CN112083254B - 计及差异化人身压力的电击伤损害评价方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计及差异化人身压力的电击伤损害评价方法，所述计及差异化人身压力的电击伤损害评价方法中的测试平台主要包括接地装置、均匀土壤、电流发生模块、地表电位测试模块、上位机、零电位极；地表电位测试模块放置在均匀土壤表面，地表电位测试模块与零电位极电连接，电流发生模块与接地装置电连接，上位机可接收地表电位测试模块中的测量数据，评价方法不仅包括电位测量，还包含评估人身损伤等步骤。本发明可有效进行人体压力因素影响下的测试研究，可分析地上电路和地下电场统一的电网线路接地故障电流和电压分布，进而可以有效评价计及差异化人身压力下的电击伤损害程度。

Description

计及差异化人身压力的电击伤损害评价方法
技术领域
本发明属于电力系统接地故障风险评估技术领域，具体涉及一种计及差异化人身压力的电击伤损害评价方法。
背景技术
电力系统的安全、可靠、经济运行是保障人民生活质量水平的重要措施，电力系统的接地技术可为故障电流或雷电流提供一条低阻抗的流通路径，它可有效的确保智能大电网的安全稳定运行，给智能大电网系统中的电气设备、线路的绝缘提供可靠保护，而且还可对避免人体发生电击伤损害事故的发生提供安全护卫。当电力系统发生接地故障时，对人体发生触电风险的评估显得尤为重要。
针对电力线路接地故障导致的人身安全事故的评估技术，目前主要研究的是依据发电厂和变电站的国家标准进行测评，而缺乏对具体人身或生物上的各种因素影响下的测试平台及系统的研究，也缺少基于地上电路和地下电场的统一的电网线路接地故障电流和跨步电压测试与评估的协同分析模型与技术。为了更好的保护接地故障发生时运行维护人员及附近居民免受电击伤损害，急需一种能够处理地上地下协同分析问题，匹配国际国内相关安全标准的电击伤损害程度测评系统，为运维人员及故障区域附近人员提供更为实际的安全保障指导，进而提高整体大电网系统的运行安全性，并可有效降低电击伤损害风险，提升电力企业形象，减小经济损失。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术的不足，提供一种计及差异化人身压力的电击伤损害评价方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
首先搭建地表电位测试平台，用于测试电网线路接地故障下地表电位测试，该平台包括KR-1G型接地装置、均匀土壤、电流发生模块、地表电位测试模块、上位机、零电位极；
地表电位测试模块包括圆盘电极、空心柱状绝缘支架一、柱状铜栓、砝码、空心柱状绝缘支架二、导线一、导线二、导线三、导线四、导线五、导线六、无线数据传输器、电阻、电气参数记录仪、罗氏线圈、锂电池组、绝缘箱；
空心柱状绝缘支架一、空心柱状绝缘支架二分别固定于绝缘箱两侧，所述电气参数记录仪通过导线三与锂电池组，所述电气参数记录仪通过导线四与无线数据传输器连接，所述圆盘电极的顶端与导线一尾端相连，导线一顶端与电阻左端相连，电阻右端通过导线二与零电位极相连，罗氏线圈套在导线二上，罗氏线圈输出端通过导线五与电气参数记录仪电连接；
所述无线数据传输器将电气参数记录仪记录的电位值无线传输至上位机；所述零电位极提供零点电位；
所述电流发生模块通过导线六与KR-1G型接地装置相连；所述KR-1G型接地装置埋在均匀土壤中；
第二步、进行土壤表面电位测试：
a)打开电流发生模块，注入电流于KR-1G型接地装置上，用地表电位测试模块测试均匀土壤表面上任意一点的电位，无线数据传输器将电气参数记录仪记录的电位值无线传输至上位机；
b)在土壤表面变换不同地点移动地表电位测试模块，并重复步骤a)；
c)更换不同质量的砝码，并测量出对应工况下圆盘电极在均匀土壤中的垂直埋入深度，然后重复步骤a)、b)；
第三步、计算人体电击伤损害评价因子，由下式得到人体承受的电击伤损害评价因子G：
Figure BDA0002689048520000021
上式中，G为人体电击伤损害评价因子，q为总测试点的个数，Umi为第i个测试点的电位测量值，li为第i个测试点到KR-1G型接地装置几何中心的直线距离，hi为第i个测试点下圆盘电极在均匀土壤中的垂直埋入深度，ρ为均匀土壤电阻率，I为KR-1G型接地装置上的注入电流。
第四步，进行人体承受的电击伤损害程度评价：
若G∈[0,12.5)，则判定几乎无电击伤危害；若G∈[12.5,62.5)，则判定发生电击伤危害较小；若G∈[62.5,+∞)，则判定发生电击伤危害较大，会危及生命安全。
本发明与现有技术相比，其有益效果为：
1)测评系统具有安全可靠、操作便捷、简单实用的特点，可有效测量得到土壤表面电位分布情况；
2)能够有效进行装置化与软件化结合的电网线路接地故障下对计及差异化人身压力的电击伤损害的评价；
3)本发明中的测评方法能得出不同人身压力下的人员发生电击伤危害的损害程度，并综合因素进行危害等级判定。
附图说明
图1是本发明使用时的地表电位测量试验平台总体结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
由图1可知本发明提供的实验平台和方法，包括如下步骤：
第一步，搭建地表电位测试平台，用于测试电网线路接地故障下地表电位测试，该平台包括KR-1G型接地装置(20)、均匀土壤(21)、电流发生模块(22)、地表电位测试模块(23)、上位机(24)、零电位极(25)；
所述地表电位测试模块(23)包括圆盘电极(1)、空心柱状绝缘支架一(2)、柱状铜栓(3)、砝码(4)、空心柱状绝缘支架二(5)、导线一(8)、导线二(9)、导线三(10)、导线四(11)、导线五(12)、导线六(13)、无线数据传输器(14)、电阻(15)、电气参数记录仪(16)、罗氏线圈(17)、锂电池组(18)、绝缘箱(19)；
所述空心柱状绝缘支架一(2)、空心柱状绝缘支架二(5)分别固定于绝缘箱(19)两侧，所述电气参数记录仪(16)通过导线三(10)与锂电池组(18)，所述电气参数记录仪(16)通过导线四(11)与无线数据传输器(14)连接，所述圆盘电极(1)的顶端与导线一(8)尾端相连，导线一(8)顶端与电阻(15)左端相连，电阻(15)右端通过导线二(9)与零电位极(25)相连，罗氏线圈(17)套在导线二(9)上，罗氏线圈(17)输出端通过导线五(12)与电气参数记录仪(16)电连接；
所述无线数据传输器(14)将电气参数记录仪(16)记录的电位值无线传输至上位机(24)；所述零电位极(25)提供零点电位；
所述电流发生模块(22)通过导线六(13)与KR-1G型接地装置(20)相连；所述KR-1G型接地装置(20)埋在均匀土壤(21)中；
第二步、进行土壤表面电位测试：
a)打开电流发生模块(22)，注入电流于KR-1G型接地装置(20)上，用地表电位测试模块(23)测试均匀土壤(21)表面上任意一点的电位，无线数据传输器(14)将电气参数记录仪(16)记录的电位值无线传输至上位机(24)；
b)在土壤表面变换不同地点移动地表电位测试模块(23)，并重复步骤a)；
c)更换不同质量的砝码(4)，并测量出对应工况下圆盘电极(1)在均匀土壤(21)中的垂直埋入深度，然后重复步骤a)、b)；
第三步、计算人体电击伤损害评价因子，由下式得到人体承受的电击伤损害评价因子G：
Figure BDA0002689048520000041
上式中，G为人体电击伤损害评价因子，q为总测试点的个数，Umi为第i个测试点的电位测量值，li为第i个测试点到KR-1G型接地装置(20)几何中心的直线距离，hi为第i个测试点下圆盘电极(1)在均匀土壤(21)中的垂直埋入深度，ρ为均匀土壤(21)电阻率，I为KR-1G型接地装置(20)上的注入电流。
第四步，进行人体承受的电击伤损害程度评价：
若G∈[0,12.5)，则判定几乎无电击伤危害；若G∈[12.5,62.5)，则判定发生电击伤危害较小；若G∈[62.5,+∞)，则判定发生电击伤危害较大，会危及生命安全。

