强雷暴地区输电线路走廊地闪参数统计方法

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近年来我国电网规模扩大、土地资源紧张,多回线路共用输电线路走廊的现象十分普遍,随之输电线路的雷害风险越来越大,因此对输电线路走廊的雷害风险分析愈加重要,地闪分布是评价输电线路雷害风险的主要因素。网格法是分析地闪分布的传统方法,但该方法在应用时有局限性,目前缺乏可以弥补网格法局限性的输电线路走廊地闪参数统计方法,因此本文提出一种强雷暴地区输电线路走廊地闪参数统计方法。本文首先使用网格法对研究区域的地闪参数进行统计,对研究区域的地闪时间分布情况、地闪密度、雷电流幅值累积概率等地闪参数进行初步了解,从网格大小、锚点选取、边缘估计准确性和网格法的量化误差四个方面分析了网格法的局限性。继而提出使用核密度估计统计输电线路走廊地闪参数的方法,该方法可以直接根据样本统计概率反映被统计数据的分布情况。在核密度估计方法的统计过程中,每一个被统计的样本都会产生一个概率密度函数,统计范围内的任何区域都可以得到一个分布概率,不受统计样本数量的影响,在实际应用中可以弥补网格法的局限性。结合地闪密度与线路杆塔分布情况,提出“地闪一杆塔复合密度”参数,并对2012-2014年防城港地区的“地闪-杆塔复合密度”进行计算,发现复合密度与线路雷害的相关性比地闪密度与线路雷害的相关性高。本文研究发现使用核密度估计可以对短时地闪参数进行有效统计,针对防城港地区两次强雷暴造成的连续雷击跳闸事故,以15分钟为单位统计地闪分布,发现雷害故障与地闪密集程度呈正相关。统计多个时间单位内的地闪分布,发现基于核密度估计的短时雷电参数统计可以反映雷暴的形成和发展过程。本文提出的强雷暴地区输电线路走廊地闪参数统计方法可以对地闪参数进行有效描述,弥补网格法的局限性。应用该方法可以为输电线路差异化防雷提供依据,为强雷暴地区电网雷害预警奠定基础。
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