CN112395788A - 一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及配网中性点不同接地方式下的人身安全评估，具体是一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，包括建立故障点接地极模型，求出故障点的接地电阻；根据故障点的接地电阻计算出故障点的入地电流；将入地电流作为激励施加于故障点接地极模型，求出故障点的电位分布，得出故障点的跨步电位差和接触电位差；根据配网中性点接地方式，确定人身安全评估原则；根据人身安全评估原则，针对故障点的电位分布进行人身安全评估和决策。本发明通过小电阻接地方式改造的背景，对小电阻接地系统单相接地故障的跨步电位差分布进行了仿真分析，从而为小电阻改造过程中绝缘水平选择、避雷器选型以及人身安全防护提供理论支撑与技术指导。
Description
技术领域
本发明涉及配网中性点不同接地方式下的人身安全评估，具体是一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法。
背景技术
在电力系统中，变电站内部接地故障发生时接地装置的接触和跨步电位差已有相关的规定，但对于站外输电线路发生故障时，由于发生中间接地故障的情况多，因此而对故障点的接触跨步电位差未作涉及，只是对架空线路和电缆的接地装置作了相关要求。近年来由于配网电缆化率的提高，配网电容电流骤增，中性点改造的需求日益突出。由于配网线路贯穿人口密集区的情况日益增多，很有必要分析不同中性点接地方式下故障点周围的人身安全情况。
针对上述问题，众多学者开展了不同中性点接地方式下故障点周围人身安全情况的研究。典型的评估方法有：现场试验法、仿真法等。现场试验法为最直接的评估方法，目前学者通过现场配网线路认为进行金属接地、弧光接地，或者使配网线路经过横担接地来测试接地点附近的电压分布和跨步电位差，但存在试验代价高、一次接线存在人身风险、评估类型有限等诸多缺点，工程可行性不大。仿真法多采用有限元法建立接地点有限元模型，注入电流进行电位分布计算，但存在电流计算不准确、故障设备接地点模型不全等缺点，导致无法对配网线路各种导线接地故障、杆塔接地故障、配变接地故障等状况进行综合评估。现场运行经验表明，配电线路设备众多，危及人身安全的接地故障点主要为线路断线坠地、线路经杆塔接地以及配变内部单相接地故障，若采用试验的方法对以上三种情形进行评估，需要耗费大量的人力物力，而传统的两种评估方法均无法完全满足实际需求。
因此，有必要开发一种精确的配网接地方式改造下人身安全性的评估方法。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供了一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，所述评估方法包括：
步骤一，建立故障点接地极模型，求出故障点的接地电阻；
步骤二，根据故障点的接地电阻计算出故障点的入地电流；
步骤三，将入地电流作为激励施加于故障点接地极模型，求出故障点的电位分布，得出故障点的跨步电位差和接触电位差；
步骤四，根据配网中性点接地方式，确定人身安全评估原则；
步骤五，根据人身安全评估原则，针对故障点的电位分布进行人身安全评估和决策。
进一步的，在所述步骤一中，建立人身安全评估所需的基本故障模型，所述故障点接地极模型包括架空导线坠地模型、绝缘导线坠地模型、导线经水泥杆塔接地模型、配变台区高压侧接地模型、土壤电阻率三层模型；特别的，对于配变台区高压侧接地模型，配变台区或者环网柜都可适用，且由于处于人流密集区，是评估的重要因素之一。
进一步的，在所述步骤一中，对接地极进行基于有限元法的网格剖分，注入激励电流，求出接地极的电阻值。
进一步的，在所述步骤二中，基于ATP－EMTP软件建立配网电气系统模型，计算不同接地方式下单相接地故障点的入地电流，其中主变采用ATP中的BCTRAN模型，根据出厂测试报告输入参数，线路采用ATP中的BCTRAN模型，根据线路的类型和参数准确输入。
