农村低压配电网安全性能评估的一种新方法

　　摘要 本文将农村低压电网参数、人体电阻、人与地面的接触电阻、事故清除时间、事故的发生和人带有危险电压都模拟实际情况作为随机变量来对待，而不是象传统的方法一样作为固定量来处理;利用蒙特卡罗方法，建立了一种用计算机辅助的、定量地评估农村配电网安全性能的方法。

　　建立一种反映农村低压电网的电击伤亡和安全用电的有说服力的定量评价指标，是研究电击伤亡和由它引起的损失的基础，对建立合理的安全保护系统具有实际意义。

　　某人遭受电击，必须是以下两事件同时发生：即某人触及带有电压的电气设备和此时流过人体的电流超过了人体的耐流。设这两事件分别为A和B，电击伤亡事件为D，则人遭受击伤亡的概率：

　　PD=P(A)·P(B/A)

　　那么其安全水平则为：

　　PS=1-PD

　　故要计算配电网的安全水平，就要求出人与电气设备打交道时可能带有危险电压的概率P(A)和人触及电网中电气设备时流过人体的电流超过人体耐流的概率P(B/A)。

　　1 人可能带有危险电压的概率

　　要计算人带有危险电压的概率P(A)，就要掌握人与电气设备打交道的规律以及电气设备带有电压的规律。据概率理论，对于稀有事件，如不幸事故、意外事故等，大量重复试验中出现的次数近似地服从泊松分布。这样可推出，人与电气设备打交道可能带有危险电压的

　　概率：

　　式中 Tf——每次出现故障的平均持续时间(保护器整定时间)

　　T—每年工作时间

　　ff——电气设备平均每年故障次数

　　2 触电电流超过人体耐流的概率

　　计算人触电时流过人体的电流超过人体的耐电流的概率，首先应分别求得触电电流和人体的耐电流。二者比较求得其概率P(B/A)。

　　2.1 人体耐流

　　人体耐流指人所能承受的安全电流。根据IEC479标准中安全电流的临界值IK为：

　　式中 t——电流通过人体的时间

　通过人体电流的时间t，即从人触电到切除故障的时间，它是一随机变量。它与事故发生的部位、不同的安全保护系统、保护装置的配合及整定情况密切相关，能反映出不同系统的故障切除规律。

　　2.2 触电电流

　　目前我国农村低压电网有TT系统和IT系统，三相四线制居多，也有部分三相三线制。不同的系统中。对不同的触电方式(直接触电、间接触电)，利用网络等效电路的方法，可以推导出人体触电时流过人体的电流。

　　如：TT系统的三相四线制，当发生直接触电时，流过人体的电流为：

　　Rp—人体电阻和人与地在接触电阻 Ω

　在各种类型的触电电流计算中，人体电阻、人与地面的接触电阻、线路绝缘阻抗、线路不平衡漏电流都是随机变化的，因此所得触电电流也是随机变量，其概率分布是由以上参数的概率分布决定的。

　　研究表明，人体电阻服从正态概率分布，即Rb~N(1000Ω，4002)根据IEEE80一l976标准，接触电阻Rt也服从正态概率分布，即：Rt~N(157.5Ω，47。52)故Rp=Rb十l/2·Rt

　　可以证明，Rp也服从正态概率分布。

　　同样，对系统参数可推出：线路的绝缘电阻、线路不平衡漏电流服从对数正态概率分布;不平衡漏电流的幅角服从〔0.2π]上的均匀分布。

　　2.3 触电电流超过人体耐流的概率

　　从上面分析可看出，尽管已经求得人体耐流和触电电流，但它们均为概率值，要直接计算触电电流超过人体耐流的概率计算相当复杂，需要引入一种新的处理方法——蒙特卡罗法来进行计算。

　　3 计算机程序流程框图(如附图所示)

　　4 结论

　　我们应用本方法曾对广东和河北的两个县的配电网进行安全性能评估，得出了较准确的结果。由于本方法要求较完整的统计数据，在一些管理水平不很高的地区，应用受到局限。同样此方法也适用于县城工业辐射型低压电网。