本發(fā)明涉及電氣工程,具體而言,涉及一種帶電水體的防觸電方法及裝置、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。
背景技術(shù):
1、水體等效模型是一種用于模擬電力系統(tǒng)中水體對(duì)漏電流的影響的方法。在電力系統(tǒng)中,如果存在漏電情況,例如設(shè)備絕緣失效或外部原因?qū)е码娏髁飨虻孛婊蛩w等導(dǎo)電介質(zhì),就會(huì)產(chǎn)生漏電流。水體等效模型旨在幫助模擬和預(yù)測(cè)漏電情況下水體對(duì)電流傳播的影響。這種模型通常是通過將水體抽象為等效電路元件來實(shí)現(xiàn)的。通過考慮水體的電導(dǎo)率、介電常數(shù)等參數(shù),可以建立相應(yīng)的等效電路模型,以便在電力系統(tǒng)分析中適當(dāng)?shù)啬M水體的影響。
2、水體等效模型在電氣工程領(lǐng)域中扮演著重要角色,特別是在涉及地面或水中設(shè)備的電氣設(shè)計(jì)和安全評(píng)估中。使用準(zhǔn)確的水體等效模型可以更好地理解漏電情況下水體的影響,幫助工程師設(shè)計(jì)更安全可靠的電力系統(tǒng)。
3、現(xiàn)有基于有限元分析的水體等效模型方法通常將水體離散為有限數(shù)量的單元,每個(gè)單元的電流特性可以通過數(shù)學(xué)建模得出。然后通過有限元方法求解電場(chǎng)的分布,包括電荷的傳播、電流密度等;然后這種方法計(jì)算量大,建模過程復(fù)雜,且在應(yīng)對(duì)不規(guī)則水體形狀或?qū)μ囟c(diǎn)進(jìn)行細(xì)致分析時(shí)靈活性有限,有限元分析的標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)格劃分方法可能不夠適應(yīng),限制了其在實(shí)際應(yīng)用中的廣泛性。
4、針對(duì)上述現(xiàn)有等效模型需要大量的參數(shù)和復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述水體的特性,計(jì)算資源消耗大,且難以準(zhǔn)確地捕捉水體的真實(shí)行為,容易造成安全隱患的問題,目前尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明實(shí)施例提供了一種帶電水體的防觸電方法及裝置、計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),以至少解決現(xiàn)有等效模型需要大量的參數(shù)和復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述水體的特性,計(jì)算資源消耗大,且難以準(zhǔn)確地捕捉水體的真實(shí)行為,容易造成安全隱患的技術(shù)問題。
2、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一個(gè)方面,提供了一種帶電水體的防觸電方法,包括:獲取帶電水體的水體參數(shù),其中所述帶電水體指由于電力設(shè)備發(fā)生漏電導(dǎo)致電流流入的水體,所述水體參數(shù)用于描述所述帶電水體的電氣特性;基于所述水體參數(shù)構(gòu)建所述帶電水體的電阻網(wǎng)絡(luò)模型,其中,所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型是三維空間內(nèi)由多個(gè)基本單元構(gòu)成的模型,所述多個(gè)基本單元中的每一個(gè)所述基本單元均是由一個(gè)節(jié)點(diǎn)、所述節(jié)點(diǎn)連接的三個(gè)電阻組成的四面體,所述節(jié)點(diǎn)表示所述帶電水體中的任一單元體,所述單元體是在所述三維空間內(nèi)對(duì)所述帶電水體進(jìn)行離散得到的,任意兩個(gè)所述節(jié)點(diǎn)之間通過所述電阻進(jìn)行連接;根據(jù)歐姆定律和電流守恒原理對(duì)所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型中每一個(gè)所述基本單元的狀態(tài)變量進(jìn)行求解,得到每一個(gè)所述基本單元中所述節(jié)點(diǎn)的電壓和流入每個(gè)所述電阻的電流,其中,所述狀態(tài)變量至少包括:所述基本單元中所述節(jié)點(diǎn)的所述電壓和流入每個(gè)所述電阻的所述電流;根據(jù)所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型中各所述節(jié)點(diǎn)的所述電壓和流入每個(gè)所述電阻的所述電流生成所述帶電水體的電勢(shì)分布圖;根據(jù)所述電勢(shì)分布圖對(duì)所述帶電水體進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,得到接觸所述帶電水體的安全距離。
3、可選地,基于所述水體參數(shù)構(gòu)建所述帶電水體的電阻網(wǎng)絡(luò)模型,包括:將所述帶電水體在所述三維空間內(nèi)進(jìn)行離散劃分,得到多個(gè)所述單元體;確定所述單元體為所述節(jié)點(diǎn);在所述三維空間內(nèi)的每個(gè)維度方向上均將每一個(gè)所述節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)所述電阻與相鄰的所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接,得到初始電阻網(wǎng)絡(luò)模型;將所述水體參數(shù)輸入至所述初始電阻網(wǎng)絡(luò)模型中,得到所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型。
