架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法、装置与流程

本发明涉及电力领域，特别涉及一种架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法、装置。

背景技术：

绝缘子串加装招弧角是一种疏导型防雷保护方式，在国外广泛应用，我国多用于接地极线路上，其设计的关键参数为招弧角间隙与绝缘子串长度的配合系数，其取值大小影响招弧角对于绝缘子串保护效果的大小。目前国内外多基于试验研究确定招弧角间隙与绝缘子串的配合关系，试验研究结果的可靠性对确定招弧角间隙有着直接的指导意义，但是试验研究具有周期长、耗资高的缺点，导致选取招弧角和绝缘子串的效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法、装置，用以解决选取配合招弧角和绝缘子串的效率低，周期长，耗资高的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

第一方面，根据本发明实施例的架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法，包括以下步骤：

步骤s1，根据所述输电线路中招弧角需承受的冲击耐压值选取预设的招弧角，并确定所述预设的招弧角的耐压值；

步骤s2，根据给定的绝缘子的参数和绝缘子的数量，获取绝缘子串的耐压值；

步骤s3，根据所述预设的招弧角的耐压值和所述绝缘子串的耐压值，计算所述预设的招弧角对所述绝缘子串的有效性指标参数；

步骤s4，根据所述有效性指标参数确定招弧角和绝缘子串。

进一步地，所述步骤s4包括：

当所述有效性指标参数符合预设值时，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由给定的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。

进一步地，所述步骤s4包括：

当所述有效性指标参数低于预设值时增加所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由增加后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串；

当所述有效性指标参数高于预设值时减少所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由减少后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。

进一步地，在步骤s3中，所述有效性指标参数的计算方法包括：

根据下述式(1)计算ui50％，根据下述式(2)计算ua50％，

其中，ui和ua服从正态分布，随机变量ui为绝缘子串的冲击闪络电压，随机变量ua为招弧角的冲击闪络电压，ui50％为绝缘子串的50％放电电压，σi为绝缘子串放电电压的标准差，ua50％为招弧角的50％放电电压，σa为招弧角放电电压的标准差；

根据下述式(3)计算所述有效性指标参数：

其中，δ～n(0，1)，δu＝ua-ui，

σ为δu的标准差，为δu的均值，p为概率分布函数。

第二方面，根据本发明实施例的架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取装置，包括：

第一获取模块，用于根据所述输电线路中招弧角需承受的冲击耐压值选取预设的招弧角，并确定所述预设的招弧角的耐压值；

第二获取模块，用于根据给定的绝缘子的参数和绝缘子的数量，获取绝缘子串的耐压值；

计算模块，用于根据所述预设的招弧角的耐压值和所述绝缘子串的耐压值，计算所述预设的招弧角对所述绝缘子串的有效性指标参数；

判断模块，用于根据所述有效性指标参数确定招弧角和绝缘子串。

进一步地，所述判断模块，用于当所述有效性指标参数符合预设值时，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由给定的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。

进一步地，应用于如上述实施例所述的选取方法，所述判断模块，用于当所述有效性指标参数低于预设值时增加所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由增加后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串；

用于当所述有效性指标参数高于预设值时减少所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由减少后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。

进一步地，所述计算模块用于根据下述式(1)计算ui50％，根据下述式(2)计算ua50％，

其中，ui和ua服从正态分布，随机变量ui为绝缘子串的冲击闪络电压，随机变量ua为招弧角的冲击闪络电压，ui50％为绝缘子串的50％放电电压，σi为绝缘子串放电电压的标准差，ua50％为招弧角的50％放电电压，σa为招弧角放电电压的标准差；

所述计算模块用于根据下述式(3)计算所述有效性指标参数：

其中，δ～n(0，1)，δu＝ua-ui，

σ为δu的标准差，为δu的均值，p为概率分布函数。

第三方面，根据本发明实施例的终端，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如上述实施例所述的选取方法的步骤。

第四方面，根据本发明实施例的计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例所述的选取方法的步骤。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

