【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及感应静电防护领域，特别是涉及一种变电站内人体感应静电预测消除系统及方法。
技术介绍
1、不接地的金属体与高压设备及地面间存在分布电容，会形成一个电容串联电路。当线路或设备产生较高电压时，金属体将感应一定的电压。而邻近人体也可以等效看作对地分布电容和对地绝缘电阻组成的并联电路，也会产生感应电压。
2、变电站内得电磁环境复杂，对地绝缘良好的导电物体在工频电场中会产生感应出电压，引发静电放电，其具有高电压、强电场和瞬时大电流等特点。而站内电子设备众多，工作人员在高压设施附近操作电子设备时，静电会严重干扰人员和电子设备的正常工作。静电产生的瞬态电流经过人体时，可能会导致工作人员手中工具掉落；而辐射形式的静电放电，是不直接作用在电子设备上的，而是在工作人员操作时，产生静电放电现象，放电过程中产生的感应电流经过设备时会使电子设备受损。现有的静电消除装置一类为固定式静电消除器，不适合在运维区域大范围行走的人员使用；另一类为防静电鞋，不能消除电子设备的感应电压，且不适用于需要穿绝缘鞋的场合。因此，有必要提出一种变电站内人体感应静电预测方法能适应多种环境的静电电压的检测和消除。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于公开一种变电站内人体感应静电预测消除系统及方法，能够评估站内哪些位置需要考虑人体接地，设计静电消除装置，并根据感应电压设定放电回路的电阻，释放感应电流，以免影响人员工作和干扰电子设备。
2、本专利技术的技术解决方案是：
3、一种变电站内人
4、工作层包括穿戴式导体感应静电消除装置，可用于调节可变电阻，消除感应电流；
5、传输层包括无线通信装置，用于将信息处理系统的信息传输到感应静电消除装置，并将感应电流的消除信息反馈到信息处理系统；
6、处理层包括信息处理系统，用于站内场源辐射特性的分析，以及空间电场强度的计算，并评估需要进行人体静电消除的工作区域；用于进行空气放电电弧阻抗的预测；用于搭建场路联合仿真模型计算人体静电感应电压和放电电流。
7、进一步的，所述穿戴式导体感应静电消除装置包括手部电极、接地电极、电感元件，通过卡扣和腰带固定在腰部的静电信息处理装置，所述手部电极通过连接导线、电感元件和接地电极连接，所述所述手部电极通过松紧带固定在手腕处，所述接地电极固定在鞋底，与所述连接导线通过通过松紧带固定在腿部和踝部。静电电压一部分是利用电晕放电和尖端放电，通过电位差向空间放电，另一部分经电感元件与接地电极连接，将静电电压以电流的形式导入大地，所述静电处理装置利用所述连接导线接受反馈的感应电压和放电电流信息并向信息处理系统传输感应信号，通过信息处理系统调节可变电阻以实现感应电流的释放。
8、进一步的，所述静电信息处理装置由电流传感器、可变电阻、集总元件、无线传输装置和过电压告警装置组成，利用电流传感器捕获所述连接导线的感应电流，将得到的感应电流通过集总元件转换为感应电压，所述过电压告警装置设置告警阈值，当得到的感应电压超过设定的阈值时报警；通过无线传输装置向向信息处理系统传输感应信号。
9、采用如上所述系统的一种变电站内人体感应静电预测方法，其步骤是：
10、步骤1：变电站内场源与工作区域场强关联性分析及静电场计算；
11、步骤2：基于深度q网络的空气电弧阻抗预测；
12、步骤3：基于场路联合仿真的静电释放感应电流计算；
13、步骤4：静电感应电流的消除。
14、所述步骤1中包括如下步骤：
15、步骤1.1：变电站内设备模型简化；
16、首先根据变电站设计图纸搭建仿真设备模型，提取模型的不可简化信息；然后将模型进行分解，其分解原则为依据设备的形状和几何参数，将各个子设备利用轴平行包围盒法进行简化，再按照原设备进行重新组合，各管路接口连接设备主体；
17、步骤1.2：变电站试验场建模；
18、根据变电站进线、出线、母线走向和空间布局，进行变电站试验场建模；在建模过程中进行以下简化处理，将母线、进出线、隔离开关及断路器看成直线型导线，将母线上的电位等同于导线对地电压，其中模型的激励源设置为变电站监测系统监测的线路的工作电流i和工作电压v；
19、步骤1.3：变电站空间电场的计算及场源的选择；
20、通过仿真计算获取变电站空间电场的分布特性和强度，采用皮尔森(pearson)相关系数体现工作区域产生的静电场与不同场源的关系，表征场源与静电感应强度的空间相关性；在后续进行静电感应强度预测和消除时，针对需要工作的区域，选择关联性较强的场源进行仿真分析；
21、进一步的，所述步骤2中包括如下步骤：
22、步骤2.1：影响空气放电电弧阻抗的因素信息数据及空气电弧阻抗值获取；
23、影响工作区域空气放电电弧阻抗的因素分别为温度，湿度，空气洁净度，气体压强和皮肤触摸设备的面积五种，令五种因素为深度q网络(deep q-learning，dqn)中的环境状态，空气放电电弧阻抗为智能体，智能体随环境的变化而变化；其中，温度的范围为a1-a2℃，用集合c＝{c1,c2,…,cn}表示，湿度的范围为a3-a4％，用集合h＝{h1,h2,…,hn}、空气洁净度的范围为a5-a6％，用集合a＝{h1,h2,…,hn}表示，气体压强的范围为a7-a8pa，用集合p＝{p1,p2,…,pn}表示，皮肤触摸面积的范围为a9-a10cm2，用集合s＝{s1,s2,…,sn}表示，不同影响因素下空气电弧阻抗值用矩阵qc,h,a,p,s＝(n,n)表示，n表示集合的数量；