4、可選地,根據(jù)歐姆定律和電流守恒原理對(duì)所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型中每一個(gè)所述基本單元的狀態(tài)變量進(jìn)行求解,得到每一個(gè)所述基本單元中所述節(jié)點(diǎn)的電壓和流入每個(gè)所述電阻的電流,包括:根據(jù)所述水體參數(shù)按照所述歐姆定律和所述電流守恒原理建立所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型中各所述基本單元的多個(gè)線性方程,得到由多個(gè)所述線性方程組成的線性方程組;對(duì)每一個(gè)所述基本單元的所述線性方程組進(jìn)行求解,得到每一個(gè)所述基本單元的所述狀態(tài)變量;根據(jù)所述狀態(tài)變量確定每一個(gè)所述基本單元中所述節(jié)點(diǎn)的所述電壓和流入每個(gè)所述電阻的所述電流。
5、可選地,根據(jù)所述水體參數(shù)按照所述歐姆定律和所述電流守恒原理建立所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型中各所述基本單元的多個(gè)線性方程,得到由多個(gè)所述線性方程組成的線性方程組,包括:在所述基本單元的所述節(jié)點(diǎn)為內(nèi)部無源節(jié)點(diǎn)的情況下,根據(jù)所述水體參數(shù)按照所述歐姆定律和所述電流守恒原理建立第一線性方程組,其中,所述內(nèi)部無源節(jié)點(diǎn)為未與外部電源進(jìn)行連接的所述節(jié)點(diǎn),所述第一線性方程組包括:第一線性方程、第二線性方程、第三線性方程及第四線性方程,所述第一線性方程為:u(i,j,k)-u(i+1,j,k)-rix(i,j,k)=0,所述第二線性方程為:u(i,j,k)-u(i+1,j,k)-rix(i,j,k)=0,所述第三線性方程為:u(i,j,k)-u(i+1,j,k)-rix(i,j,k)=0,所述第四線性方程為:ix(i,j,k)+iy(i,j,k)+iz(i,j,k)-ix(i-1,j,k)-iy(i,j-1,k)-iz(i,j,k-1)-iin=0,i表示所述節(jié)點(diǎn)在所述三維空間中x方向上的標(biāo)號(hào),j表示所述節(jié)點(diǎn)在所述三維空間中y方向上的標(biāo)號(hào),k表示所述節(jié)點(diǎn)在所述三維空間中z方向上的標(biāo)號(hào),u表示所述節(jié)點(diǎn)的所述電壓,ix表示所述x方向上的所述電流,iy表示所述y方向上的所述電流,iz表示所述z方向上的所述電流,iin表示外部注入所述節(jié)點(diǎn)的電流,r表示所述電阻;在所述基本單元的所述節(jié)點(diǎn)不為所述內(nèi)部無源節(jié)點(diǎn)的情況下,根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)類型確定邊界條件,并根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述基本單元對(duì)應(yīng)的所述線性方程組。
6、可選地,在所述基本單元的所述節(jié)點(diǎn)不為所述內(nèi)部無源節(jié)點(diǎn)的情況下,根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)類型確定邊界條件,并根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述基本單元對(duì)應(yīng)的所述線性方程組,包括:在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為內(nèi)部有源節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為:u(i,j,k)=uin,基于所述邊界條件利用第五線性方程對(duì)所述第一線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述內(nèi)部有源節(jié)點(diǎn)的第二線性方程組,其中,所述內(nèi)部有源節(jié)點(diǎn)為與所述外部電源進(jìn)行連接的所述節(jié)點(diǎn),所述第五線性方程為:u(i,j,k)-uin=0,uin表示外部電源電壓;在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為內(nèi)部接地節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為:u(i,j,k)=0,基于所述邊界條件利用第六線性方程對(duì)所述第一線性方程組中的所述第四線性方程進(jìn)行替換,以得到所述內(nèi)部接地節(jié)點(diǎn)的第三線性方程組,其中,所述內(nèi)部接地節(jié)點(diǎn)為與地面連接的所述節(jié)點(diǎn),所述第四線性方程為:u(i,j,k)=0