公交车站候车亭漏电成因建模分析及对策

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介绍了公交车站候车亭漏电成因，并对漏电现象进行简易建模分析，根据分析为公交车站候车亭的使用者、设计者、建设者、维护者提供对策及建议。

引言：近年公交车站候车亭漏电的情况时有发生，给群众带来了生命安全威胁以及财产损失。

1 漏电原因
一般的城市公交车站候车亭的供电电源采用220V ，主要作为照明、监控、信息采集及发布等用途。

城市的公交车站候车亭一般设置在路边，采用220V 市电供电、供电线路一般采用架空或埋地敷设，安全等级标准不高。

由于供电线路长期在户外使用，运行环境较为恶劣，而且在设计或建设时采用的安全等级标准和防护等级标准不高，供电线路容易老化失效、出现漏电现象，而日常管理、维护不及时，安全意识淡薄，造成公交车站候车亭带着漏电故障运行。

当出现极端恶劣天气时，其危害性就充分显现出来；当人不小心靠近时就会产生触电现象。

2 建模分析
下面主要以埋地敷设的供电线路为对象，进行建模分析。

2.1 简易模型构建
记R 0是半径r 0到大地无穷远处这段球壳的电阻，则有I 0=E/R 0 (9)，R 0=ρ(h/r 0-1+2ln2)/4π*h (10)，由(1)定积分得：R1=ρ(h-r 0)/4π*h*r 0 (11)；记R20是从半径h 到大地无穷远处这段球壳的电阻，由(2)定积分得：R20=ρ*ln2/2π*h (12)，又E/U O =R 0/ R20 (13)，将(10)、(12)代入(13)整理得：U O =2E*ln2/(h/r 0-1+2ln2) (14)；将(10)代入(9)、再代入(8)整理得：U A =2E*ln[1+h/(X A 2+h 2)1/2]/(h/r 0-1+2ln2)-2E*ln{1+h/[(X A +a)2+h 2]1/2}/(h/r 0-1+2ln2) (15)。

2.3 数据及分析
根据(10)、(14)得表1，根据(14)、(15)得表2、表3、表4。

图1
漏电点发生在导线上其半径较小，但由于相线的电压较高，当
公交车站候车亭漏电成因建模分析及对策
佛山市华材职业技术学校 余福海 陈小龙
如图1所示，假设候车亭的供电导线位于地面下，埋设深度为h ；当电线某点受损发生漏电时，漏电流为I 0，漏电压为E ，漏电点正上方为原点O 点，在地面浸水情况下，设大地电阻率ρ均匀，研究以漏电点正上方为原点O 点到大地无穷远处之间的电压差U o 与埋设深度h 的关系，假设人体与漏电点正上方为原点O 点的安全距离X A ，安全电压U A ，漏电点对大地X 处的电阻为R 、在步距为a 的时候，研究人体与漏电点正上方为原点O 点的安全距离X A 的取值范围。

2.2 公式推导
由电阻率ρ求电阻公式R=ρL/S ，研究图1所示的泄漏电阻R ，可看成两部分电阻串列组成：R= R1+R2 (1)；第一部分泄漏电阻R1，是从半径r 0到h 之间这段球壳，电阻厚度为dr x ，表面积为4πr x 2无限多个这样的球壳串联形成
球体，它的电阻dR1=ρdr x /4πr x 2 (2)；第二部分泄漏电阻R2，是从半径h 到大地X 处之间这段球壳，电阻厚度为dR x ，由表面积为2πR x (R x +h)无限多个这样的球冠壳串联形成球冠，它的电阻dR2=ρdR x /2πR x (R x +h) (3)；将(2)、(3)积分代入(1)得：R=ρ/2π[∫r 0h dr x /2r x 2+∫h x dR x /R x (R x +h)] (4)，又R x 2=X 2+ h 2 (5)，完成对(4)积分、并将(5)代入得：R=ρ{(h-r 0)/r 0-2ln[1+h/(X 2+h 2)1/2]+2ln2}/4π*h (6)，又步距间电压差U A = I 0*（RX A - RX A+a ) (7)，将X A 、X A+a 分别代入(6)中、再代入(7)整理得：U A =I 0*ρln[1+h/(X A 2+h 2)1/2] /2π*h-I 0*ρln{1+h/[(X A +a)2+h 2]1/2}/2π*h (8)，
发生漏电时，若周围环境含有电解质和水量，则会伴随产生物理现象及化学反应，形成半径大小不定的等位体，同时发热放出气体。

根据式(10)、式(14)、表1，在假设大地的电阻率均匀时，同一半径的漏电点等位体，埋深越大，漏电点等位体对大地的电阻越小，漏电正上方的电压越小；理论计算，半径为0.025米的漏电点等位体，当ρ=1000Ωm 时，电源线的漏电点等位体对大地的最大电阻为3798Ω，对地漏电电流为57.9mA,选用漏电动作电流50mA 的漏电保护开关能有效动作；埋深相同，半径大的漏电点等位体，对大地的电阻小。

漏电
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发生时，若大地的电阻率均匀，则电压在水平方向分布与电阻率无关，而实际上，地面的电阻率是不均匀的，电压在水平方向的分布受实际电阻率变化影响，但这些电压分布变化不影响本文的观点和结论。