24、步骤2.2：dqn网络结构初始化；
25、以工作区域温度，湿度，空气洁净度，气体压强和皮肤触摸面积为输入，空气电弧阻抗值为输出，建立输入与输出之间的非线性映射关系，并划分训练集和测试集；dqn网络需要的维护一张表，学习的过程就是更新这张q表；
26、步骤2.3：网络的初始权重和阈值设定；
27、步骤2.4：模型训练；
28、将获得的输入和输出数据导入模型中进行训练，通过多次迭代的训练过程，不断更新网络中各个节点的权重和偏置，使得网络的输出结果与预期输出之间的误差最小化，以获得最优参数；
29、步骤2.5：输出预测结果并进行验证。
30、采用均方差和平均绝对误差来进行模型的评估；
31、
32、
33、其中，pt为预测值，yt为真实值，y为真实值的平均值。
34、进一步的，所述步骤3中包括如下步骤：
35、步骤3.1：静电放电场路联合仿真模型的建立；
36、首先，搭建静电发生器仿真模型，设置激励端口、边界条件，所述激励端口的激励为工本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种变电站内人体感应静电预测消除系统，其特征是，包括工作层、传输层和处理层；
2.根据权利要求1所述的一种变电站内人体感应静电预测消除系统，其特征是，所述穿戴式导体感应静电消除装置包括手部电极、接地电极、电感元件，通过卡扣和腰带固定在腰部的静电信息处理装置，所述手部电极通过连接导线、电感元件和接地电极连接，所述手部电极通过松紧带固定在手腕处，所述接地电极固定在鞋底，所述连接导线通过松紧带固定在胳膊、腿部和踝部；静电电压一部分是利用电晕放电和尖端放电，通过电位差向空间放电，另一部分经电感元件与接地电极连接，将静电电压以电流的形式导入大地，所述静电处理装置利用所述连接导线接受反馈的感应电压和放电电流信息并向信息处理系统传输感应信号，通过信息处理系统调节可变电阻以实现感应电流的释放。
3.根据权利要求2所述的一种变电站内人体感应静电预测消除系统，其特征是，所述静电信息处理装置由电流传感器、可变电阻、集总元件、无线传输装置和过电压告警装置组成，利用电流传感器捕获所述连接导线的感应电流，将得到的感应电流通过集总元件转换为感应电压，所述过电压告警装置设置告警阈值，
4.采用如权利要求1所述的变电站内人体感应静电预测消除系统的一种变电站内人体感应静电预测消除方法，其特征是，步骤是：
5.根据权利要求4所述的变电站内人体感应静电预测消除方法，其特征是，所述步骤1中包括如下步骤：
6.根据权利要求4所述的变电站内人体感应静电预测消除方法，其特征是，所述步骤2中包括如下步骤：
7.根据权利要求4所述的变电站内人体感应静电预测消除方法，其特征是，所述步骤3包括如下步骤：
8.根据权利要求4所述的变电站内人体感应静电预测消除方法，其特征是，所述步骤4，通过穿戴式导体感应静电消除装置接收计算得到应设定的阻抗值，调节可变电阻阻值，以实现感应电流的释放。
9.根据权利要求4所述的变电站内人体感应静电预测消除方法，其特征是，所述Pearson相关系数计算公式如下：
10.根据权利要求5所述的变电站内人体感应静电预测消除方法，其特征是，所述不可简化信息是指设备外壳、套管和连通缝隙处的尺寸和规格。
...【技术特征摘要】
1.一种变电站内人体感应静电预测消除系统，其特征是，包括工作层、传输层和处理层；
2.根据权利要求1所述的一种变电站内人体感应静电预测消除系统，其特征是，所述穿戴式导体感应静电消除装置包括手部电极、接地电极、电感元件，通过卡扣和腰带固定在腰部的静电信息处理装置，所述手部电极通过连接导线、电感元件和接地电极连接，所述手部电极通过松紧带固定在手腕处，所述接地电极固定在鞋底，所述连接导线通过松紧带固定在胳膊、腿部和踝部；静电电压一部分是利用电晕放电和尖端放电，通过电位差向空间放电，另一部分经电感元件与接地电极连接，将静电电压以电流的形式导入大地，所述静电处理装置利用所述连接导线接受反馈的感应电压和放电电流信息并向信息处理系统传输感应信号，通过信息处理系统调节可变电阻以实现感应电流的释放。
3.根据权利要求2所述的一种变电站内人体感应静电预测消除系统，其特征是，所述静电信息处理装置由电流传感器、可变电阻、集总元件、无线传输装置和过电压告警装置组成，利用电流传感器捕获所述连接导线的感应电流，将得到的感应电流通过集总元件转换为感应电压，所述过电压告警装置设置告警阈值，...
【专利技术属性】
技术研发人员：付一峰，韩锦刚，孟镇，邱鹏，李天浩，祝杰，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司锦州供电公司，
类型：发明
国别省市：
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