一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法专利目的

《一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法》在对雷击绕击交流输电线路造成反击故障及绕击故障的电磁暂态特征分析的基础上，提出一种交流输电线路反击故障与绕击故障的识别方法。

雷电冲击作用于输电线路上时，根据过电压的形成过程可以分为两大类：感应雷和直击雷。其中，直击雷引起的故障又可分为绕击和反击两类。雷击塔顶和避雷线时，雷电流沿杆塔流入大地，因杆塔波阻抗和接地电阻的存在，将在杆塔上产生暂态电位升高，当塔顶电位高于导线电位时，将引起绝缘子闪络，称之为反击；雷电流绕过避雷线击中导线引起绝缘子闪络，称之为绕击。《一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法》主要对直击雷引起的绕击和反击故障进行电磁暂态计算分析，系统模型如图1所示，雷电流选用2.6/50us标准雷电流波形，如图2所示，导体排列方式及线路杆塔结构分别如图3、图4。为准确仿真计算雷击杆塔的电磁暂态过程，杆塔采用多波阻抗模型，如图5所示，绝缘子采用压控开关实现。

由于雷电绕击与反击交流输电线路所发生的机理、雷电波的传播路径各不相同，故其产生的暂态信号在不同频率段的能量分布存在较大差异。《一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法》在保护安装处的行波分析与测距高速采集系统中，利用小波分析提取零模电流在不同频带下的能量，根据能量分布的特征来区分雷电绕击故障与反击故障。

一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法技术方案

《一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法》的交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法经过下列步骤完成：

1）当任一相电流突变量|i_ph（n 1）-i_ph（n）|-|i_ph（n）-i_ph（n-1）|大于整定值时，采样频率为1兆赫的高速数据采集与录波装置启动，并记录故障后10毫秒的电流行波波形；

2）运用Karenbauer变换矩阵按下列（1）式计算电流行波零模分量U₀（t）和线模分量U_α（t）、U_β（t）：

其中U_a（t）、U_b（t）、U_c（t）分别为检测到的三相暂态电流；

3）使用DB4小波对零模电流分量进行多分辨率分析，利用小波变换结果w_i（k）计算每个频带的能量：

和每个频带的能量分布：

其中，i为多分辨率的层数；

4）基于上述原理，形成故障识别判据如下：

若E₁＞E₂＞E₃且K₁％＞0.30，则判断为雷电绕击故障，若E₁＜E₂且K₁％≤0.30，则判断为雷电反击故障。

一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法改善效果

采用上述方案，即在保护安装处的行波分析与测距高速采集系统中，利用小波分析提取零模电流在不同频带下的能量，根据能量分布的特征来区分雷电绕击故障与反击故障。经过大量仿真表明该方法可靠、有效，完全能对交流线路全线的雷电绕击与反击故障进行准确识别。由于《一种交流输电线路雷电绕击与反击的识别方法》所依据的理论基础较为直观，物理概念清晰，因而易于实现，可应用于交流系统保护装置，为交流线路防雷设计提供重要数据支撑，为线路的运行与维护提供参考。