Claims (1)

1.计及差异化人身压力的电击伤损害评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步，搭建地表电位测试平台，用于测试电网线路接地故障下地表电位测试，该平台包括KR-1G型接地装置(20)、均匀土壤(21)、电流发生模块(22)、地表电位测试模块(23)、上位机(24)、零电位极(25)；
所述地表电位测试模块(23)包括圆盘电极(1)、空心柱状绝缘支架一(2)、柱状铜栓(3)、砝码(4)、空心柱状绝缘支架二(5)、导线一(8)、导线二(9)、导线三(10)、导线四(11)、导线五(12)、导线六(13)、无线数据传输器(14)、电阻(15)、电气参数记录仪(16)、罗氏线圈(17)、锂电池组(18)、绝缘箱(19)；
所述空心柱状绝缘支架一(2)、空心柱状绝缘支架二(5)分别固定于绝缘箱(19)两侧，所述电气参数记录仪(16)通过导线三(10)与锂电池组(18)连接 ，所述电气参数记录仪(16)通过导线四(11)与无线数据传输器(14)连接，所述圆盘电极(1)的顶端与导线一(8)尾端相连，导线一(8)顶端与电阻(15)左端相连，电阻(15)右端通过导线二(9)与零电位极(25)相连，罗氏线圈(17)套在导线二(9)上，罗氏线圈(17)输出端通过导线五(12)与电气参数记录仪(16)电连接；
所述无线数据传输器(14)将电气参数记录仪(16)记录的电位值无线传输至上位机(24)；所述零电位极(25)提供零点电位；
所述电流发生模块(22)通过导线六(13)与KR-1G型接地装置(20)相连；所述KR-1G型接地装置(20)埋在均匀土壤(21)中；
第二步、进行土壤表面电位测试：
a)打开电流发生模块(22)，注入电流于KR-1G型接地装置(20)上，用地表电位测试模块(23)测试均匀土壤(21)表面上任意一点的电位，无线数据传输器(14)将电气参数记录仪(16)记录的电位值无线传输至上位机(24)；
b)在土壤表面变换不同地点移动地表电位测试模块(23)，并重复步骤a)；
c)更换不同质量的砝码(4)，并测量出对应工况下圆盘电极(1)在均匀土壤(21)中的垂直埋入深度，然后重复步骤a)、b)；
第三步、计算人体电击伤损害评价因子，人体承受的电击伤损害评价因子G：
Figure FDA0003023230670000011
上式中，G为人体电击伤损害评价因子，q为总测试点的个数，Umi为第i个测试点的电位测量值，li为第i个测试点到KR-1G型接地装置(20)几何中心的直线距离，hi为第i个测试点下圆盘电极(1)在均匀土壤(21)中的垂直埋入深度，ρ为均匀土壤(21)电阻率，I为KR-1G型接地装置(20)上的注入电流；
第四步，进行人体承受的电击伤损害程度评价。
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