[发明专利]输电线路单相断线短接杆塔的生物安全评估平台及方法

说明书

本发明公开了输电线路单相断线短接杆塔的生物安全评估平台及方法，电源模块包括依次连接的工频电源、整流器、逆变器和变压器；实验箱包括上端搭载的线路模块和下端搭载的跨步电压测试模块；跨步电压测试模块包括模拟地面、电压测量机器人、杆塔和接地装置。模拟输电线路单相断线接杆塔故障，测量实验杆塔地网各处的电流，以及测量得到的不同位置的跨步电压值，接着利用粒子群优化算法得到计及接触电阻的高斯误差系数最优值，最后对故障点周围区域进行安全测评。本发明能针对输电线路单相断线接杆塔的情况进行故障反演，并对故障点周围区域的跨步电压进行危险区域的测评，为制定相关安全警示和绝缘防护措施意见，提供坚实基础。

技术领域

本发明属于电力系统接地领域，特别是输电线路单相断线短接杆塔的生物安全评估平台及方法。

背景技术

输电线路极端接地故障是影响电力系统安全运行中主要的问题，输配电网跳闸事故频繁发生，通常输电线路发生断线短接杆塔时，故障电流将经杆塔和接地装置流散至地面，故障电流将对杆塔周围生物安全造成极大的威胁，生物走近电势区域时会在两脚之间产生电势差造成跨步电压触电事故。跨步电压对人体造成较大的危害，轻则烧伤皮肤、器官等，留下伤痕，情况严重时过大的电流会造成生命危险。由于配网线路长度的大幅增长，配网规模越来越大，穿越高密度人群的问题不可避免，配网极端接地的隐患将越加突出。目前而言，解决配电网断线接地故障仍是一项世界级难题。

目前国内外针对跨步电压的相关研究，主要集中在发电厂、变电站接地网的跨步电压仿真与接地电阻测试以及输、配电网系统运行风险评估和网架结构风险评估等，而缺乏输电线路极端接地跨步电压测试和风险评估技术。而在输电线路发生单相断线短接杆塔故障时，跨步电压测评方法将变得更加复杂，为了准确的对故障下跨步电压进行测评，迫切需要建立一种智能测评平台，能考虑输电线路断线产生过电压经杆塔流散的影响，测评周围土壤区域的跨步电压风险，并进行安全评估。

发明内容

本发明的目的是提供输电线路单相断线短接杆塔的生物安全评估平台及方法。

实现本发明目的的技术方案如下：

输电线路单相断线短接杆塔的生物安全评估平台，包括电源模块(31)、线路模块(32)、跨步电压测试模块(33)、实验箱(19)和数据分析模块(20)；

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(19)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)包括依次连接的线路电阻一(8)、线路电阻四(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)包括依次连接的线路电阻二(9)、线路电阻五(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)包括线路电阻三(10)、线路电阻六(14)和负载变压器(15)的C相变压单元，线路电阻三(10)的输入端为C相线路(7)的输入端，线路电阻三(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)连接到线路电阻六(14)的输入端，线路电阻六(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)；