进一步的，对于中性点不接地系统，在所述配网电气系统模型中模拟一个具有过渡电阻的单相接地故障，再求得入地电流
进一步的，对于中性点经小电阻接地系统，根据简化等效电路，求故障点的入地电流
以大地作为电压参考零点，由电路理论中的结点电压法有：
又因三相电压源对称有：
联立式1.1和式1.2可解得中性点电压：
对于发生短路的支路，根据欧姆定律可得短路时接地电流：
进一步解得故障点的入地电流，其计算公式如下：
其中，
为故障点电流；
为中性点电压；
为短路点电压；
为A、B、C相电压；Rg为接地极电阻，RN为中性点接地电阻；CΣ为输电线路对地的总电容；j为虚数单位；ω为角频率。
进一步的，在所述步骤三中，采用ANSYS或CDEGS仿真软件建立导线坠地模型，模拟发生裸导线坠地故障、绝缘导线坠地单相短路故障、导线经杆塔接地故障、配变台区接地故障，计算故障点周围的跨步电位差和接触电位差。
进一步的，人体实际承受的跨步电位差计算公式为：
式中，
为故障点电流；地面A、B两点即两脚之间的距离为b；l为两点离接地体较远一点到接地体中心的距离；ρb为土壤表层的电阻率。
进一步的，根据国家电力行业标准《交流电气装置接地规范[S].2011.》要求，通过获取故障点入地电流值的大小和单相接地故障切除时间计算故障点周围跨步电位差的限值Us和接触电位差的限值Ut；
小电阻接地系统发生单相故障时，发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差的限值通过以下公式计算：
对于6kV－66kV不接地、谐振接地和高电阻接地的系统，发生单相接地故障后，当不迅速切除故障时，发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差的限值通过以下公式计算：
Ut＝50+0.05ρsCs 1.9
Us＝50+0.2ρsCs 1.10
式中，Ut表示接触电位差，Us表示跨步电位差，ρs表示代表层的土壤电阻率，Cs为表层衰减系数，t为故障持续时间。
进一步的，将不同的故障点接地极模型的故障点周围的电位分布与人身安全评估原则中对应的故障点周围跨步电位差的限值和接触电位差的限值，进行对比，确定人身安全范围和人身防护措施。
本发明的有益效果：由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、采用ANSYS或CDEGS仿真软件对小电阻接地系统、不接地系统、消弧线圈接地系统下单相接地故障的跨步电位差分布、接触电位差进行精确计算；
2、根据计算结果，对人身安全防护提供理论支撑，对防范措施如配变附近加装围栏的宽度、配变保护接地和工作接地分开距离提供技术指导，为中性点接地方式改造策略提供依据。
附图说明
图1为本发明实施例中一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法的步骤流程图；
图2为本发明实施例中单相接地短路故障简化模型；
图3为本发明实施例中导线坠地示意图；
图4为本发明实施例中裸导线坠地放大图；
图5为本发明实施例中绝缘导线坠地放大图；
图6为本发明实施例中水泥杆塔接地极模型图；
图7为本发明实施例中配变台区环形接地极模型图；
图8为本发明实施例中大地表层土壤电阻率分布情况图；
图9为本发明实施例中基于有限元法的裸导线坠地接地电阻计算模型图；
图10为本发明实施例中故障点5m范围内的电位衰减曲线；
图11为本发明实施例中配变台区接地的跨步电位差分布如图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
参照图1－11所示，本发明的优选实施例，一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，所述评估方法包括：
步骤一，建立故障点接地极模型，求出故障点的接地电阻；
步骤二，根据故障点的接地电阻计算出故障点的入地电流；
