一种输电线路雷击故障巡线策略与措施制定的评估方法技术领域
本发明方法涉及输电线路防雷技术领域，具体涉及一种输电线路雷击故障巡
线策略与措施制定的评估方法。
背景技术
随着经济的不断发展，用电量也随之大幅度的增长，为了满足居民和工业用
电，并且我国能源和经济规模分布不对等，输电线路架设距离越来越长，甚至高
达上千公里，跨越不同的地形地貌和历经气候环境条件，遭受雷击故障的概率也
随之增大，为了减少雷击故障发生概率，采取了不同的防雷措施，例如为了减少
绕击造成的故障，改变避雷线的保护角或增加一条耦合地线；减少杆塔接地电阻、
增大绝缘子串的片数或安装线路避雷器等方式增强线路的耐雷水平。传统的技术
手段只能对防雷改造措施作整体性耐雷水平评估，无法对改造后避雷线、杆塔和
导线做各自耐雷水平的评估，就有可能发生下列情况：某一措施可能增大了绕击
耐雷水平，但对反击耐雷水平没有提高或者降低了反击耐雷水平，整体耐雷水平
并没有显著提高；或同时增加了绕、反击耐雷水平，但远没有达到预期效果。
由于传统的输电线路雷击故障巡线策略与措施制定的评估技术手段从输电
线路整体耐雷水平的角度进行定性评估，无法基于实际监测数据分别对避雷线、
杆塔、导线进行定量评估，因此，亟需一种基于实际监测数据对输电线路雷击故
障巡线策略及措施制定后避雷线、杆塔和导线进行定量评估的方法克服目前评估
方法的不足。
发明内容
为了摆脱目前的困境，本发明一种输电线路雷击故障巡线策略与措施制定的
评估方法，基于输电线路本体雷击类型辨识和雷电流幅值分别对雷击故障巡线策
略及措施制定后的避雷线、杆塔、导线经行定量分析，评估改造后避雷线、杆塔、
导线耐雷水平是否达到预期效果。
本发明一种输电线路雷击故障巡线策略与措施制定的评估方法，可通过以下
技术方案实现：
步骤一分别划分避雷线、杆塔和导线的耐雷强度等级。划分强度等级的原则
如下：按雷电流幅值将雷击避雷线、雷击杆塔和雷击导线耐雷强度分别划分成三
个不同的等级，雷击避雷线耐雷强度等级分成1级、2级和3级，0≤Ib＜ILb1属于
1级耐雷强度，ILb1≤Ib＜ILb2属于2级耐雷强度，ILb2≤Ib属于3级耐雷强度，
其中Ib为雷击避雷线的雷电流幅值，ILb1、ILb2为常数，单位为kA，ILb1＜ILb2；
雷击杆塔耐雷强度等级划分成1级、2级和3级，0≤Ig＜ILg1属于1级耐雷强度，
ILg1≤Ig＜ILg2属于2级耐雷强度，ILg2≤Ig属于3级耐雷强度，其中Ig为雷击
杆塔的雷电流幅值，ILg1、ILg2为常数，单位为kA，ILg1＜ILg2；雷击导线耐雷
强度等级划分成1级、2级和3级，0≤Id＜ILd1属于1级耐雷强度，ILd1≤Id＜ILd2
属于2级耐雷强度，ILd2≤Id属于3级耐雷强度，其中Id为雷击导线的雷电流幅
值，ILd1、ILd2为常数，单位为kA，ILd1＜ILd2。
步骤二辨识雷击类型。辨识雷击类型的要点是确定某次雷击电磁扰动类型，
即判断本次雷击电磁扰动是雷击避雷线、雷击杆塔还是雷击导线。
步骤三分别统计巡线策略和改造措施制定后某一段时间内雷击避雷线、雷击
杆塔和雷击导线未跳闸时的最大雷电流幅值，确定改造后雷击避雷线耐雷强度等
级、雷击杆塔耐雷强度等级和导线耐雷强度等级。统计最大雷电流的原则如下：
统计改造后某一段时间内全部雷击避雷线未跳闸时的雷电流，并确定其最大雷电
流值，确定其耐雷强度等级；统计改造后一段时间内全部雷击杆塔未跳闸时的雷
电流，并确定其最大雷电流值，确定其耐雷强度等级；统计改造后一段时间内全
部雷击导线未跳闸时的雷电流，并确定其最大雷电流值，确定其耐雷强度等级。
步骤四分别对比改造前和改造后雷击避雷线、雷击杆塔和雷击导线的耐雷强
度等级。本步骤的实质：1)确定改造前雷击避雷线、雷击杆塔和雷击避雷线的
未跳闸时最大雷电流幅值，然后分别获得雷击避雷线、雷击杆塔和雷击避雷线耐
雷强度等级；2)确定改造后雷击避雷线、雷击杆塔和雷击避雷线的未跳闸时最
