一种用于塔杆腐蚀接地极接地参数分析的数值计算方法与流程

文档序号:23004633发布日期:2020-11-20 11:54阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种用于塔杆腐蚀接地极接地参数分析的数值计算方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

步骤1:接地极泄露电流计算;

步骤2:腐蚀边界分析;

步骤3:腐蚀接地极接地参数计算。

2.根据权利要求1所述的一种用于塔杆腐蚀接地极接地参数分析的数值计算方法,其特征在于:所述步骤1具体为:

步骤1:接地极泄露电流计算

接地参数的计算通常首先将接地装置划分为很多段,每一段上有两类节点;每一段的中间为m类节点,仅有泄露电流,不和外部电路发生连接;每一段的两段为e类节点,无泄露电流,和外部电路发生连接,即电流注入总是发生在e类节点上;根据节点对接地装置进行分段后,得:

其中yee和ymm为e类节点和m类节点之间的自导,yem和yme相等,为e类节点和m类节点的互导,r为分析m类节点时的导纳矩阵,ue为e类节点电位,um为m类节点电位,ie为e类节点注入电流;根据节点之间的关系求出yee,yem,yme,ymm和y-1;每一段的泄露电流组成的矩阵im,得:

im=y-1um(2)。

3.根据权利要求2所述的一种用于塔杆腐蚀接地极接地参数分析的数值计算方法,其特征在于:所述步骤2具体为:

在边界元法的求解过程中需对腐蚀产物层与土壤分界面进行离散剖分处理,采用任意曲边四边形将分界面剖分为m个边界单元;如果被剖分的单元足够多,则把每个边界元上存在的电荷看作是均匀分布,其中每个边界单元面积为δs1,δs2,…,δsm,边界单元上的自由面电荷密度为η1,η2,…,ηm;

其中分界面体电流密度和电位移矢量的法向分量的衔接条件,得:

其中σc与σs分别为腐蚀产物层与土壤的电导率,ηq为第q个边界元的自由面电荷密度,是第q个边界元处从腐蚀产物层指向土壤的单位法向向量,ε为腐蚀产物的介电常数,是第q个边界元处土壤中的电场强度。

4.根据权利要求3所述的一种用于塔杆腐蚀接地极接地参数分析的数值计算方法,其特征在于:所述步骤3具体为:

结合求得的泄露电流和土壤与腐蚀物分界面上的电荷,第q个边界元处土壤中的电场强度为:

其中ii为接地导体上第i个节点的泄露电流,为坐标原点指向δsq的场点距离向量;第一项为δsq上的电荷产生的电场,第二项为腐蚀产物层与土壤分界面除去δsq的其他边界元上电荷产生的电场,第三项为接地极泄露电流产生的电场,第三项的计算主要类似于的伽辽金法,匹配点并选择在第q个边界元上;

对于含腐蚀产物层接地极,接地极的电位还应考虑分界面上自由电荷的贡献;根据点电荷在空间中产生的电位,得边界元j的自由面电荷在接地极表面匹配点p(xp,yp,zp)处产生的电位为;得腐蚀接地极表面匹配点p处的电位为:

式(5)求得腐蚀接地极表面的电位,式(2)求得的接地极表面泄露电流,结合上式则求得腐蚀接地极的接地电阻和地表电位的接地参数。


技术总结
本发明涉及一种用于塔杆腐蚀接地极接地参数分析的数值计算方法,属于电力系统领域。首先给出了接地极表面泄露电流的计算方法,并研究了腐蚀产物层的边界条件,最终基于伽辽金法和边界元法的基本原理,提出了适用于腐蚀接地极接地参数分析的数值计算方法。通过算例分析,并对比CDEGS计算结果,验证了本发明工作的有效性和正确性。因此,本发明提出的计算方法可为准确计算腐蚀接地极接地参数奠定理论基础,并为接地网设计等方面提供参考。

技术研发人员:张占龙;旦乙画;邓军;端木子昂;李一釥
受保护的技术使用者:重庆大学
技术研发日:2020.08.17
技术公布日:2020.11.20
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