步骤三，将入地电流作为激励施加于故障点接地极模型，求出故障点的电位分布，得出故障点的跨步电位差和接触电位差；
步骤四，根据配网中性点接地方式，确定人身安全评估原则；
步骤五，根据人身安全评估原则，针对故障点的电位分布进行人身安全评估和决策。
在本实施例中，在所述步骤一中，建立人身安全评估所需的基本故障模型，所述故障点接地极模型包括架空导线坠地模型、绝缘导线坠地模型、导线经水泥杆塔接地模型、配变台区高压侧接地模型、土壤电阻率三层模型；特别的，对于配变台区高压侧接地模型，配变台区或者环网柜都可适用，且由于处于人流密集区，是评估的重要因素之一。
在本实施例中，在所述步骤一中，对接地极进行基于有限元法的网格剖分，注入激励电流，求出接地极的电阻值。
在本实施例中，在所述步骤二中，基于ATP－EMTP软件建立配网电气系统模型，计算不同接地方式下单相接地故障点的入地电流，其中主变采用ATP中的BCTRAN模型，根据出厂测试报告输入参数，线路采用ATP中的BCTRAN模型，根据线路的类型和参数准确输入。
在本实施例中，对于中性点不接地系统，在所述配网电气系统模型中模拟一个具有过渡电阻的单相接地故障，再求得入地电流
在本实施例中，对于中性点经小电阻接地系统，根据简化等效电路，求故障点的入地电流
以大地作为电压参考零点，由电路理论中的结点电压法有：
又因三相电压源对称有：
联立式1.1和式1.2可解得中性点电压：
对于发生短路的支路，根据欧姆定律可得短路时接地电流：
进一步解得故障点的入地电流，其计算公式如下：
其中，
为故障点电流；
为中性点电压；
为短路点电压；
为A、B、C相电压；Rg为接地极电阻，RN为中性点接地电阻；CΣ为输电线路对地的总电容；j为虚数单位；ω为角频率。
在本实施例中，在所述步骤三中，采用ANSYS或CDEGS仿真软件建立导线坠地模型，模拟发生裸导线坠地故障、绝缘导线坠地单相短路故障、导线经杆塔接地故障、配变台区接地故障，计算故障点周围的跨步电位差和接触电位差。
在本实施例中，人体实际承受的跨步电位差计算公式为：
式中，
为故障点电流；地面A、B两点，即两脚之间的距离为b；l为两点离接地体较远一点到接地体中心的距离；ρb为土壤表层的电阻率。
在本实施例中，根据国家电力行业标准《交流电气装置接地规范[S].2011.》要求，通过获取故障点入地电流值的大小和单相接地故障切除时间计算故障点周围跨步电位差的限值Us和接触电位差的限值Ut；
小电阻接地系统发生单相故障时，发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差的限值通过以下公式计算：
对于6kV－66kV不接地、谐振接地和高电阻接地的系统，发生单相接地故障后，当不迅速切除故障时，发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差的限值通过以下公式计算：
Ut＝50+0.05ρsCs 1.9
Us＝50+0.2ρsCs 1.10
式中，Ut表示接触电位差，Us表示跨步电位差，ρs表示代表层的土壤电阻率，Cs为表层衰减系数，t为故障持续时间。
在本实施例中，将不同的故障点接地极模型的故障点周围的电位分布与人身安全评估原则中对应的故障点周围跨步电位差的限值和接触电位差的限值，进行对比，确定人身安全范围和人身防护措施。
本发明采用ANSYS或CDEGS仿真软件对小电阻接地系统、不接地系统、消弧线圈接地系统下单相接地故障的跨步电位差分布进行精确计算；本发明根据计算结果，对人身安全防护提供理论支撑，对防范措施如配变附近加装围栏的宽度、配变保护接地和工作接地分开距离提供技术指导。
为便于对本发明的理解，以下对本发明进行较为详细的解释：
一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，所述评估方法包括：
步骤一，建立故障点接地极模型，基于有限元法求出故障点接地电阻Rg，其中ANSYS模型用于处理接地极与土壤接触面很小的情况，CDEGS模型用于处理其它情况；