;在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為上邊界節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為所述上邊界節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓為零,或所述上邊界節(jié)點(diǎn)所處邊界方向上的所述電流為零,根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述上邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述線性方程組;在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為下邊界節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為所述下邊界節(jié)點(diǎn)在所處邊界方向上下一級(jí)流入的所述電流為零,根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述下邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述線性方程組。
7、可選地,所述上邊界節(jié)點(diǎn)包括:上邊界接地節(jié)點(diǎn)和上邊界絕緣節(jié)點(diǎn),在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為上邊界節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為所述上邊界節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓為零,或所述上邊界節(jié)點(diǎn)所處邊界方向上的所述電流為零,根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述上邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述線性方程組,包括:在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)且位于所述x方向上的情況下,確定所述邊界條件為:u(i+1,j,k)=0,基于所述邊界條件利用第七線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第四線性方程組,其中,所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)為位于所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型的上邊界且接地的所述節(jié)點(diǎn),所述第七線性方程為:u(i,j,k)-rix(i,j,k)=0;在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)且位于所述y方向上的情況下,確定所述邊界條件為:u(i,j+1,k)=0,基于所述邊界條件利用第八線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第五線性方程組,其中,所述第八線性方程為:u(i,j,k)-riy(i,j,k)=0;在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)且位于所述z方向上的情況下,確定所述邊界條件為:u(i,j,k+1)=0,基于所述邊界條件利用第九線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第六線性方程組,其中,所述第九線性方程為:u(i,j,k)-riz(i,j,k)=0;在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述x方向上的情況下,確定所述邊界條件為:ix(m,j,k)=0,基于所述邊界條件利用第十線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第七線性方程組,其中,所述上邊界絕緣節(jié)點(diǎn)為位于所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型的下邊界且不接地的所述節(jié)點(diǎn),所述第十線性方程為:ix(m,j,k)=0,m表示在所述x方向上所述節(jié)點(diǎn)的總數(shù);在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述y方向上的情況下,確定所述邊界條件為:iy(i,n,k)=0,基于所述邊界條件利用第十一線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第八線性方程組,其中,所述第十一線性方程為:iy(i,n,k)=0,n表示在所述y方向上所述節(jié)點(diǎn)的總數(shù);在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述z方向上的情況下,確定所述邊界條件為:iz(i,j,l)=0,基于所述邊界條件利用第十二線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第九線性方程組,其中,所述第十二線性方程為:iz(i,j,l)=0,l表示在所述z方向上所述節(jié)點(diǎn)的總數(shù)。
