(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211231246.0 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 广东电网有限责任公司中山供电局 地址 528400 广东省中山市东区博爱六路 68号 (72)发明人 李红发　王荣鹏　戴征献　陈清江　 王金城　董志聪　聂文翔　罗应文　 程绍兵　林龙凤　夏敏　黄哲　 齐国良　郭栩文　高松　关伟良　 胡小慢　谭杨宝　王灵坤　董银龙　 戴泽雄　何健强　刘梓衡　冯小明　 陈志平　熊春雷　池小佳　甄志明　 张志方　吴章洪　周一　许锐文　 林灿伟　邓晓阳　梁俊军　(74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 任文生 (51)Int.Cl. G01R 31/08(2006.01) G01J 5/48(2006.01) G01K 13/00(2021.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 113/04(2020.01) G06F 113/16(2020.01) (54)发明名称 一种架空地线雷击定位与线股损伤监测方 法及系统 (57)摘要 本发明涉及高压线路雷击试验技术领域， 公 开了一种架空地线雷击定位与线股损伤监测方 法及系统， 其方法通过有限元仿真方法构建架空 地线‑悬垂线夹几何模型， 并以焦耳热源和电弧 热源进行叠加作为激励， 筛选出最高温度对应的 感温点用于安装感温告警装置， 还通过有限元仿 真方法构建安装有所述感温告警装置的架空地 线‑悬垂线夹几何模型， 根据线股的径向截面积 平均温度的分布情况与预设的损伤温度的对比 结果， 确定感温告警装置的动作值， 通过感温告 警装置采集线股的温度， 当其温度超过动作值 时， 则进行告警， 并获取线股最近的杆塔位置以 及相应的线股损伤程度， 从而提高了雷击定位的 精确性、 工作效率以及线股损伤监测的可靠性。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 115308537 A 2022.11.08 CN 115308537 A 1.一种架 空地线雷击定位与线股损伤监测方法， 其特征在于， 应用感温告警装置， 包括 以下步骤： 通过有限元仿真方法构建架空地线 ‑悬垂线夹几何模型， 在所述架空地线 ‑悬垂线夹几 何模型中的架空地线至悬垂线夹的线股上设置若干个感温点， 以焦耳热源和电弧热源进 行 叠加作为激励， 输出架空地线至悬垂线夹的线股的温度仿真分布情况， 筛选出最高温度对 应的感温点， 用于安装所述感 温告警装置； 通过有限元仿真方法构建安装有所述感温告警装置的架空地线 ‑悬垂线夹几何模型， 以焦耳热源和电弧热源进 行叠加作为激励， 输出架空地线至悬垂线夹的线股的径向截面积 平均温度 的分布情况， 根据所述线股的径向截面积平均温度与预设的损伤温度的对比结 果， 确定所述感温告警装置对应的感温温度作为动作值， 其中， 所述预设的损伤温度与预设 的线股损伤程度呈映射关系； 在所述架 空地线至悬垂线夹的线股上安装所述感温告警装置， 通过所述感温告警装置 采集线股的温度， 当采集的所述线股的温度超过所述动作值时， 则发出告警信号， 并获取所 述线股最近的杆塔位置以及相应的线股损伤程度。 2.根据权利要求1所述的架空地线雷击定位与线股损伤监测方法， 其特征在于， 还包 括： 将雷电流的高频 脉冲分量和雷电流的直 流分量进行加 和处理， 得到焦耳 热源； 其中， 雷电流的高频 脉冲分量采用双指数函数模型描述 为， 式中， Im为雷电流的峰值， 为雷电流的高频脉冲分量， 为波前衰减系数、 为半 峰衰减系数； 电弧热源 采用高斯热源进行建模得到， 式中， Q(r,t)表示热源Q的电弧热， r表示热源Q所在的空间， t表示热源Q持续的时间， I (t)表示雷电流的直 流分量， R(t)表示高斯热源的最大半径， r 表示热源Q的半径。 3.根据权利要求1所述的架空地线雷击定位与线股损伤监测方法， 其特征在于， 所述通 过有限元仿真方法构建安装有所述感温告警装置的架空地线 ‑悬垂线夹几何模型， 以焦耳 热源和电弧热源进行叠加作为激励， 输出架空地线至悬垂线夹的线股的径向截面积平均温 度的分布情况， 根据所述线股的径向截面积平均温度与预设的损伤温度的对比结果， 确定 所述感温告警装置对应的感温温度作为动作值， 其中， 所述预设的损伤温度与预设的线股 损伤程度呈映射关系的步骤 还包括： 当所述径向截面积平均温度超过预设的第 一损伤温度时， 将所述感温告警装置对应的 感应温度设定为第一动作值， 当所述径向截面积平均温度超过预设的第二损伤温度时， 将 所述感温告警装置对应的感应温度设定为第二动作值。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115308537 A 24.一种架空地线雷击定位与线股损伤监测系统， 其特征在于， 包括： 感温告警装置、 第 一仿真模块和第二仿真模块； 所述第一仿真模块， 用于通过有限元仿真方法构建架空地线 ‑悬垂线夹几何模型， 在所 述架空地线 ‑悬垂线夹几何模型中的架空地线至悬垂线夹的线股上设置若干个感温点， 以 焦耳热源和电弧热源进行叠加作为激励， 输出架空地线至悬垂线夹的线股的温度仿 真分布 情况， 筛选出最高温度对应的感 温点， 用于安装所述感 温告警装置； 所述第二仿真模块， 用于通过有限元仿真方法构建安装有所述感温告警装置的架空地 线‑悬垂线夹几何模 型， 以焦耳热源和电弧热源进 行叠加作为激励， 输出架空地线至悬垂线 夹的线股的径向截面积平均温度的分布情况， 根据所述线股的径向截面积平均温度与预设 的损伤温度的对比结果， 确定所述 感温告警装置对应的感温温度作为动作值， 其中， 所述预 设的损伤温度与预设的线股损伤程度呈映射关系； 所述感温告警装置安装于所述架空地线至悬垂线夹的线股上， 用于采集线股的温度， 当采集的所述线股的温度超过所述动作值时， 则发出告警信号， 并获取所述线股最近的杆 塔位置以及相应的线股损伤程度。 5.根据权利要求4所述的架空地线雷击定位与线股损伤监测系统， 其特征在于， 还包 括： 加和处理模块， 用于将雷电流的高频脉冲分量和雷电流的直流分量进行加和 处理， 得 到焦耳热源； 其中， 雷电流的高频 脉冲分量采用双指数函数模型描述 为， 式中， Im为雷电流的峰值， 为雷电流的高频脉冲分量， 为波前衰减系数、 为半 峰衰减系数； 电弧热源计算模块， 用于采用高斯热源进行建模得到电弧热源为， 式中， Q(r,t)表示热源Q的电弧热， r表示热源Q所在的空间， t表示热源Q持续的时间， I (t)表示雷电流的直 流分量， R(t)表示高斯热源的最大半径， r 表示热源Q的半径。 6.根据权利要求4所述的架空地线雷击定位与线股损伤监测系统， 其特征在于， 所述第 二仿真模块还 包括： 判断模块， 用于当所述径向截面积平均温度超过预设的第一损伤温度时， 将所述感温 告警装置对应的感应温度设定为第一动作值， 当所述径向截面积平均温度超过预设的第二 损伤温度时， 将所述感 温告警装置对应的感应温度设定为第二动作值。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115308537 A 3