步骤二，建立精确的10kV或35kV系统电气模型，用该接地电阻代入EMTP－ATP软件中计算出故障点入地电流；
步骤三，用该电流作为激励施加于故障点接地极模型，求出故障点电位分布，以此计算出跨步电位差和接触电位差。
步骤四，根据系统接地方式，确定人身安全评估原则；
步骤五，根据故障点电位分布计算结果，对人身安全进行评估和决策。
在步骤一中，获取故障点附近典型土壤电阻率分布情况，采用ANSYS或CDEGS仿真软件建立如图3所示模型，模拟计算裸导线(图4)、绝缘导线坠地(图5)单相短路故障，导线经杆塔接地(图6)，配变高压侧接地(图7)四种常见情况下故障点电极模型，根据实际尺寸输入参数，并求出故障点电极的接地电阻Rg。其中导线坠地模型对应于现场的雷击或外力破坏导致的单相断线故障，根据导线是否绝缘化分为架空导线和绝缘导线，并分别采用不同的模型；导线经杆塔接地故障模型对应于现场水泥杆塔的横担或者避雷器击穿导致的线路经水泥杆塔内部杆筋接地的情况；配变台区高压侧接地模型则对应于现场配变高压侧单相击穿，导致高压侧经配变本体及环形接地极接地的情况。以上模型可满足配网站外单相接地故障的几类基本情形，并抽象形成具体计算模型，进行定量和定性的评估工作。
其中图5为绝缘导线坠地的放大图，由于有外绝缘层，因此假设其与地的接触类似于细圆柱电极轻微压入大地的情况；图6为经杆塔内部钢筋接地；图7为配变台区环形接地极模型。
在步骤二中，当配电网发生单相接地故障时，其短路电流的数值大小与过渡电阻Rg、中性点接入电阻RN、输电线路对地的总电容CΣ有关，同时也与三相输电系统的电源电压成正比。一般来说，某一条线路的Rg、RN、CΣ及电源电压都不会发生太大的改变，所以当线路发生单相接地时，其短路电流的数值主要取决于过渡电阻的大小。
在本发明10kV或35kV系统模型中，主变模型采用ATP中的BCTRAN模型来模拟主变，参数来源于出厂测试报告；输入参数有铁芯类型、高中低绕组电压等级、以及出厂试验中的空载实验和短路实验等数据；消弧线圈模型采用Z型接线的接地变与电感L串联的模型，并可并联一个电阻来模拟阻尼电阻；小电阻则通过Z型接线的接地变串联一电阻R来模拟；采用线路模型包括电缆线路和架空线路，对于架空线路，采用LCC中的overheadline模块，线路参数参考实际线路参数，模拟单相接地，计算出精确的接地电流值。对于电缆线路，某10kV三芯电缆参数如表1所示。
表1
对于中性点不接地系统，其故障点电流
可在上述配网电气系统模型中模拟一个过渡电阻大小为Rg的单相接地故障，进而得到准确的入地电流
对于中性点经小电阻接地系统，由于电容电流对入地电流的影响较小，可根据简化等效电路图2，求故障点的入地电流
以大地作为电压参考零点，由电路理论中的结点电压法有：
又因三相电压源对称有
联立式1.1和式1.2可解得中性点电压
对于发生短路的支路，根据欧姆定律可得短路时接地电流
进一步解得故障点的入地电流，其计算公式如下：
其中，
为故障点电流；
为中性点电压；
为短路点电压；
为A、B、C相电压；Rg为接地极电阻，RN为中性点接地电阻；CΣ为输电线路对地的总电容；j为虚数单位。
同样，其故障点电流
也可在上述配网电气系统模型中模拟一个过渡电阻大小为Rg的单相接地故障，进而得到准确的入地电流
在步骤三中，已计算得出的接地电流值为激励，施加于ANSYS或CDEGS模型中，计算出故障点周围的电位分布。最大跨步电位差取决于交流电流达到峰值的瞬态，因此可采用ansys电磁场模块的电流场模型进行计算，考虑有限元计算简化的等效条件，整体模型在导线轴向具有对称性，采用三维二分之一模型。电流从接地导线注入，大地模型外边界设置为零电位。在大地表面，以接地导线为起点为路径，提取电位分布数据，经计算即可获得跨步电位差。
在步骤四中，标准《交流电气装置的过电压保护和绝缘配合[S].2014.》对变电站内部接地故障发生时接地装置的跨步电位差值Us和接触电位差值Ut做了相关的规定，对于站外输电线路发生故障时，发生中间接地故障的情况多，故障点电阻率不可能人为控制，因此而对故障点的跨步电位差值Us和接触电位差值Ut未作涉及，只是对架空线路和电缆的接地装置作了相关要求。由于配网线路贯穿人口密集区的情况日益增多，很有必要分析故障点周围的人身安全情况。