大雷电流幅值，然后分别获得雷击避雷线、雷击杆塔和雷击避雷线耐雷强度等级。
步骤五获得输电线路雷击故障巡线策略和改造措施的效果。若改造前的雷击
避雷线耐雷强度等级A比改造后的雷击避雷线耐雷强度等级B高，输出结果为：雷
击避雷线耐雷强度等级由等级A降为等级B；若改造前的雷击避雷线耐雷强度等级
A比改造后的雷击避雷线耐雷强度等级B低，则输出结果为：雷击避雷线耐雷强度
等级由等级A增强为等级B；若改造前的雷击避雷线耐雷强度等级A与改造后的雷
击避雷线耐雷强度等级B相同，则输出结果为：改造对雷击避雷线耐雷强度等级
没有提升。若改造前的雷击杆塔耐雷强度等级C比改造后的雷击杆塔耐雷强度等
级D高，输出结果为：雷击杆塔耐雷强度等级由等级C降为等级D；若改造前的雷
击杆塔耐雷强度等级C比改造后的雷击杆塔耐雷强度等级D低，则输出结果为：雷
击杆塔耐雷强度等级由等级C增强为等级D；若改造前的雷击杆塔耐雷强度等级与
改造后的雷击杆塔耐雷强度等级相同，则输出结果为：改造对雷击杆塔耐雷强度
等级没有提升。若改造前的雷击导线耐雷强度等级E比改造后的雷击导线耐雷强
度等级F高，输出结果为：雷击导线耐雷强度等级由等级E降为等级F；若改造前
的雷击导线耐雷强度等级比改造后的雷击导线耐雷强度等级低，则输出结果为：
雷击导线耐雷强度等级由等级E增强为等级F；若改造前的雷击导线耐雷强度等级
与改造后的雷击导线耐雷强度等级相同，则输出结果为：改造对雷击导线耐雷强
度等级没有提升。其中所述强度等级A、B、C、D、E、F可取1、2、3。
附图说明
图1一种输电线路雷击故障巡线策略与措施制定的评估方法流程图
具体实施方式
为了更好的理解本发明一种输电线路雷击故障巡线策略与措施制定的评估
方法，结合相关图示做进一步的说明。
图1是本发明一种输电线路雷击故障巡线策略与措施制定的评估方法较佳
流程图。
首先实施步骤S1分别划分避雷线、杆塔和导线的耐雷强度等级。
实施本步骤时，划分强度等级的原则如下：按雷电流幅值将雷击避雷线、雷
击杆塔和雷击导线耐雷强度分别划分成三个不同的等级，雷击避雷线耐雷强度等
级分成1级、2级和3级，0≤Ib＜ILb1属于1级耐雷强度，ILb1≤Ib＜ILb2属于
2级耐雷强度，ILb2≤Ib属于3级耐雷强度，其中Ib为雷击避雷线的雷电流幅值，
ILb1、ILb2为常数，单位为kA，ILb1＜ILb2；雷击杆塔耐雷强度等级划分成1级、
2级和3级，0≤Ig＜ILg1属于1级耐雷强度，ILg1≤Ig＜ILg2属于2级耐雷强
度，ILg2≤Ig属于3级耐雷强度，其中Ig为雷击杆塔的雷电流幅值，ILg1、ILg2
为常数，单位为kA，ILg1＜ILg2；雷击导线耐雷强度等级划分成1级、2级和3
级，0≤Id＜ILd1属于1级耐雷强度，ILd1≤Id＜ILd2属于2级耐雷强度，
ILd2≤Id属于3级耐雷强度，其中Id为雷击导线的雷电流幅值，ILd1、ILd2为
常数，单位为kA，ILd1＜ILd2。一般对于雷击避雷线来说，ILb1取80kA、ILb2取
150kA；一般对于雷击杆塔来说，ILg1取50kA、ILg2取80kA；一般对于雷击导线
来说，ILd1取30kA、ILd2取70kA。
接下来，实施步骤S2辨识雷击类型。
实施本步骤时，辨识雷击类型的要点是确定某次雷击电磁扰动类型，即判断
本次雷击电磁扰动是雷击避雷线、雷击杆塔还是雷击导线，具体来说是基于行波
电流频谱分析和S变换(频率与能量的关系)判断雷击类型。
在步骤S2的基础上，实施步骤S3分别统计巡线策略和改造措施制定后某一段
时间内雷击避雷线、雷击杆塔和雷击导线未跳闸时的最大雷电流幅值，确定改造
后雷击避雷线耐雷强度等级、雷击杆塔耐雷强度等级和导线耐雷强度等级。
在实施本步骤时，统计最大雷电流的原则如下：统计改造后某一段时间内全
部雷击避雷线未跳闸时的雷电流，并确定其最大雷电流值，确定其耐雷强度等级；