根据本发明的架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法，根据所述输电线路中招弧角需承受的冲击耐压值选取预设的招弧角，并确定所述预设的招弧角的耐压值；根据给定的绝缘子的参数和绝缘子的数量，获取绝缘子串的耐压值；根据所述预设的招弧角的耐压值和所述绝缘子串的耐压值，计算所述预设的招弧角对所述绝缘子串的有效性指标参数；根据所述有效性指标参数确定招弧角和绝缘子串。本发明在放电随机性的特性前提下，便于招弧角和绝缘子串的选取配合，能够在不需要完全试验的情况下，为招弧角和绝缘子串的选取配合提供参考，提高选取招弧角和绝缘子串的效率，可靠性高，该方法周期短，耗资少。

附图说明

图1为本发明实施例的架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法的一个流程示意图；

图2为本发明实施例的选取装置的一个连接示意图。

附图标记

第一获取模块10；第二获取模块20；

计算模块30；判断模块40。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法。

如图1所示，根据本发明实施例的架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法，包括以下步骤：步骤s1，根据所述输电线路中招弧角需承受的冲击耐压值选取预设的招弧角，并确定所述预设的招弧角的耐压值，招弧角需承受的冲击耐压值也即是线路中招弧角的操作过电压或雷电过电压；步骤s2，根据给定的绝缘子的参数和绝缘子的数量，获取绝缘子串的耐压值；步骤s3，根据所述预设的招弧角的耐压值和所述绝缘子串的耐压值，计算所述预设的招弧角对所述绝缘子串的有效性指标参数；步骤s4，根据所述有效性指标参数确定招弧角和绝缘子串。本发明在放电随机性的特性前提下，便于招弧角和绝缘子串的选取配合，能够在不需要完全试验的情况下，为招弧角和绝缘子串的选取配合提供参考，提高选取招弧角和绝缘子串的效率，可靠性高，该方法周期短，耗资少。

在步骤s1中，输电线路中可以包括接地极线路和中性极母线，可以根据接地极线路上的操作过电压和中性极母线的操作过电压保护水平，确定所需招弧角间隙的耐受电压，并根据所述所需招弧角间隙的耐受电压确定所述招弧角间。接地极线路上的操作过电压和中性极母线的操作过电压保护水平可以根据实际情况合理选择，此是进行接地极线路操作过电压下绝缘配合的基础。一般地，接地极线路上的操作过电压保护水平可通过直流输电系统的建模仿真分析得到，中性极母线的操作过电压保护水平可由中性极母线避雷器的参数获取，然后确定招弧角间隙的耐受电压，该耐受电压参考现有设计规程、规范确定，在招弧角间隙的耐受电压的基础上，基于规程或者试验数据，以操作过电压下招弧角间隙不击穿为原则，确定招弧角间隙，进而选取预设的招弧角，可以根据需求进行确定，以便确保选取的招弧角和绝缘子串能够满足保护需要，提高保护效果。

在本发明的一些实施例中，所述步骤s4可以包括：当所述有效性指标参数符合预设值时，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由给定的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。每个绝缘子串中由多个绝缘子构成，可以根据实际需要选取绝缘子的参数，比如，绝缘子的结构高度等，每个绝缘子串的长度通过由多个绝缘子的结构高度之和来获得，有效性指标参数也即是保护电路安全的概率，当所述有效性指标参数符合预设值时，说明整个电路的保护有效性达到保护要求，可以将预设的招弧角作为确定的招弧角，将由给定的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串，使得选取后的招弧角和绝缘子串满足保护要求。

在本发明的另一些实施例中，所述步骤s4包括：当所述有效性指标参数低于预设值时增加所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由增加后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。也即是，当所述有效性指标参数低于预设值时说明对于电路的保护效果达不到预定要求，此时可以增加所述绝缘子的数量，重复执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，可以将预设的招弧角作为确定的招弧角，将由增加后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串，使得选取后的招弧角和绝缘子串满足保护要求。

