欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2019107144586
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.计及土壤分层的单相线路短接杆塔人身安全评估系统的评估方法,其特征在于,包括电源模块(31)、线路模块(32)、跨步电压测试模块(33)、实验箱(23)和数据分析模块(22);

所述电源模块(31)包括依次连接的工频电源(1)、整流器(2)、逆变器(3)和变压器(4);

所述实验箱(23)包括上端搭载的线路模块(32)和下端搭载的跨步电压测试模块(33);

所述线路模块(32)包括A相线路(5)、B相线路(6)、C相线路(7)和三相负载(16);三相负载(16)为RLC负载;变压器(4)的三相出线分别连接到A相线路(5)、B相线路(6)和C相线路(7)的输入端;A相线路(5)包括依次连接的第一线路电阻(8)、第四线路电阻(12)和负载变压器(15)的A相变压单元,A相变压单元输出端连接到三相负载(16);B相线路(6)包括依次连接的第二线路电阻(9)、第五线路电阻(13)和负载变压器(15)的B相变压单元,B相变压单元的输出端也连接到三相负载(16);C相线路(7)包括第三线路电阻(10)、第六线路电阻(14)和负载变压器(15)的C相变压单元,第三线路电阻(10)的输入端为C相线路(7)的输入端,第三线路电阻(10)的输出端连接到断线模拟器(11)的输入导线(101),断线模拟器(11)的输出导线(102)连接到第六线路电阻(14)的输入端,第六线路电阻(14)的输出端连接到C相变压单元的输入端,C相变压单元的输出端也连接到三相负载(16);

所述断线模拟器(11)包括第一电流传感器(104)、第二电流传感器(105)、第三电流传感器(106)、第一高压开关(107)、第二高压开关(108)、第三高压开关(109)、电流采集装置(113)、开关动作判断装置(114)、中央处理器(115)和无线收发装置(116);断线模拟器(11)的输入导线(101)、输出导线(102)和接杆塔导线(103)分别连接到第一高压开关(107)、第二高压开关(108)和第三高压开关(109)的输入端,第一高压开关(107)、第二高压开关(108)和第三高压开关(109)的输出端相互连接;第一电流传感器(104)、第二电流传感器(105)和第三电流传感器(106)分别套装在断线模拟器(11)的输入导线(101)、输出导线(102)和接杆塔导线(103)上,其输出端均连接到电流采集装置(113);第一高压开关(107)、第二高压开关(108)和第三高压开关(109)分别装有控制其开关闭合或断开第一继电器(110)、第二继电器(111)和第三继电器(112),第一继电器(110)、第二继电器(111)和第三继电器(112)均连接到开关动作判断装置(114);电流采集装置(113)和开关动作判断装置(114)连接到中央处理器(115),中央处理器(115)通过无线收发装置(116)连接到数据分析模块(22);

所述跨步电压测试模块(33)包括杆塔(150)、杆塔接地网(151)、第一层土壤(18)、第二层土壤(19)、第三层土壤(20)、第四层土壤(21)和电压测量机器人(17);接杆塔导线(103)连接到杆塔(150);第一层土壤(18)、第二层土壤(19)、第三层土壤(20)和第四层土壤(21)分别由不同电阻率的土壤均匀填充,第四层土壤(21)为实验地点大地土壤,杆塔接地网(151)为正方形,水平埋在第一层土壤(18)表面下方,并连接到杆塔(150)的塔脚;从杆塔接地网(151)的任一端部开始,每隔一个距离套装一个电流传感器四(152);电压测量机器人(17)为远程操控可移动的真实人体比例模型,通过两脚与地面接触模拟触电,其内部设有等值电阻用于模拟人体电阻,同时还具备距离传感器;电压测量机器人(17)位于第一层土壤(18)表面,并无线连接到数据分析模块(22),将测量到的跨步电压和测试点与接杆塔导线(103)的距离数据无线传输至数据分析模块(22);

第一步、模拟输电线路单相断线短接杆塔故障并进行电压测试:

设定故障电流持续时间ts,通过电流传感器四(152)采集杆塔接地网(151)测试点电流,通过数据分析模块(22)控制电压测量机器人(17)测量不同点跨步电压并记录电压测试点到两个相邻电流测试点的中点的距离;

第二步、由下式计算每个测试点跨步电压理论值Uti:

式(1)中Uti表示第i个跨步电压测试点的理论计算值,Ik为第k个电流测试点与相邻的第k+1个测试点测得的电流幅值差的绝对值,k=1,2,3,…,n-1;In为第n个电流测试点与第

1个测试点测得的电流幅值差的绝对值,rik为第i个电压测试点到第k个电流测试点与相邻的第k+1个电流测试点的中点的距离,rin为第i个电压测试点到第n个电流测试点与第1个电流测试点的中点的距离;M和L为参数,J0(rik)为第一类零阶贝塞尔函数,n为电流测试点个数,m为电压测试点个数,Rb为人体电阻,ρ1为第一层土壤的电阻率,S为跨步距离,R0=ρ1/(4b)为接触电阻,b为等效接地半径,g为计及接触电阻的高斯误差系数,η、λ为积分变量;式(2)、(3)中,μ1,μ2,μ3为系数,h1,h2,h3分别为第一层土壤,第二层土壤和第三层土壤的深度;

式(4)中ρl为第l层土壤的电阻率;

第三步:采用粒子群优化算法对跨步电压公式进行建模,计算出使跨步电压实测值与理论值误差最小的g值,步骤如下:

a)生成具有均匀分布的粒子和速度的初始总体,设置停止条件;

b)按照式(5)计算群体最优位置:

式(5)中,f(g)为目标函数,Ufi为第i个电压测试点的跨步电压实测值;

c)更新每个粒子的个体历史最优位置与整个群体的最优位置;

d)更新每个粒子的速度和位置;

e)若满足停止条件,则停止搜索,输出搜索结果;否则返回第b)步;

f)根据优化得出最优值g0代入以下公式(6),为优化后的理论公式:

式(6)中,Ut为优化后的土壤区域任意点的跨步电压理论值;rk为任意电压测试点到第k个电流测试点与相邻的第k+1个电流测试点的中点的距离,rn为任意电压测试点到第n个电流测试点与相邻的第1个测试点的中点的距离;

第四步:计算人体能承受的最大跨步电压限值U,并划分危险等级:

式(7)中,ts为故障电流持续时间,数据分析模块(22)依据(7)式计算人体能承受的最大跨步电压限值U,依据规则进行危险等级划分:当Ut