# EGM - 输电线路绕击跳闸率计算程序

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。

## 功能特点

- 支持单回和双回输电线路的绕击跳闸率计算
- 考虑工作电压对雷电击距的影响
- 支持地面倾角参数
- 支持自定义地闪密度和雷电流概率密度曲线
- 支持交流/直流线路计算
- 输出CAD图形（DXF格式）可视化击距模型
- 提供动画演示模式（可选项）

## 安装

### 环境要求

- Python >= 3.12

### 安装依赖

```bash
# 使用 uv（推荐）
uv sync

# 或使用 pip
pip install -r requirements.txt
```

### 依赖包

- ezdxf - DXF文件生成
- loguru - 日志记录
- matplotlib - 数据可视化和动画
- numpy - 数值计算
- tomli - TOML配置文件解析

## 使用方法

### 基本使用

```bash
# 使用默认配置文件
python main.py

# 指定配置文件
python main.py <配置文件路径>.toml
```

### 批量计算

批量计算不同保护角下的跳闸率：

```bash
python main-batch.py <配置文件路径>.toml
```

结果将输出到 `r.txt` 文件中。

### 打包为可执行文件

使用 Makefile 打包：

```bash
make
```

生成的可执行文件位于 `dist/Lightening.exe`

## 配置文件格式

配置文件使用 TOML 格式，包含三个主要部分：

### [parameter] - 基本参数

```toml
[parameter]
rated_voltage = 750        # 额定电压等级 (kV)
h_c_sag = 14.43            # 导线弧垂 (m)
h_g_sag = 11.67            # 地线弧垂 (m)
insulator_c_len = 7.02     # 导线串子绝缘长度 (m)
string_c_len = 9.2         # 导线串长 (m)
string_g_len = 0.5         # 地线串长 (m)
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
gc_x = [17.9, 17]          # 导、地线水平坐标 (m)
ground_angels = [0]        # 地面倾角 (°)，向下为正，支持多个角度
altitude = 1000            # 海拔高度 (m)
td = 20                    # 雷暴日 (d)
```

### [advance] - 高级参数

```toml
[advance]
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
Ip_a = -1            # 雷电流概率密度曲线系数a，大于0时使用此值
Ip_b = -1            # 雷电流概率密度曲线系数b，大于0时使用此值
```

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。

### [optional] - 可选参数

```toml
[optional]
voltage_n = 3    # 计算时电压分成多少份（考虑电压波动影响）
max_i = 200      # 最大尝试雷电流 (kA)
```

## 计算原理

### 击距模型

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：

1. **地线击距**：$r_s = 10 \times I^{0.65}$
2. **导线击距**：$r_c = 1.63 \times (5.015 \times I^{0.578} - 0.001 \times U_{ph})^{1.125}$
3. **地面击距**：
   - $h_{av} < 40m$: $r_g = (3.6 + 1.7 \ln(43 - h_{av})) \times I^{0.65}$
   - $h_{av} \ge 40m$: $r_g = 5.5 \times I^{0.65}$

### 地闪密度计算

根据 Q/GDW 11452-2015 导则：

$N_g = 0.023 \times T_d^{1.3}$

### 跳闸率计算

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。

## 输出结果

1. **控制台日志**：显示详细的计算过程和中间结果
2. **DXF文件**：egm1.dxf、egm2.dxf 等，可视化击距模型
3. **跳闸率结果**：单位为 次/(100km·a)

## 项目结构

```
EGM/
├── main.py                 # 主程序入口
├── main-batch.py           # 批量计算程序
├── core.py                 # 核心计算模块
├── animation.py            # 动画演示模块
├── article.toml            # 示例配置文件
├── Makefile                # 构建脚本
├── pyproject.toml          # 项目配置
├── README.md               # 说明文档
└── CSharp/                 # C# 版本实现
```

## 技术支持

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。

## 许可证

请参考项目许可证文件。