輸電走廊附近物體對人體暫態(tài)電擊的強度檢測方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及電網技術領域，具體涉及一種輸電走廊附近物體對人體暫態(tài)電擊的強度檢測方法及裝置。
【背景技術】
[0002]架空輸電線路在高壓輸電走廊周圍的空間會產生電場，輸電走廊附近物體(尤其是電導率較高的物體)會在電場的作用下積累電荷使自身產生較高的電位，人體與這類物體接觸時，較高電位的物體會向較低電位的人體放電，使自身積累的電荷通過人體釋放至大地，這種高電位物體向低電位物體放電的現象就是暫態(tài)電擊。在暫態(tài)電擊發(fā)生的瞬間，高電位物體的電位不可持續(xù)，對人體放電時，高電位物體的對地電位會迅速降低直至與接觸點人體對地電位相等，因此高電位物體的感應電壓與220V市電電壓存在本質的不同，不可簡單地用感應電壓的大小作為評價暫態(tài)電擊強度的特征參數。
[0003]目前為了判斷帶電物體的電壓大小，通常使用萬用表的電壓檔來測試感應電壓的數值，但事實上在萬用表探頭與帶電物體接觸的瞬間，帶電物體所積累的大部分電荷即在極短的時間內通過萬用表內部電路和探頭、大地形成的回路釋放，萬用表所顯示的數值實際為達到穩(wěn)態(tài)后帶電物體的電壓的有效值，萬用表不可能捕捉到暫態(tài)電擊的瞬間過程。而且該測試方法中，若人體不接觸帶電物體，萬用表所顯示的數值往往高于36V(人體所能承受的安全電壓)，這一結果往往會引起居民的恐慌，而實際上當人體與帶電物體接觸后，萬用表所顯示的數值會遠遠低于36V甚至超出了萬用表所能檢測出的電壓下限。
[0004]在電子技術領域，通過電壓、電流探頭采集電信號信號輸入信號處理裝置后可較為方便的觀察電路某端口的電壓或某支路的電流波形，可借鑒該領域的思想用于暫態(tài)電擊強度的檢測。但是，在電子技術領域中，采集信號的對象均為集中參數電路，而人體暫態(tài)電擊問題本質上是場的問題，位于靜電場中人體的電壓、電流并不局限于某一端口或者某一支路，這給電信號尤其是電流信號的采集帶來了較大困難。
[0005]綜上所述，現有方法的缺點體現在只能通過電壓檢測裝置如萬用表檢測暫態(tài)電擊發(fā)生之后帶電物體電壓的有效值，而無法有效地在人體上接入信號采集裝置以捕捉暫態(tài)電擊的過程，以至最終無法準確評價暫態(tài)電擊的強度。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明要解決的技術問題是:針對現有技術的上述問題，提供一種能夠克服分布參數系統(tǒng)分布電流采集的困難，能夠準確量化地評價人體暫態(tài)電擊強度、檢測準確可靠、反應靈敏、分辨率高的輸電走廊附近物體對人體暫態(tài)電擊的強度檢測方法及裝置。
[0007]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為:
[0008]本發(fā)明提供一種輸電走廊附近物體對人體暫態(tài)電擊的強度檢測方法，步驟包括:
[0009]I)預先布置和電壓采集裝置相連的人體接觸金屬件、布置通過絕緣支架支承于底面上的金屬板，將金屬板通過電流匯集引線接地，且在電流匯集引線上布置電流采集裝置，將電壓采集裝置、電流采集裝置分別與信號采集裝置相連；
[0010]2)在檢測時使人體接觸金屬件和人體皮膚保持接觸，使踩踏于金屬板上的測試者與輸電走廊附近的帶電物體接觸，使得人體接觸金屬件的電壓等于人體表面電位，帶電物體經接觸點流入測試者人體的集總電流、帶電物體對測試者人體的耦合分布電容Cl傳遞進入測試者人體的分布電流i2、高壓輸電線路對測試者人體的耦合分布電容C2傳遞進入測試者人體的分布電流13共計三部分流經人體的暫態(tài)電流通過電流匯集引線集中導入大地；在指定的采樣時間T內通過信號采集裝置同步采集電壓采集裝置及電流采集裝置輸出的人體表面電位、流經人體的暫態(tài)電流的模擬量；
[0011]3)將同步采集得到的人體表面電位、流經人體的暫態(tài)電流的模擬量轉換為數字量，并根據式(I)計算帶電物體和人體接觸過程中流經人體的暫態(tài)電流在人體中所產生的熱量，將所述熱量作為評價人體暫態(tài)電擊強度的定量檢測結果輸出；