8、可選地,所述下邊界節(jié)點(diǎn)包括:下邊界接地節(jié)點(diǎn)和下邊界絕緣節(jié)點(diǎn),在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為上邊界節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為所述上邊界節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓為零,或所述上邊界節(jié)點(diǎn)所處邊界方向上的所述電流為零,根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述上邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述線性方程組,包括:在所述下邊界節(jié)點(diǎn)為所述下邊界接地節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述第三線性方程組為所述下邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述線性方程組,其中,所述下邊界接地節(jié)點(diǎn)為位于所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型的下邊界且接地的所述節(jié)點(diǎn);在所述下邊界節(jié)點(diǎn)為所述下邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述x方向上的情況下,確定所述邊界條件為:ix(i-1,j,k)=0,基于所述邊界條件將第十三線性方程添加至所述第一線性方程組中,以得到所述下邊界節(jié)點(diǎn)的第十線性方程組,其中,所述下邊界絕緣節(jié)點(diǎn)為位于所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型的下邊界且不接地的所述節(jié)點(diǎn),所述第十三線性方程為:ix(i-1,j,k)=0;在所述下邊界節(jié)點(diǎn)為所述下邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述y方向上的情況下,確定所述邊界條件為:iy(i,j-1,k)=0,基于所述邊界條件將第十四線性方程添加至所述第一線性方程組中,以得到所述下邊界節(jié)點(diǎn)的第十線性方程組,其中,所述第十四線性方程為:iy(i,j-1,k)=0;在所述下邊界節(jié)點(diǎn)為所述下邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述z方向上的情況下,確定所述邊界條件為:iz(i,j,k-1)=0,基于所述邊界條件將第十五線性方程添加至所述第一線性方程組中,以得到所述下邊界節(jié)點(diǎn)的第十線性方程組,其中,所述第十五線性方程為:iz(i,j,k-1)=0。
9、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面,還提供了一種帶電水體的防觸電裝置,包括:第一獲取單元,用于獲取帶電水體的水體參數(shù),其中所述帶電水體指由于電力設(shè)備發(fā)生漏電導(dǎo)致電流流入的水體,所述水體參數(shù)用于描述所述帶電水體的電氣特性;構(gòu)建單元,用于基于所述水體參數(shù)構(gòu)建所述帶電水體的電阻網(wǎng)絡(luò)模型,其中,所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型是三維空間內(nèi)由多個(gè)基本單元構(gòu)成的模型,所述多個(gè)基本單元中的每一個(gè)所述基本單元均是由一個(gè)節(jié)點(diǎn)、所述節(jié)點(diǎn)連接的三個(gè)電阻組成的四面體,所述節(jié)點(diǎn)表示所述帶電水體中的任一單元體,所述單元體是在所述三維空間內(nèi)對(duì)所述帶電水體進(jìn)行離散得到的,任意兩個(gè)所述節(jié)點(diǎn)之間通過所述電阻進(jìn)行連接;第二獲取單元,用于根據(jù)歐姆定律和電流守恒原理對(duì)所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型中每一個(gè)所述基本單元的狀態(tài)變量進(jìn)行求解,得到每一個(gè)所述基本單元中所述節(jié)點(diǎn)的電壓和流入每個(gè)所述電阻的電流,其中,所述狀態(tài)變量至少包括:所述基本單元中所述節(jié)點(diǎn)的所述電壓和流入每個(gè)所述電阻的所述電流;生成單元,用于根據(jù)所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型中各所述節(jié)點(diǎn)的所述電壓和流入每個(gè)所述電阻的所述電流生成所述帶電水體的電勢(shì)分布圖;第三獲取單元,用于根據(jù)所述電勢(shì)分布圖對(duì)所述帶電水體進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,得到接觸所述帶電水體的安全距離。
