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申请/专利权人：华北电力大学(保定);国网河北省电力有限公司检修分公司

摘要：本发明涉及电场研究技术领域，具体地说，涉及一种模拟型人体稳态电击分析方法。包括对交流架空线路工频电场及线下构筑物感应电压进行计算研究、对线下人体电场和人体表面感应总电流计算及稳态电击进行评估研究、对典型场景下电击特征量进行测量及对人体感受进行试验研究、对不同电击抑制方法及经济性进行分析研究等步骤。本发明设计通过建立线下人体遭受电击的理论计算模型，可以根据分析结果从感应电产生电击效果的根源上提出有效抑制和减缓不同场景条件下电击现象的抑制措施，可以结合场景环境条件给出合理化建议，从而可以给制定以健康为基础的电磁场标准以便向人类提供相同或相似的健康保护水平提供理论依据和支撑。

主权项：1.一种模拟型人体稳态电击分析方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、对交流架空线路工频电场及线下构筑物感应电压进行计算研究；所述S1中，对交流架空线路工频电场及线下构筑物感应电压进行计算的方法包括如下步骤：S1.1、基于有限元数值仿真方法和COMSOL工程软件，对输电线路、线下构筑物进行数值建模；S1.2、根据仿真模型，设置计算空间的边界函数；所述S1.2中，空间的边界函数计算表达式为： 其中，令ρ为自由体电荷密度，将代入上式，并考虑到D＝εE，可得： 其中，ε是介电常数，利用恒等式可把上式表示为： 在介质均匀的区域，介电常数ε为常数，则上式可简化为： 上式在直角坐标系中的表达式即为： S1.3、对所选区域进行网格剖分，对线路进行赋值计算，获得交流架空线路附近区域的工频电场；所述S1.3中，工频电场强度矢量的表达式为： 其中，结合电位分布，即可求得各电位的电场强度矢量E；S1.4、通过计算获取交流架空线下构筑物的感应电压；所述S1.4中，构筑物的感应电压计算表达式为： 式中，Ud0为构筑物的感应电压，Ud为交流架空线路的运行电压，Cd0为交流架空线路对构筑物的电容，C0为构筑物的对地电容；S2、对线下人体电场、人体表面感应总电流计算及稳态电击进行评估研究；所述S2中，对线下人体电场、人体表面感应总电流计算及稳态电击进行评估的方法包括如下步骤：S2.1、在COMSOL工程软件中建立包括交流输电线路模型、人体模型的线下独立人体的有限元模型；S2.2、根据人体接触线下物体等效模型建立电场计算模型，在输电线路和人体周围设定划分区域；S2.3、经计算，得到人体内外部的电场强度和人体短路电流、开路电压参数，并得出人体对输电系统和对地的电容；S2.4、根据以上参数建立电路计算模型，分别在人体绝缘与接地的情况下，求得交流输电接触线下物体时人体内外部的电流密度的分布情况；所述S2.4中，人体内外部的电流密度计算表达式包括有：人体内部电流密度：Ji＝σ+jωε×Ei；人体表面电流密度：Js＝ε0ωEs；进而，人体表面总诱导电流为：Is＝ε0ω∫Esds；其中，s为人体模型的表面积；S2.5、通过计算人体电场、直立人体表面在工频电场中的感应总电流变量，并进行稳态电击的参数对比与分析，评价稳态电击情况；所述S2.5中，直立人体表面在工频电场中的感应总电流计算表达式为： 其中，Isc为直立人体在工频电场中的感应总电流，即为短路电流，式中，H为人体模型的身高，E为电场强度矢量，f为频率；S3、对典型场景下电击特征量进行测量及对人体感受进行试验研究；所述S3中，对典型场景下电击特征量进行测量及对人体感受进行试验的方法包括如下步骤：S3.1、人体不接触被感应物体，利用电压探头和示波器测试人体未接触被感应物体时物体的空载电压；S3.2、设置信号处理装置的相关参数，包括示波器的采样率、示波器触发方式和触发电平、示波器的采样时间；S3.3、连接测试回路；S3.4、人体接触被感应物体进行稳态电击试验；S3.5、人体与带电物体接触后，示波器被触发，自动记录电击发生前后采样时间段的人体表面电压、流经人体总电流波形、幅值信息；S3.6、检测结束，对波形数据进行后台处理计算流经人体总电流在人体内部产生的热能，并对比记录人体感受情况；S4、对不同电击抑制方法及经济性进行分析研究；所述S4中，对不同电击抑制方法及经济性进行分析的方法包括如下步骤：S4.1、对于高电位人体向大地放电的电击现象，通过限制人体所处空间的电场强度，使人体的感应电位控制在一定水平之内，从而达到降低电击强度的效果；S4.2、对于高电位被感应物体向人体放电的电击现象，通过阻断线路与被感应物体之间的容性耦合作用来达到减缓电击的效果；S4.3、在不改变墙体基本功能和外观的前提下，加强墙体的屏蔽作用；S4.4、被感应物体维持一定数值的对地电容，保持对地绝缘或半绝缘；S4.5、减小被感应物体的对地电阻；S4.6、针对实际典型电击影响明显的场景，选取针对性抑制措施，分析抑制前后电击变化情况；S4.7、针对不同的抑制方法，进行经济性分析比较，提出不同场景下抑制方法的合理性建议。

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