[发明专利]基于电气设施漏电环境的地面电位分布模拟方法

说明书

本申请提供一种基于电气设施漏电环境的地面电位分布模拟方法，该方法应用于地面电位分布模拟装置，该装置包括模拟地面、漏电极以及零电位电极，确定漏电极轴线到零电位电极的距离，将地面电位模拟装置上待测电压的地点作为目标地点，根据目标地点与漏电极轴线之间的距离以及漏电极轴线到零电位电极的距离，计算目标地点的电位系数，获取电气设施漏电环境的土壤电阻率、电气设施的供电电压以及电气设施的接地电阻，根据土壤电阻率、供电电压以及接地电阻，计算漏电极与零电位电极之间的电压，根据电位系数、漏电极与零电位电极之间的电压，获得地面电位分布结果，以便利用所述地面分布结果计算所述目标地点的电位。

技术领域

本申请涉及用电安全教育及培训技术领域，具体涉及一种基于电气设施漏电环境的地面电位分布模拟方法。

背景技术

大地具有导电性，大地的电阻率远大于金属导体的电阻率，在通常情况下，地面是等电位的，一般取大地为零电位参考点。但是，当有电流由某一点注入大地时，电流将在大地中扩散，大地表面将失去等电位性，大地表面电位分布的特点为电流入地点的电位最高，随着距电流入地点距离的增加，电位会降低至零。如果有人体或动物位于距离电流入地点较近的区域活动，则人或动物的两脚之间存在电位差，该电位差称为跨步电压。两脚之间存在跨步电压时将有电流经一条腿流向另一条腿，与大地形成通路，从而发生触电事故。例如，一旦公共场合发生电气设施漏电，容易造成电气设施周围活动人群的人身伤害，为了研究电气设施漏电对人体的伤害程度以及进行直观的电气安全培训，需了解电气设施漏电时地面电位情况。

目前，研究电气设施漏电时地面电位情况一般是构建一个实体模型，该实体模型包括模拟地面、漏电极以及零电位电极，如图1所示，模拟地面为圆柱体结构，底面设有绝缘层，所述模漏电极为圆柱体结构，所述漏电极位于所述模拟地面的中心位置，所述零电位电极为圆柱体结构，所述零电位电极位于所述模拟地面的边缘位置，采用试验仪器向漏电极注入试验电流，电压表或万用表测量漏电极和距离漏电极某处的跨步电压值，将测量结果通过电流折算成真实漏电环境中漏电极注入电流时的跨步电压值，根据跨步电压值的大小确定漏电极周围的电位情况。

然而，这种方法试验电流较小，一般不超过200A，虽然能够测量得到漏电极周围地面的跨步电压值，但是注入实体模型漏电极的电流较小，在漏电极周围地面产生的跨步电压值较小，通常为毫伏级别，跨步电压测试过程中采用的电压表或万用表精度有限，不能精确读取漏电极周围地面的跨步电压值，而且通过电流折算会引入新的误差，故这种测试方法得到的跨步电压不够精确，不能精确确定漏电极周围的电位分布情况。

发明内容

本申请提供一种基于电气设施漏电环境的地面电位分布模拟方法，以解决现有技术中不能精确确定漏电极周围的电位分布情况。

本申请提供一种基于电气设施漏电环境的地面电位分布模拟方法，所述地面电位分布模拟方法应用于地面电位分布模拟装置，所述地面电位分布模拟装置包括模拟地面、漏电极以及零电位电极，所述模拟地面为圆柱体结构，底面设有绝缘层；所述漏电极为圆柱体结构，所述漏电极位于所述模拟地面的中心位置，所述零电位电极为圆柱体结构，所述零电位电极位于所述模拟地面的边缘位置，所述地面电位分布模拟方法包括：

确定漏电极轴线到零电位电极的距离；

将地面电位模拟装置上待测电压的地点作为目标地点，根据所述目标地点与所述漏电极轴线之间的距离以及所述漏电极轴线到零电位电极的距离，计算所述目标地点的电位系数；

获取电气设施漏电环境的土壤电阻率、电气设施的供电电压以及电气设施的接地电阻；

根据所述土壤电阻率、所述供电电压以及所述接地电阻，计算漏电极与零电位电极之间的电压；

根据所述电位系数、漏电极与零电位电极之间的电压，获得地面电位分布结果，以便利用所述地面分布结果计算所述目标地点的电位。

可选的，按照预设比例确定漏电极轴线到零电位电极的距离。