10、可選地,所述構(gòu)建單元,包括:第一獲取模塊,用于將所述帶電水體在所述三維空間內(nèi)進(jìn)行離散劃分,得到多個(gè)所述單元體;第一確定模塊,用于確定所述單元體為所述節(jié)點(diǎn);第二獲取模塊,用于在所述三維空間內(nèi)的每個(gè)維度方向上均將每一個(gè)所述節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)所述電阻與相鄰的所述節(jié)點(diǎn)進(jìn)行連接,得到初始電阻網(wǎng)絡(luò)模型;第三獲取模塊,用于將所述水體參數(shù)輸入至所述初始電阻網(wǎng)絡(luò)模型中,得到所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型。
11、可選地,所述第二獲取單元,包括:第四獲取模塊,用于根據(jù)所述水體參數(shù)按照所述歐姆定律和所述電流守恒原理建立所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型中各所述基本單元的多個(gè)線性方程,得到由多個(gè)所述線性方程組成的線性方程組;第五獲取模塊,用于對(duì)每一個(gè)所述基本單元的所述線性方程組進(jìn)行求解,得到每一個(gè)所述基本單元的所述狀態(tài)變量;第二確定模塊,用于根據(jù)所述狀態(tài)變量確定每一個(gè)所述基本單元中所述節(jié)點(diǎn)的所述電壓和流入每個(gè)所述電阻的所述電流。
12、可選地,所述第四獲取模塊,包括:建立子模塊,用于在所述基本單元的所述節(jié)點(diǎn)為內(nèi)部無源節(jié)點(diǎn)的情況下,根據(jù)所述水體參數(shù)按照所述歐姆定律和所述電流守恒原理建立第一線性方程組,其中,所述內(nèi)部無源節(jié)點(diǎn)為未與外部電源進(jìn)行連接的所述節(jié)點(diǎn),所述第一線性方程組包括:第一線性方程、第二線性方程、第三線性方程及第四線性方程,所述第一線性方程為:u(i,j,k)-u(i+1,j,k)-rix(i,j,k)=0,所述第二線性方程為:u(i,j,k)-u(i+1,j,k)-rix(i,j,k)=0,所述第三線性方程為:u(i,j,k)-u(i+1,j,k)-rix(i,j,k)=0,所述第四線性方程為:ix(i,j,k)+iy(i,j,k)+iz(i,j,k)-ix(i-1,j,k)-iy(i,j-1,k)-iz(i,j,k-1)-iin=0,i表示所述節(jié)點(diǎn)在所述三維空間中x方向上的標(biāo)號(hào),j表示所述節(jié)點(diǎn)在所述三維空間中y方向上的標(biāo)號(hào),k表示所述節(jié)點(diǎn)在所述三維空間中z方向上的標(biāo)號(hào),u表示所述節(jié)點(diǎn)的所述電壓,ix表示所述x方向上的所述電流,iy表示所述y方向上的所述電流,iz表示所述z方向上的所述電流,iin表示外部注入所述節(jié)點(diǎn)的電流,r表示所述電阻;第一獲取子模塊,用于在所述基本單元的所述節(jié)點(diǎn)不為所述內(nèi)部無源節(jié)點(diǎn)的情況下,根據(jù)所述節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)類型確定邊界條件,并根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述基本單元對(duì)應(yīng)的所述線性方程組。
13、可選地,所述第一獲取子模塊,包括:第一確定子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為內(nèi)部有源節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為:u(i,j,k)=uin,基于所述邊界條件利用第五線性方程對(duì)所述第一線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述內(nèi)部有源節(jié)點(diǎn)的第二線性方程組,其中,所述內(nèi)部有源節(jié)點(diǎn)為與所述外部電源進(jìn)行連接的所述節(jié)點(diǎn),所述第五線性方程為:u(i,j,k)-uin=0,uin表示外部電源電壓;第二確定子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為內(nèi)部接地節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為:u(i,j,k)=0,基于所述邊界條件利用第六線性方程對(duì)所述第一線性方程組中的所述第四線性方程進(jìn)行替換,以得到所述內(nèi)部接地節(jié)點(diǎn)的第三線性方程組,其中,所述內(nèi)部接地節(jié)點(diǎn)為與地面連接的所述節(jié)點(diǎn),所述第四線性方程為:u(i,j,k)=0;第二獲取子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為上邊界節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為所述上邊界節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)電壓為零,或所述上邊界節(jié)點(diǎn)所處邊界方向上的所述電流為零,根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述上邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述線性方程組;第三獲取子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)類型表示所述節(jié)點(diǎn)為下邊界節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述邊界條件為所述下邊界節(jié)點(diǎn)在所處邊界方向上下一級(jí)流入的所述電流為零,根據(jù)所述邊界條件對(duì)所述第一線性方程組中的所述線性方程進(jìn)行調(diào)整,以得到所述下邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述線性方程組。