采用较低的电压供电，漏电正上方的电压也较低，相对更安全。

根据式(15)、表2、表3、表4，埋深0.3米及以上的，离漏电点等位体正上方0.5米以外的跨步电压U A ，均少于36V 。

3 对策
参考上面数据，作为候车亭的使用者、设计者、建设者、维护者怎样做才能更安全呢？3.1 作为使用者
公交车是城市的主要交通工具，公交车站候车亭是配套设施，作为使用者如何才能做到安全出行？首先平常要形成良好的安全意识和习惯、有触电脱离的预案和相关的练习。

作为预防性措施的有：根据表2、表3、表4提供的数据，不要随便接触公交候车亭的金属部分、包括金属座椅，距离公交候车亭的金属部分一米以上；在潮湿天气或下雨时，在候车亭附近步距保持0.6米以下，两人以上同行不宜拉手，小孩最好抱起；若发现候车亭周围的地面有冒水汽、水泡等不明现象、则不要靠近且提醒路人注意绕开，并报告相关部门处理。

作为触电时的应急措施的有：在行走过程中发现有触电的感觉，迅速并拢双腿，以碎步或单脚跳的方式从来路的反方向撤离；若身体的其他部分、如：手，接触到金属部分无法挣脱，可以通过双脚跳离地面的同时挣脱开来、撤离危险环境、阻止其他非专业人员进入并报警求助。

3.2 作为设计者、建设者
公交车站候车亭设计和建设是安全运行的基础，作为设计者和
建设者要使设施能在各种环境下能正常使用，保证群众生命安全、财产不受损失。

根据式(14)、式(15)及表2、表3、表4的数据，在电气设计、施工时应采用深埋电线和采用较低的电压供电；如果电线埋深大于0.5米（漏电点等位体的半径不大于0.1米）、电压供电110V 以下，那么在步距不大0.8米时，根据式(15)计算、跨步电压U A 不大于12V 。

可见，提高设计标准、施工要求是杜绝事故的根本方法。

当然采用隔离变压器、或用更低的供电电压等措施，安全效果会更好。

3.3 作为维护者
有效、及时的检查、维护是公交车站候车亭正常安全运行的基本条件，维护者定期检查能排除在恶劣环境下出现的隐患，如漏电开关失效、户外电路在长期使用后会出现老化、地下埋线在与地面交接处容易受损造成绝缘水平下降等问题可以通过目视、兆欧表等工具检查发现并及时处理；使不安全的因素消失在萌芽状态。

4 结束语
每个事故的发生都源于三个或以上的警示或失误出现而未被及时处理时才发生的；当设计者和建设者以高的设计、施工标准建设公交车站候车亭，维护者以负责任的态度有效、及时地检查、维护公交车站候车亭，使用者有良好的安全意识和习惯、有安全预案和相关的演练；那么公交车站候车亭的触电伤亡事故将不会再发生。

作者简介：余福海(1983—)，男，电子电工讲师，高级技师，主要研究方向：电子、机电专业课程教学、电力电子技术、机电自动化应用。

在现在社会不断发展的情况下，对相关的公共场合制定合理的安全防范不管是对于企业而言还是对于个人而言都具有十分重要的意义。

对于社会而言能够有效地减少发生安全事故，简单来说就是能够有效地防止发生违法犯罪事件。

对于企业而言对自身的安全性也能够起到很好地帮助作用。

并且随着现在网络技术的不断进步，安全工程防范技术也有了很大程度上的提升。

在现在我国安全防范工程中主要是使用数字化技术对相应地违法事件进行监控，为警方提供更为有效的参考。

但是由于数字化在我国的应用时间并不是很长，所以还需要对其进行深入的研究，以最大程度上的提升这项设备在我国工程安全防范中的作用，为我国的企业或者单位在发展过程中提供有效的安全保障。

在企业或者单位的发展过程中有效的安全防范能够对其发展起到非常重要的作用。

要想在发生安全事故的时候对犯罪分子的行为信息进行进一步的获取就需要在社会上建立相应地数字化的监控设备对其行为进行进一步的掌握。

并且由于数字化视频监控设备在不断地进行更新发展，所以在相应地图像与声音的处理上都有了一定程度上的进步，这种技术上的改善能够更好地满足社会发展的需要，能够更好地保障相关单位物品的安全。

一、数字化视频监控概述
对于一些经营贵重物品的店铺或者企业来说安全防范工作就显得非常重要，并且其在进行安全防范工作的时候需要考虑的因素也是非常多的。

不仅需要对所在场所进行实时的监控还需要对监控的图像和声音进行改进，以方便在发生安全事故的时候能够更快的找到该犯罪者，及时的帮助警方破除相应的案件。

但是在现在社会上对于数字化技术的应用还存在着很多的弊端，那么针对这一问题就需要对传统的数字化的视频监控设备进行优化处理，以更好地适应现在时代的发展需求，更好地满足现在社会对数字化技术产品的需求。

还有就是对于经营贵重物品的店铺或者企业来说，在应用电子监控设备的同时还需要结合相应的多媒体技术。

比如说在安装监控的时候需要在门口、收银以及保卫。