统计改造后一段时间内全部雷击杆塔未跳闸时的雷电流，并确定其最大雷电流值，
确定其耐雷强度等级；统计改造后一段时间内全部雷击导线未跳闸时的雷电流，
并确定其最大雷电流值，确定其耐雷强度等级。例如，广东某线路电压等级220kV
输电线路改造后，2014年一年内雷击避雷线未跳闸的最大雷电流为170kA，则雷
击避雷线的耐雷强度等级为3级；雷击杆塔未跳闸的最大雷电流为40kA，则雷击
杆塔的耐雷强度等级为1级；雷击导线未跳闸的最大雷电流为50kA，则雷击导线
的耐雷强度等级为2级。
然后实施步骤S4分别对比改造前和改造后雷击避雷线、雷击杆塔和雷击导线
的耐雷强度等级。
在实施本步骤时，其实质是：1)确定改造前雷击避雷线、雷击杆塔和雷击
避雷线的未跳闸时最大雷电流幅值，然后分别获得雷击避雷线、雷击杆塔和雷击
避雷线耐雷强度等级；2)确定改造后雷击避雷线、雷击杆塔和雷击避雷线的未
跳闸时最大雷电流幅值，然后分别获得雷击避雷线、雷击杆塔和雷击避雷线耐雷
强度等级。例如，广东某线路电压等级220kV输电线路改造前，2013年一年内雷
击避雷线未跳闸的最大雷电流为90kA，则雷击避雷线的耐雷强度等级为2级；雷
击杆塔未跳闸的最大雷电流为25.5kA，则雷击杆塔的耐雷强度等级为1级；雷击
导线未跳闸的最大雷电流为40kA，则雷击导线的耐雷强度等级为2级。该线路改
造后，2014年一年内雷击避雷线未跳闸的最大雷电流为170kA，则雷击避雷线的
耐雷强度等级为3级；雷击杆塔未跳闸的最大雷电流为40kA，则雷击杆塔的耐雷
强度等级为1级；雷击导线未跳闸的最大雷电流为50kA，则雷击导线的耐雷强度
等级为2级。
最后实施步骤S5获得输电线路雷击故障巡线策略和改造措施的效果。
实施本步骤时，若改造前的雷击避雷线耐雷强度等级A比改造后的雷击避雷
线耐雷强度等级B高，输出结果为：雷击避雷线耐雷强度等级由等级A降为等级
B；若改造前的雷击避雷线耐雷强度等级A比改造后的雷击避雷线耐雷强度等级
B低，则输出结果为：雷击避雷线耐雷强度等级由等级A增强为等级B；若改造
前的雷击避雷线耐雷强度等级A与改造后的雷击避雷线耐雷强度等级B相同，则
输出结果为：改造对雷击避雷线耐雷强度等级没有提升。若改造前的雷击杆塔耐
雷强度等级C比改造后的雷击杆塔耐雷强度等级D高，输出结果为：雷击杆塔耐
雷强度等级由等级C降为等级D；若改造前的雷击杆塔耐雷强度等级C比改造后
的雷击杆塔耐雷强度等级D低，则输出结果为：雷击杆塔耐雷强度等级由等级C
增强为等级D；若改造前的雷击杆塔耐雷强度等级与改造后的雷击杆塔耐雷强度
等级相同，则输出结果为：改造对雷击杆塔耐雷强度等级没有提升。若改造前的
雷击导线耐雷强度等级E比改造后的雷击导线耐雷强度等级F高，输出结果为：
雷击导线耐雷强度等级由等级E降为等级F；若改造前的雷击导线耐雷强度等级
比改造后的雷击导线耐雷强度等级低，则输出结果为：雷击导线耐雷强度等级由
等级E增强为等级F；若改造前的雷击导线耐雷强度等级与改造后的雷击导线耐
雷强度等级相同，则输出结果为：改造对雷击导线耐雷强度等级没有提升。其中
所述强度等级A、B、C、D、E、F可取1、2、3。例如，广东某线路电压等级220kV
输电线路改造前，2013年一年内雷击避雷线未跳闸的最大雷电流为90kA，则雷
击避雷线的耐雷强度等级为2级；雷击杆塔未跳闸的最大雷电流为25.5kA，则
雷击杆塔的耐雷强度等级为1级；雷击导线未跳闸的最大雷电流为40kA，则雷
击导线的耐雷强度等级为2级。该线路改造后，2014年一年内雷击避雷线未跳
闸的最大雷电流为170kA，则雷击避雷线的耐雷强度等级为3级；雷击杆塔未跳
闸的最大雷电流为40kA，则雷击杆塔的耐雷强度等级为1级；雷击导线未跳闸
的最大雷电流为50kA，则雷击导线的耐雷强度等级为2级。输出结果为：雷击
避雷线耐雷强度等级由等级2增强为等级3，雷击杆塔耐雷强度等级和雷击导线
耐雷强度等级没有明显的提升。