在本实施例中，人体实际承受的跨步电位差计算公式为：
式中，
为故障点电流；b为地面A、B两点(两脚之间)的距离，l为两点离接地体较远一点到接地体中心的距离，ρb为土壤表层的电阻率。
对于人体(电阻约1500Ω，近似高阻接地)直接接触线路这种情况，无论是谐振接地系统还是小电阻接地系统，实际中都无法及时有效的切除线路(高阻接地的识别率很低)，即人体均会被电弧灼伤，也就无比较的意义，因此这里只考虑故障点周围的跨步电位差。
首先对站内接地人身安全进行评估，不同中性点接地系统对人身安全的影响与单相接地故障时的故障电流、故障点电压、故障持续时间、对人身的危害程度等因素相关。根据国家电力行业标准《交流电气装置接地规范[S].2011.》第4.2条规定，6－35kV经小电阻接地系统发生单相故障时，发电厂和变电站接地装置的接触和跨步电位差安全值如下：
式中Ut表示接触电位差，Us表示跨步电位差，ρs表示代表层的土壤电阻率，Cs为表层衰减系数，t为故障持续时间。
对于6kV－66kV不接地、谐振接地和高电阻接地的系统，发生单相接地故障后，当不迅速切除故障时，发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差分别不应超过以下限值：
Ut＝50+0.05ρsCs 1.9
Us＝50+0.2ρsCs 1.10
根据实际系统参数的零序保护整定值，假设小电阻接地系统中对单相故障切除的时间为1s，接触电位差安全值为174+0.05ρsCs，而原先谐振接地情况下，允许的接触电位差为50+0.05ρsCs，可知正常情况下改造后站内的接触和跨步电位差安全值还会升高，满足身体安全限值要求。
因此，式1.4、1.5、1.7、1.8为不同接地方式下人身安全评估原则。
在步骤五中，根据ANSYS或CDEGS软件计算得出的跨步和接触电位差分布，与步骤四中的接触和跨步电位差限值进行比较，得出安全范围，并对接触和跨步电位差超标的区域做出相应的防护措施，具体的防护措施有：重新改造地网将接地电阻降低至0.5欧姆以下、在接触和跨步电位差超标区域装设围栏、在接触和跨步电位差超标区域铺设鹅卵石等。
本发明采用ANSYS或CDEGS仿真软件对小电阻接地系统单相接地故障的跨步电位差分布进行仿真，从而达到为小电阻改造过程中人身安全防护提供理论支撑与技术指导的目的。
为便于对本发明的理解，以下提供一个较为具体的仿真实施例：
本仿真为计算某地区变电站小电阻接地改造后断线坠地时对人身的安全影响。仿真分为断线坠地、绝缘子击穿后经水泥杆杆塔内部钢筋接地、配变台区接地三大类情况。
根据步骤一，首先断线坠地仿真基本示意图如附图3所示：导线分裸导线与绝缘导线。
其中附图4为裸导线接触大地部分的放大图，导线的半径r＝0.57cm，与地面接触简化成圆柱形，材质为铝导线，并压入大地的深度为d＝0.57cm，平放的导线长20cm。其中附图5为绝缘导线坠地的放大图，由于其有外绝缘层，因此假设其与地的接触类似于细圆柱电极轻微压入大地0.57cm深度。
其次经杆塔内部钢筋接地仿真如图6所示，该部分接地电阻可以采用ANSYS仿真软件计算，也可以用接地专业计算软件CDEGS来计算。根据实际尺寸，钢筋圆环半径15cm，钢筋半径0.6cm，共八根，对称等距分布，埋入土壤中1.5m。
最后经配变台区地网接地故障仿真如图7所示，
土壤电阻率模型采用三层模型，采用该地区的实际测量数据，如图8所示，第一层其电阻率为200Ω·m之间，厚度为1m；第二层，其电阻率为500Ω·m，厚度在15m；第三层电阻率为300Ω·m，厚度44m(加起来模型共60m)。
计算采用ANSYS有限元仿真软件进行，建立的裸导线坠地模型如图4所示，在导线注入50Hz的电流，计算得到裸导线水平坠地情况下的过渡电阻为1020Ω，同理，在绝缘导线坠地情况下计算的过渡电阻为4652Ω。