当所述有效性指标参数高于预设值时减少所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由减少后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。也即是，当所述有效性指标参数高于预设值时说明对于电路的保护效果高于预定要求，为了在符合预定要求的前提下减少成本，可以减少绝缘子的数量，此时可以减少所述绝缘子的数量，然后重复执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，可以将预设的招弧角作为确定的招弧角，将由减少后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串，使得选取后的招弧角和绝缘子串满足保护要求。

在本发明的实施例中，在步骤s3中，所述有效性指标参数的计算方法包括：参考不同绝缘子串在操作过电压下的典型放电试验，绝缘子串的冲击闪络电压为随机变量ui，参考不同空气间隙在操作过电压下的典型放电试验，招弧角的冲击闪络电压为随机变量ua，可以根据下述式(1)计算ui50％，可以根据下述式(2)计算ua50％，

其中，ui和ua服从正态分布，随机变量ui为绝缘子串的冲击闪络电压，随机变量ua为招弧角的冲击闪络电压，ui50％为绝缘子串的50％放电电压，σi为绝缘子串放电电压的标准差，ua50％为招弧角的50％放电电压，σa为招弧角放电电压的标准差；

可以根据下述式(3)计算所述有效性指标参数：

其中，δ～n(0，1)，δu＝ua-ui，

σ为δu的标准差，σ²为δu的方差，为δu的均值，p为概率分布函数。

根据概率理论，δu亦服从正态分布，假设ua和ui相互独立，其均值为δu服从正态分布，方差σ²为

δu如下式(3a)表示为：

根据闪络的基本原理，当绝缘子串的冲击闪络电压ui大于招弧角的冲击闪络电压ua时，将会首先通过招弧角放电，实现保护绝缘子串的目的，当δu＜0时，招弧角可有效保护绝缘子串，令招弧角对绝缘子串的有效性指标参数为ρ，也即是招弧角可以有效保护绝缘子串的概率为ρ，ρ表示为下述式(3b)：

ρ＝p(δu＜0)(3b)

采用归一化处理，令

则δ～n(0，1)，得到下述式(3c)

进而得到上述式(3)，由上式看出，绝缘子串和招弧角的50％放电电压、放电电压的标准差直接影响有效性指标参数ρ，利用上述式(3)来计算有效性指标参数ρ。通过上述方法能够快速准确地计算有效性指标参数ρ，提高计算结果的准确度和可靠性。

根据招弧角的50％放电电压、绝缘子串的50％放电电压、配合系数以及标偏系数之间的关系，可以得到下述式：

ua50％＝kui50％(8)，σa＝γaua50％(9)，σi＝γiui50％(10)，

结合上述式(3)、(8)、(9)和(10)可以得到下述式(4)：

其中，k(k≤1)为招弧角的50％放电电压与绝缘子串的50％放电电压配合系数，也可近似认为是招弧角间隙长度与绝缘子串的有效长度比值为配合系数k，γa为招弧角的50％放电电压的标偏系数，γi为绝缘子串的50％放电电压的标偏系数。上述式(4)表示出了招弧角与绝缘子串的配合系数、有效性指标参数ρ、配合系数以及标偏系数之间的关系，在已知其他参数时，可以通过配合系数获取有效性指标参数ρ，也可以通过有效性指标参数ρ获取相应的配合系数。招弧角与绝缘子串确定时配合系数k也就确定，同样地，招弧角与绝缘子串的配合系数k确定时招弧角与绝缘子串也能够确定。

通过上述方法能够快速准确地确定有效性指标参数ρ，便于招弧角和绝缘子串的选取配合，能够在不需要完全试验的情况下，为招弧角和绝缘子串的选取配合提供参考，减少试验次数，提高选取招弧角和绝缘子串的效率，可靠性高，该方法周期短，耗资少。

