[发明专利]一种建筑物接地网的仿真方法及装置

权利要求书

1.一种建筑物接地网的仿真方法，其特征在于，包括：

步骤S1，根据已有建筑物用电系统，采用PEEC建立建筑物接地网的电气参数模型；

步骤S2，根据从所述电气参数模型得到的电气参数，建立建筑物接地网多端口网络等效电路模型；

步骤S3，采用PEEC获取接地网的地电位分布曲线，用于计算人体的接触电压和跨步电压；

步骤S4，根据建筑物模型和地电位分布曲线，对人体的触电风险进行评估。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1中，根据电流的不均匀分布，将所有导体分成小段，电流段和电荷段都以分段的一半长度进行修正。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建筑物接地网的电气参数模型使用电流控制的非线性接地电阻，所述非线性接地电阻具体为：

其中，i(t)是注入电极的电流，I_g是流入接地网的电流，E₀是土壤的临界电场强度，R_dC是低频率下低电流的接地电阻,σ_g是土壤的电导率。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，建筑物接地网通过若干个接地桩接地，每个接地桩都由密集的钢筋网组成，接地桩之间通过钢筋相连；所述步骤S2具体是对接地桩进行多端口网络等效电路建模。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：

确定接地网的所有输出端口；

通过依次在各输出端口注入电流源，计算所有输出端口的对地电压；

通过电流和电压的比值建立接地网的导纳矩阵，使导纳矩阵大小由输出端口的数量决定。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，导纳矩阵表示为：

其中，I＝I₁,I₂,…,I_n和V＝V₁,V₂,…,V_n分别为各端口的电流和电压。Y_ij为当在端口j注入电流源I_js时，电流I_js与此时端口i的电位的比值，

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S3通过对PEEC矩阵进行求解，得到故障电压下的地电位分布曲线，其中，PEEC矩阵的求解基于后向欧拉法进行离散，并采用时间步进法进行求解。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：根据地电位分布曲线确定触电发生时人体的接触电压或者跨步电压；根据其与预定的危险电压的大小关系，对人体的触电风险进行评估。

9.一种建筑物接地网的仿真装置，其特征在于，包括：

第一建模模块，用于根据已有建筑物用电系统，采用PEEC建立建筑物接地网的电气参数模型；

第二建模模块，用于根据从所述电气参数模型得到的电气参数，建立建筑物接地网多端口网络等效电路模型；

获取模块，用于采用PEEC获取接地网的地电位分布曲线，用于计算人体的接触电压和跨步电压；

评估模块，用于根据建筑物模型和地电位分布曲线，对人体的触电风险进行评估。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述第二建模模块具体用于：确定接地网的所有输出端口；通过依次在各输出端口注入电流源，计算所有输出端口的对地电压；通过电流和电压的比值建立接地网的导纳矩阵，使导纳矩阵大小由输出端口的数量决定；

所述导纳矩阵表示为：

其中，I＝I₁,I₂,…,I_n和V＝V₁,V₂,…,V_n分别为各端口的电流和电压。Y_ij为当在端口j注入电流源I_js时，电流I_js与此时端口i的电位的比值，