在本实施例中，根据步骤二，将导线接地的过渡电阻代入图1中的10kV系统模型(中性点小电阻10Ω)，得到接地故障出的入地电流分别是5.66A和1.216A。对于经杆塔接地的情况，计算得到接地电阻为48.52Ω，而故障入地电流为95.13A。
在本实施例中，根据步骤三，模型中对接地部分施加相应的电流激励(故障电流)，得到周围5m内的电位分布如图9所示，其中a为三层土壤模型，b为坠地裸导线模型，根据跨步电位差的定义，0－1m、1－2m、2－3m、3－4m内电压差如表2所示。由图9可知导线直接坠地时，故障点的电位在1m内迅速下降到200V以内，而经杆塔接地故障时，电位下降趋势有所减缓，要到3m内电位才降低至200V以内。
表2
| 距故障点距离/m | 裸导线坠地 | 绝缘导线坠地 | 经杆塔接地 |
| 0－1m | 5504.3 | 5600.8 | 4289.42 |
| 1－2m | 108.62 | 191.27 | 631.67 |
| 2－3m | 44.56 | 68.33 | 204.62 |
| 3－4m | 25.73 | 38.03 | 91.601 |
在本实施例中，根据步骤四，跨步电位差对人身安全的威胁并不单纯由电压水平决定，而最终体现在流经人体的电流强度以及通流时间上，其影响因素包括接地过渡电阻表层土壤平均电阻率大小以及故障电流持续时间等，对于故障无法及时切除的情况，人体承受跨步电位差的安全值Us＝50+0.2ρsCs，即90V；对于经杆塔和配变台区接地的情况，由于过渡电阻小，假设1s内切除故障，根据式1.5得到跨步电位差安全值为314V；
根据步骤五，最终计算得到故障点周围5m内的电位分布如图9所示，跨步电位差如表2所示。
对于导线坠地的情况(因过渡电阻太高无法识别，故障长时间存在，跨步电位差的安全值为90V，接触电位差安全值为314V)，由图9可知导线直接坠地时，故障点的电位在1m内迅速下降到200V以内，因此在故障点2m外是安全的。对于经杆塔接地的情况(故障长时间存在，跨步电位差的安全值为90V)，电位下降趋势有所减缓，要到3m内电位才降低至200V以内，根据计算结果同样故障点2m外是安全的。可见，无论是何种情况，人体在距接地故障点2m以外是安全的，但在0－1m时即会受到威胁，且导线尤其是绝缘导线坠地短路时由于其接触面小，过渡电阻更大，系统更不易切除故障，地表电势迅速，增大了跨步电位差，会更加危险。而导线经杆塔接地时由于杆塔本身接地电阻较小，地表电势衰减较缓，对人体威胁也小一些。
对于配变台区接地，计算跨步电位差分布如图11所示，由于过渡电阻小，故障在1s内切除，跨步电位差的安全值为314V，因此距配变中心4m外跨步电位差在安全限值内，考虑到配变处于人流密集区域，因此需对配变中心4m外加装围栏，并在地面铺设鹅卵石以改善表面电位分布。
在不出现冲突的前提下，本领域技术人员可以将上述附加技术特征自由组合以及叠加使用。
可以理解，本发明是通过一些实施例进行描述的，本领域技术人员知悉的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以对这些特征和实施例进行各种改变或等效替换。另外，在本发明的教导下，可以对这些特征和实施例进行修改以适应具体的情况及材料而不会脱离本发明的精神和范围。因此，本发明不受此处所公开的具体实施例的限制，所有落入本申请的权利要求范围内的实施例都属于本发明所保护的范围内。
Claims (10)
1.一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于，所述评估方法包括：
步骤一，建立故障点接地极模型，求出故障点的接地电阻；
步骤二，根据故障点的接地电阻计算出故障点的入地电流；
步骤三，将入地电流作为激励施加于故障点接地极模型，求出故障点的电位分布，得出故障点的跨步电位差和接触电位差；
步骤四，根据配网中性点接地方式，确定人身安全评估原则；
步骤五，根据人身安全评估原则，针对故障点的电位分布进行人身安全评估和决策。