14、可選地,所述上邊界節(jié)點(diǎn)包括:上邊界接地節(jié)點(diǎn)和上邊界絕緣節(jié)點(diǎn),所述第二獲取子模塊,包括:第三確定子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)且位于所述x方向上的情況下,確定所述邊界條件為:u(i+1,j,k)=0,基于所述邊界條件利用第七線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第四線性方程組,其中,所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)為位于所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型的上邊界且接地的所述節(jié)點(diǎn),所述第七線性方程為:u(i,j,k)-rix(i,j,k)=0;第四確定子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)且位于所述y方向上的情況下,確定所述邊界條件為:u(i,j+1,k)=0,基于所述邊界條件利用第八線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第五線性方程組,其中,所述第八線性方程為:u(i,j,k)-riy(i,j,k)=0;第五確定子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)且位于所述z方向上的情況下,確定所述邊界條件為:u(i,j,k+1)=0,基于所述邊界條件利用第九線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第六線性方程組,其中,所述第九線性方程為:u(i,j,k)-riz(i,j,k)=0;第六確定子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述x方向上的情況下,確定所述邊界條件為:ix(m,j,k)=0,基于所述邊界條件利用第十線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第七線性方程組,其中,所述上邊界絕緣節(jié)點(diǎn)為位于所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型的下邊界且不接地的所述節(jié)點(diǎn),所述第十線性方程為:ix(m,j,k)=0,m表示在所述x方向上所述節(jié)點(diǎn)的總數(shù);第七確定子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述y方向上的情況下,確定所述邊界條件為:iy(i,n,k)=0,基于所述邊界條件利用第十一線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第八線性方程組,其中,所述第十一線性方程為:iy(i,n,k)=0,n表示在所述y方向上所述節(jié)點(diǎn)的總數(shù);第八確定子模塊,用于在所述節(jié)點(diǎn)為所述上邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述z方向上的情況下,確定所述邊界條件為:iz(i,j,l)=0,基于所述邊界條件利用第十二線性方程對(duì)所述第三線性方程組中的所述第一線性方程進(jìn)行替換,以得到所述上邊界接地節(jié)點(diǎn)的第九線性方程組,其中,所述第十二線性方程為:iz(i,j,l)=0,l表示在所述z方向上所述節(jié)點(diǎn)的總數(shù)。
15、可選地,所述下邊界節(jié)點(diǎn)包括:下邊界接地節(jié)點(diǎn)和下邊界絕緣節(jié)點(diǎn),所述第三獲取子模塊,包括:第九確定子模塊,用于在所述下邊界節(jié)點(diǎn)為所述下邊界接地節(jié)點(diǎn)的情況下,確定所述第三線性方程組為所述下邊界節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的所述線性方程組,其中,所述下邊界接地節(jié)點(diǎn)為位于所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型的下邊界且接地的所述節(jié)點(diǎn);第十確定子模塊,用于在所述下邊界節(jié)點(diǎn)為所述下邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述x方向上的情況下,確定所述邊界條件為:ix(i-1,j,k)=0,基于所述邊界條件將第十三線性方程添加至所述第一線性方程組中,以得到所述下邊界節(jié)點(diǎn)的第十線性方程組,其中,所述下邊界絕