿真计算，生成每一非首次雷击次数所对应的能量吸收值。

40、通过实施本发明具有如下有益效果：

41、本发明实施例提供了一种多重雷击下线路型避雷器的能量耐受能力评估方法和装置，本发明的评估方法在对线路型避雷器进行模拟多重雷击时，可以基于雷击模拟中的首次雷击的幅值和波头时间，以及预设比例生成非首次雷击的幅值以及波头时间，即可以得出后续雷击(即非首次雷击)的雷击参数，并基于后续雷击的雷击参数，对不同的后续雷击次数所对应的能量吸收值进行逐一仿真计算，从而可以得出不同的后续雷击次数所对应的能量吸收值，与现有技术相比，本发明不仅考虑了首次雷击的幅值和波形，还根据预设比例从首次雷击的幅值和波形中确定出非首次雷击(即后续雷击)的幅值和波头时间，进行仿真计算出在多重雷击下不同雷击次数所对应的能量吸收值，从而能够更准确地模拟避雷器在多重雷击下的能量吸收情况，即本发明充分考虑了后续雷击(非首次雷击)的各个雷击参数对避雷器能量吸收的影响，提高了避雷器的耐受能力评估准确性。本发明还可以将大于预设能量耐受水平阈值的目标能量吸收值所对应的非首次雷击次数作为目标雷击次数，从而生成线路型避雷器在发生目标雷击次数的雷击情况下，其能量耐受能力较差的评估结果，通过本发明的评估结果可以准确地了解到避雷器在不同雷击次数下的性能表现，并得出线路型避雷器在发生哪个目标雷击次数的雷击情况下能量耐受能力较差的评估结果，从而可以及时发现并解决问题，避免因避雷器失效而导致电力系统故障，从而保障了用户的正常用电需求。