2.根据权利要求1所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：在所述步骤一中，建立人身安全评估所需的基本故障模型，所述故障点接地极模型包括架空导线坠地模型、绝缘导线坠地模型、导线经水泥杆塔接地模型、配变台区高压侧接地模型、土壤电阻率三层模型。
3.根据权利要求1所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：在所述步骤一中，对接地极进行基于有限元法的网格剖分，注入激励电流，求出接地极的电阻值。
4.根据权利要求1所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：在所述步骤二中，基于ATP－EMTP软件建立配网电气系统模型，计算不同接地方式下单相接地故障点的入地电流，其中主变采用ATP中的BCTRAN模型，根据出厂测试报告输入参数，线路采用ATP中的BCTRAN模型，根据线路的类型和参数准确输入。
5.根据权利要求4所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：对于中性点不接地系统，在所述配网电气系统模型中模拟一个具有过渡电阻的单相接地故障，再求得入地电流
6.根据权利要求4所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：对于中性点经小电阻接地系统，根据简化等效电路，求故障点的入地电流
以大地作为电压参考零点，由电路理论中的结点电压法有：
又因三相电压源对称有：
联立式1.1和式1.2可解得中性点电压：
对于发生短路的支路，根据欧姆定律可得短路时接地电流：
进一步解得故障点的入地电流，其计算公式如下：
其中，
为故障点电流；
为中性点电压；
为短路点电压；
为A、B、C相电压；Rg为接地极电阻，RN为中性点接地电阻；CΣ为输电线路对地的总电容；j为虚数单位；ω为角频率。
7.根据权利要求1所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：在所述步骤三中，采用ANSYS或CDEGS仿真软件建立导线坠地模型，模拟发生裸导线坠地故障、绝缘导线坠地单相短路故障、导线经杆塔接地故障、配变台区接地故障，计算故障点周围的跨步电位差和接触电位差。
8.根据权利要求7所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：人体实际承受的跨步电位差计算公式为：
式中，
为故障点电流；地面A、B两点，即两脚之间的距离为b；l为两点离接地体较远一点到接地体中心的距离；ρb为土壤表层的电阻率。
9.根据权利要求8所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：通过获取故障点入地电流值的大小和单相接地故障切除时间计算故障点周围跨步电位差的限值Us和接触电位差的限值Ut；
小电阻接地系统发生单相故障时，发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差的限值通过以下公式计算：
对于6kV－66kV不接地、谐振接地和高电阻接地的系统，发生单相接地故障后，当不迅速切除故障时，发电厂和变电站接地装置的接触电位差和跨步电位差的限值通过以下公式计算：
Ut＝50+0.05ρsCs 1.9
Us＝50+0.2ρsCs 1.10
式中，Ut表示接触电位差，Us表示跨步电位差，ρs表示代表层的土壤电阻率，Cs为表层衰减系数，t为故障持续时间。
10.根据权利要求9所述的一种配网中性点接地方式改造人身安全精确评估方法，其特征在于：将不同的故障点接地极模型的故障点周围的电位分布与人身安全评估原则中对应的故障点周围跨步电位差的限值和接触电位差的限值，进行对比，确定人身安全范围和人身防护措施。
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