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# EGM - 输电线路绕击跳闸率计算程序
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基于电气几何模型（Electro-Geometric Model, EGM）的架空输电线路雷电防护性能计算工具，用于评估输电线路的绕击跳闸率。
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## 功能特点
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- 支持单回和双回输电线路的绕击跳闸率计算
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- 考虑工作电压对雷电击距的影响
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- 支持地面倾角参数
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- 支持自定义地闪密度和雷电流概率密度曲线
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- 支持交流/直流线路计算
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- 输出CAD图形（DXF格式）可视化击距模型
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- 提供动画演示模式（可选项）
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## 安装
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### 环境要求
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- Python >= 3.12
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### 安装依赖
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```bash
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# 使用 uv（推荐）
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uv sync
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# 或使用 pip
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pip install -r requirements.txt
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```
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### 依赖包
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- ezdxf - DXF文件生成
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- loguru - 日志记录
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- matplotlib - 数据可视化和动画
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- numpy - 数值计算
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- tomli - TOML配置文件解析
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## 使用方法
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### 基本使用
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```bash
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# 使用默认配置文件
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python main.py
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# 指定配置文件
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python main.py <配置文件路径>.toml
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```
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### 批量计算
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批量计算不同保护角下的跳闸率：
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```bash
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python main-batch.py <配置文件路径>.toml
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```
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结果将输出到 `r.txt` 文件中。
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### 打包为可执行文件
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使用 Makefile 打包：
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```bash
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make
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```
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生成的可执行文件位于 `dist/Lightening.exe`
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## 配置文件格式
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配置文件使用 TOML 格式，包含三个主要部分：
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### [parameter] - 基本参数
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```toml
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[parameter]
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rated_voltage = 750 # 额定电压等级 (kV)
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h_c_sag = 14.43 # 导线弧垂 (m)
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h_g_sag = 11.67 # 地线弧垂 (m)
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insulator_c_len = 7.02 # 导线串子绝缘长度 (m)
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string_c_len = 9.2 # 导线串长 (m)
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string_g_len = 0.5 # 地线串长 (m)
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h_arm = [150, 130] # 导、地线挂点垂直距离 (m)，第一个值为地线挂点高度
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gc_x = [17.9, 17] # 导、地线水平坐标 (m)
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ground_angels = [0] # 地面倾角 (°)，向下为正，支持多个角度
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altitude = 1000 # 海拔高度 (m)
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td = 20 # 雷暴日 (d)
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```
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### [advance] - 高级参数
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```toml
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[advance]
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ng = -1 # 地闪密度 (次/(km²·a))，大于0时使用此值，否则通过雷暴日计算
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Ip_a = -1 # 雷电流概率密度曲线系数a，大于0时使用此值
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Ip_b = -1 # 雷电流概率密度曲线系数b，大于0时使用此值
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```
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注意：当 `ng` > 0 时，不会通过雷暴日计算地闪密度；当 `Ip_a` 和 `Ip_b` > 0 时，不会使用默认雷暴日对应的概率密度。
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### [optional] - 可选参数
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```toml
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[optional]
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voltage_n = 3 # 计算时电压分成多少份（考虑电压波动影响）
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max_i = 200 # 最大尝试雷电流 (kA)
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```
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## 计算原理
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### 击距模型
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程序使用基于电气几何模型的方法计算绕击跳闸率，主要涉及以下击距公式：
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1. **地线击距**：$r_s = 10 \times I^{0.65}$
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2. **导线击距**：$r_c = 1.63 \times (5.015 \times I^{0.578} - 0.001 \times U_{ph})^{1.125}$
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3. **地面击距**：
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- $h_{av} < 40m$: $r_g = (3.6 + 1.7 \ln(43 - h_{av})) \times I^{0.65}$
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- $h_{av} \ge 40m$: $r_g = 5.5 \times I^{0.65}$
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### 地闪密度计算
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根据 Q/GDW 11452-2015 导则：
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$N_g = 0.023 \times T_d^{1.3}$
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### 跳闸率计算
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通过积分暴露弧面积与雷电流概率密度的乘积得到最终跳闸率，并考虑建弧率。
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## 输出结果
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1. **控制台日志**：显示详细的计算过程和中间结果
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2. **DXF文件**：egm1.dxf、egm2.dxf 等，可视化击距模型
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3. **跳闸率结果**：单位为 次/(100km·a)
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## 项目结构
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EGM/
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├── main.py # 主程序入口
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├── main-batch.py # 批量计算程序
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├── core.py # 核心计算模块
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├── animation.py # 动画演示模块
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├── article.toml # 示例配置文件
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├── Makefile # 构建脚本
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├── pyproject.toml # 项目配置
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├── README.md # 说明文档
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└── CSharp/ # C# 版本实现
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## 技术支持
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程序基于新版大手册公式和 Q/GDW 11452-2015《架空输电线路防雷导则》实现。
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## 许可证
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请参考项目许可证文件。
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