本发明实施例还提供一种架空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取装置，如图2所示，选取装置包括：第一获取模块10，用于根据所述输电线路中招弧角需承受的冲击耐压值选取预设的招弧角，并确定所述预设的招弧角的耐压值；第二获取模块20，用于根据给定的绝缘子的参数和绝缘子的数量，获取绝缘子串的耐压值；计算模块30，用于根据所述预设的招弧角的耐压值和所述绝缘子串的耐压值，计算所述预设的招弧角对所述绝缘子串的有效性指标参数；判断模块40，用于根据所述有效性指标参数确定招弧角和绝缘子串。通过选取装置能够快速准确地确定有效性指标参数，便于招弧角和绝缘子串的选取配合，能够在不需要完全试验的情况下，为招弧角和绝缘子串的选取配合提供参考，减少试验次数，提高选取招弧角和绝缘子串的效率，可靠性高，该方法周期短，耗资少。

在本发明的一些实施例中，所述判断模块40，用于当所述有效性指标参数符合预设值时，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由给定的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。

在本发明的另一些实施例中，应用于上述实施例中的选取方法，所述判断模块40用于当所述有效性指标参数低于预设值时增加所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由增加后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串；所述判断模块40用于当所述有效性指标参数高于预设值时减少所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由减少后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。

根据本发明的一些实施例，所述计算模块30可以用于根据下述式(1)计算ui50％，根据下述式(2)计算ua50％，

其中，ui和ua服从正态分布，随机变量ui为绝缘子串的冲击闪络电压，随机变量ua为招弧角的冲击闪络电压，ui50％为绝缘子串的50％放电电压，σi为绝缘子串放电电压的标准差，ua50％为招弧角的50％放电电压，σa为招弧角放电电压的标准差；

所述计算模块30可以用于根据下述式(3)计算所述有效性指标参数：

其中，δ～n(0，1)，δu＝ua-ui，

σ为δu的标准差，为δu的均值，p为概率分布函数。

通过计算模块30能够准确地计算有效性指标参数，提高结算结果准确性，提高招弧角与绝缘子串选取配合的可靠性。

根据本发明实施例的空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取装置与上述实施例中的选取方法相对应，具体可以参见上述实施例中空输电线路中的招弧角和绝缘子串的选取方法，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种终端，包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如下步骤：步骤s1，根据所述输电线路中招弧角需承受的冲击耐压值选取预设的招弧角，并确定所述预设的招弧角的耐压值；步骤s2，根据给定的绝缘子的参数和绝缘子的数量，获取绝缘子串的耐压值；步骤s3，根据所述预设的招弧角的耐压值和所述绝缘子串的耐压值，计算所述预设的招弧角对所述绝缘子串的有效性指标参数；步骤s4，根据所述有效性指标参数确定招弧角和绝缘子串。通过上述终端，便于招弧角和绝缘子串的选取配合，能够在不需要完全试验的情况下，为招弧角和绝缘子串的选取配合提供参考，提高选取招弧角和绝缘子串的效率，可靠性高，该方法周期短，耗资少。

可选地，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现如下步骤：

所述步骤s4包括：当所述有效性指标参数符合预设值时，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由给定的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。

可选地，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现如下步骤：

所述步骤s4包括：当所述有效性指标参数低于预设值时增加所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由增加后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串；

当所述有效性指标参数高于预设值时减少所述绝缘子的数量，执行步骤s2和步骤s3直至所述有效性指标参数符合预设值，将所述预设的招弧角作为确定的招弧角，将由减少后的绝缘子的数量组成的绝缘子串作为确定的绝缘子串。

可选地，所述计算机程序被所述处理器执行时还实现如下步骤：

在步骤s3中，所述有效性指标参数的计算方法包括：

根据下述式(1)计算ui50％，根据下述式(2)计算ua50％，

其中，ui和ua服从正态分布，随机变量ui为绝缘子串的冲击闪络电压，随机变量ua为招弧角的冲击闪络电压，u150％为绝缘子串的50％放电电压，σi为绝缘子串放电电压的标准差，ua50％为招弧角的50％放电电压，σa为招弧角放电电压的标准差；

根据下述式(3)计算所述有效性指标参数：

其中，δ～n(0，1)，δu＝ua-ui，

σ为δu的标准差，为δu的均值，p为概率分布函数。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中所述的选取方法的步骤。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。