[發(fā)明專(zhuān)利]垂直分層土壤下斷線(xiàn)接桿塔故障跨步電壓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010113065.2
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111239473B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅玉珠;李文;李凱恩;羅俊元;王駿;楊琦;謝宗祿;張翔
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司臨滄供電局
• 主分類(lèi)號(hào): G01R19/165
• 分類(lèi)號(hào): G01R19/165;G08C17/02
• 代理公司: 昆明正原專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 53100
• 代理人: 金耀生;于洪

1.一種垂直分層土壤下斷線(xiàn)接桿塔故障跨步電壓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的方法，其特征在于，采用垂直分層土壤下斷線(xiàn)接桿塔故障跨步電壓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)；

所述的垂直分層土壤下斷線(xiàn)接桿塔故障跨步電壓風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，包括羅氏線(xiàn)圈電流傳感器(101)、應(yīng)急警報(bào)燈(104)、聲音報(bào)警系統(tǒng)(105)、投影儀(106)和系統(tǒng)控制電路(200)；

所述的系統(tǒng)控制電路(200)包括直流電源模塊(201)、信號(hào)處理模塊(202)、運(yùn)算放大模塊(205)與無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊(108)；

直流電源模塊(201)、信號(hào)處理模塊(202)、運(yùn)算放大模塊(205)順序連接；

所述的直流電源模塊(201)包括太陽(yáng)能板(107)、鋰離子電池(203)和充放電控制電路(204)；

太陽(yáng)能板(107)、充放電控制電路(204)分別與鋰離子電池(203)相連；

信號(hào)處理模塊(202)還與羅氏線(xiàn)圈電流傳感器(101)、應(yīng)急警報(bào)燈(104)、投影儀(106)、無(wú)線(xiàn)發(fā)送模塊(108)相連；

運(yùn)算放大模塊(205)的輸出端與聲音報(bào)警系統(tǒng)(105)相連；

包括如下步驟：

第一步、計(jì)算故障時(shí)接地極土壤區(qū)域任意一點(diǎn)P_m的電位值V_Pm：

設(shè)該評(píng)估系統(tǒng)所固定的桿塔的十字接地裝置的總周長(zhǎng)為L(zhǎng)，將十字接地裝置分成n段大小一致的導(dǎo)體，設(shè)第j段導(dǎo)體的泄漏電流為I_j，其長(zhǎng)度為L(zhǎng)_j，則在桿塔周?chē)乇砣我恻c(diǎn)P_m產(chǎn)生的電位V_Pm為：

式中，R_Tj為第j段導(dǎo)體的接觸電阻；R_Pmj為互電阻，數(shù)值等于在第j段導(dǎo)體施加單位電流時(shí)P_m點(diǎn)的電位；g是計(jì)算點(diǎn)個(gè)數(shù)；c為修正系數(shù)；

R_Tj＝12.2182h₀^0.76·ρ₀^0.85·In(ρ₁) (2)

式中，ρ₁為該桿塔附近左側(cè)土壤的電阻率；由于接地裝置與土壤之間不完全緊密接觸，存在土壤顆粒與空氣間隙組成的接觸層，ρ₀為接觸層電阻率；h₀為接觸層厚度；

直角坐標(biāo)系下左側(cè)土壤區(qū)域互電阻為：

右側(cè)土壤區(qū)域互電阻為：

式(3)、(4)中，以十字形接地裝置幾何中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，Z軸垂直地面向下，X軸平行于輸電線(xiàn)指向用戶(hù)端，從天空往地表看Y軸為X軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)90°；沿著X軸對(duì)土壤進(jìn)行垂直劃分，其中X軸負(fù)方向的一側(cè)為左側(cè)土壤，正方向的為右側(cè)土壤，H為接地裝置幾何中心到分界面的距離；(x_j，y_j，z_j)為第j段導(dǎo)體中心點(diǎn)的坐標(biāo)；(x_m，y_m，z_m)為地面任意一點(diǎn)P_m的坐標(biāo)；(x_mj’，y_mj’，z_mj’，z_mj1’)＝(x_m-x_j，y_m-y_j，z_m-z_j，z_m+z_j)；ρ₂為右側(cè)土壤的電阻率；H_j為第j段導(dǎo)體的中心點(diǎn)到分界面距離；

第二步、用地表任意相距1m的兩點(diǎn)P、Q的電位差計(jì)得流過(guò)人體的電流值I_P：

式(6)中，V_P、V_Q分別為P、Q兩點(diǎn)的電位值；R_in為人體內(nèi)部電阻；R₀為人體皮膚電阻；b為人體等效接地半徑；ρ為P、Q兩點(diǎn)的平均電阻率；

式(7)中，(x₁，y₁，z₁)、(x₂，y₂，z₂)分別為以十字接地裝置幾何中心為坐標(biāo)原點(diǎn)的P、Q兩點(diǎn)坐標(biāo)；D為P、Q兩點(diǎn)到十字接地裝置中心距離的最大值；

第三步、根據(jù)人體可承受電流劃分跨步電壓危險(xiǎn)區(qū)域：

當(dāng)I_P＝100mA時(shí)，對(duì)應(yīng)P、Q兩點(diǎn)計(jì)算D＝D1；同理當(dāng)I_P＝25mA時(shí)，D＝D₂；I_P＝6mA時(shí)，D＝D₃；I_P＝1mA時(shí)，D＝D₄；當(dāng)I_P＞100mA，即D＜D₁時(shí)，該區(qū)域?yàn)橐坏任ｋU(xiǎn)；當(dāng)25＜I_P＜100mA，即D₁＜D＜D₂時(shí)，該區(qū)域?yàn)槎任ｋU(xiǎn)；當(dāng)6＜I_P＜25mA，即D₂＜D＜D₃時(shí)，該區(qū)域?yàn)槿任ｋU(xiǎn)；當(dāng)1＜I_P＜6mA，即D₃＜D＜D₄時(shí)，該區(qū)域?yàn)樗牡任ｋU(xiǎn)；當(dāng)I_P＜1mA，即D＞D₄時(shí)，該區(qū)域?yàn)榘踩珔^(qū)域。