緣節(jié)點(diǎn)為位于所述電阻網(wǎng)絡(luò)模型的下邊界且不接地的所述節(jié)點(diǎn),所述第十三線性方程為:ix(i-1,j,k)=0;第十一確定子模塊,用于在所述下邊界節(jié)點(diǎn)為所述下邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述y方向上的情況下,確定所述邊界條件為:iy(i,j-1,k)=0,基于所述邊界條件將第十四線性方程添加至所述第一線性方程組中,以得到所述下邊界節(jié)點(diǎn)的第十線性方程組,其中,所述第十四線性方程為:iy(i,j-1,k)=0;第十二確定子模塊,用于在所述下邊界節(jié)點(diǎn)為所述下邊界絕緣節(jié)點(diǎn)且位于所述z方向上的情況下,確定所述邊界條件為:iz(i,j,k-1)=0,基于所述邊界條件將第十五線性方程添加至所述第一線性方程組中,以得到所述下邊界節(jié)點(diǎn)的第十線性方程組,其中,所述第十五線性方程為:iz(i,j,k-1)=0。
16、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面,還提供了一種帶電水體的防觸電系統(tǒng),所述帶電水體的防觸電系統(tǒng)使用上述任一種所述的帶電水體的防觸電方法。
17、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面,還提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì),所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的程序,其中,所述程序執(zhí)行上述任意一種所述的帶電水體的防觸電方法。
18、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面,還提供了一種處理器,所述處理器用于運(yùn)行程序,其中,所述程序運(yùn)行時(shí)執(zhí)行上述任意一種所述的帶電水體的防觸電方法。
19、根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的另一方面,還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品,包括計(jì)算機(jī)指令,所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)執(zhí)行上述任意一種所述的帶電水體的防觸電方法。
20、在本發(fā)明實(shí)施例中,獲取帶電水體的水體參數(shù),其中帶電水體指由于電力設(shè)備發(fā)生漏電導(dǎo)致電流流入的水體,水體參數(shù)用于描述帶電水體的電氣特性;基于水體參數(shù)構(gòu)建帶電水體的電阻網(wǎng)絡(luò)模型,其中,電阻網(wǎng)絡(luò)模型是三維空間內(nèi)由多個(gè)基本單元構(gòu)成的模型,多個(gè)基本單元中的每一個(gè)基本單元均是由一個(gè)節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)連接的三個(gè)電阻組成的四面體,節(jié)點(diǎn)表示帶電水體中的任一單元體,單元體是在三維空間內(nèi)對(duì)帶電水體進(jìn)行離散得到的,任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過電阻進(jìn)行連接;根據(jù)歐姆定律和電流守恒原理對(duì)電阻網(wǎng)絡(luò)模型中每一個(gè)基本單元的狀態(tài)變量進(jìn)行求解,得到每一個(gè)基本單元中節(jié)點(diǎn)的電壓和流入每個(gè)電阻的電流,其中,狀態(tài)變量至少包括:基本單元中節(jié)點(diǎn)的電壓和流入每個(gè)電阻的電流;根據(jù)電阻網(wǎng)絡(luò)模型中各節(jié)點(diǎn)的電壓和流入每個(gè)電阻的電流生成帶電水體的電勢(shì)分布圖;根據(jù)電勢(shì)分布圖對(duì)帶電水體進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估,得到接觸帶電水體的安全距離。通過以上技術(shù)方案,達(dá)到了通過建立水體電阻網(wǎng)絡(luò)模型,模擬水體通電時(shí)的電氣特性,估算存在漏電時(shí)帶電水體對(duì)地的電勢(shì)分布和漏電流在水體中的大小和傳播路徑,以使接近水體的人員保持安全距離的目的,實(shí)現(xiàn)了通過節(jié)點(diǎn)方程組求解,實(shí)現(xiàn)帶電水體對(duì)地面電勢(shì)和電流的精確計(jì)算的技術(shù)效果,簡(jiǎn)化了建模過程,降低了參數(shù)和數(shù)學(xué)表達(dá)式的復(fù)雜性,省去了對(duì)水體對(duì)象的物理方程求解和變分運(yùn)算,大幅降低了運(yùn)算復(fù)雜度和耗時(shí),并提供了更靈活的邊界條件設(shè)置,可以處理更復(fù)雜的水體分布環(huán)境,進(jìn)而解決了現(xiàn)有等效模型需要大量的參數(shù)和復(fù)雜的數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述水體的特性,計(jì)算資源消耗大,且難以準(zhǔn)確地捕捉水體的真實(shí)行為,容易造成安全隱患的技術(shù)問題。