[0012]Q = / u (t) i (t) dt (O ^ t ^ T) (I)
[0013]式(I)中，Q表示帶電物體和人體接觸過程中流經人體的暫態(tài)電流在人體中所產生的熱量，u(t)表示采樣時刻t對應的人體表面電位，i (t)表示采樣時刻t對應的流經人體的暫態(tài)電流，T表示指定的采樣時間。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟2)中通過信號采集裝置同步采集電壓采集裝置和電流采集裝置輸出的人體表面電位、流經人體的暫態(tài)電流的模擬量具體是指通過數字示波器同步采集電壓采集裝置和電流采集裝置輸出的人體表面電位、流經人體的暫態(tài)電流的模擬量，且所述數字示波器的采樣率設置為lGSa/s以上、觸發(fā)方式為單次觸發(fā)、觸發(fā)電平大于帶電物體的空載電壓、采樣時間T設置為40ms以上，所述帶電物體的空載電壓為帶電物體與人體皮膚接觸前的電壓。
[0015]優(yōu)選地，所述人體接觸金屬件為金屬環(huán)，所述步驟2)中使人體接觸金屬件和人體皮膚保持接觸具體是指將金屬環(huán)套設于測試者的手臂上。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟I)中布置和電壓采集裝置相連的人體接觸金屬件具體是指將人體接觸金屬件依次通過電壓探頭、電壓信號傳輸線和電壓采集裝置的輸入端相連，所述電壓信號傳輸線為外殼接地的屏蔽電纜，所述電壓探頭的帶寬下限低于50Hz、帶寬上限高于 10MHz ο
[0017]優(yōu)選地，所述步驟I)中在電流匯集引線上布置電流采集裝置具體是指在電流匯集引線上套夾電流探頭，且將電流探頭的輸出端通過電流信號傳輸線和信號采集裝置的電流信號輸入端相連，所述電流信號傳輸線為外殼接地的屏蔽電纜，所述電流探頭的帶寬下限低于50Hz、帶寬上限高于10MHz。
[0018]本發(fā)明還提供一種輸電走廊附近物體對人體暫態(tài)電擊的強度檢測裝置，包括人體接觸金屬件、金屬板、電流匯集引線、電壓采集裝置、電流采集裝置和信號采集裝置，所述人體接觸金屬件通過電壓采集裝置和信號采集裝置的電壓輸入端相連，所述金屬板的下側設有絕緣支架，所述金屬板通過絕緣支架支承于地面上，所述金屬板通過電流匯集引線接地，所述電流采集裝置套夾或者串聯于電流匯集引線上，所述電流采集裝置的輸出端和信號采集裝置的電流輸入端相連；在檢測時人體接觸金屬件和人體皮膚保持接觸，使踩踏于金屬板上的測試者與輸電走廊附近的帶電物體接觸，使得人體接觸金屬件的電壓等于人體表面電位，帶電物體經接觸點流入測試者人體的集總電流I1、帶電物體對測試者人體的耦合分布電容Cl傳遞進入測試者人體的分布電流i2、高壓輸電線路對測試者人體的耦合分布電容C2傳遞進入測試者人體的分布電流13共計三部分流經人體的暫態(tài)電流通過電流匯集引線集中導入大地。
[0019]優(yōu)選地，所述信號采集裝置為數字示波器，所述數字示波器的采樣率設置為IGSa/s以上、觸發(fā)方式為單次觸發(fā)、觸發(fā)電平大于帶電物體的空載電壓、采樣時間T設置為40ms以上，所述帶電物體的空載電壓為帶電物體與人體皮膚接觸前的電壓。
[0020]優(yōu)選地，所述人體接觸金屬件為金屬環(huán)，所述人體接觸金屬件和人體皮膚保持接觸具體是指將金屬環(huán)套設于測試者的手臂上。
[0021]優(yōu)選地，所述電壓采集裝置為電壓探頭，所述電壓探頭通過電壓信號傳輸線和電壓采集裝置的輸入端相連，所述電壓信號傳輸線為外殼接地的屏蔽電纜，所述電壓探頭的帶寬下限低于50Hz、帶寬上限高于100MHz。
[0022]優(yōu)選地，所述電流采集裝置為電流探頭，所述電流探頭套夾與電流匯集引線上，且將電流探頭的輸出端通過電流信號傳輸線和信號采集裝置的電流信號輸入端相連，所述電流信號傳輸線為外殼接地的屏蔽電纜，所述電流探頭的帶寬下限低于50Hz、帶寬上限高于10MHz ο
[0023]本發(fā)明的輸電走廊附近物體對人體暫態(tài)電擊的強度檢測方法具有下述優(yōu)點:本發(fā)明布置和電壓采集裝置相連的人體接觸金屬件、布置通過絕緣支架支承于底面上的金屬板，將金屬板