離子接地極的接地模擬方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種離子接地極的接地模擬方法，包括：根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率建立離子接地極擴(kuò)散模型；根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及擬采用的離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置在軟件分析工具中進(jìn)行模擬和計算，從而得到離子接地極接地后的降阻效果。本發(fā)明可以在設(shè)計階段采用軟件分析得到離子接地極接地后的降阻效果，提高設(shè)計準(zhǔn)確度，減少浪費和后續(xù)的改造工作。
【專利說明】離子接地極的接地模擬方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及變電站安全【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種離子接地極的接地模擬方法。

【背景技術(shù)】
[0002]接地網(wǎng)是保證發(fā)變電站安全運行不可缺少的組成部分，其性能好壞直接影響到變電站的安全性能和雷電流的散流。目前，衡量接地系統(tǒng)安全性的參數(shù)主要依靠接地電阻、接觸/跨步電壓等參數(shù)，在各類標(biāo)準(zhǔn)(如GB/T 50065-2011 “交流電氣裝置的接地設(shè)計規(guī)范”)對各個參數(shù)要求限值有著嚴(yán)格要求。其中最關(guān)鍵的指標(biāo)是接地電阻值，在每個變電站接地系統(tǒng)建成后都要進(jìn)行接地電阻測量，只有接地電阻值達(dá)到要求后變電站才可以進(jìn)行投運。在土壤電阻率較低或接地系統(tǒng)面積較大時，接地電阻較小，比較容易達(dá)到要求。而當(dāng)土壤電阻率較高或者接地系統(tǒng)可用面積較小時，經(jīng)常出現(xiàn)接地電阻值過高的情況。
[0003]為了盡可能的降低高土壤電阻率地區(qū)接地系統(tǒng)的接地電阻值，技術(shù)人員使用了多種降阻方法，離子接地極是其中的一種有效方法。離子接地極的工作原理是:如圖1所示，離子接地極的中空的銅質(zhì)管中填充了低電阻率的離子降阻材料，將離子接地極埋入土壤中后，低電阻率的離子降阻材料會通過銅質(zhì)管套上的離子擴(kuò)散空滲透到周邊土壤中，從而達(dá)到降低接地極周邊土壤電阻率的目的。
[0004]但是離子接地極具體應(yīng)該放置多少和如何放置仍然是一個問題?，F(xiàn)階段技術(shù)人員主要通過經(jīng)驗和建成后現(xiàn)場測量的方式進(jìn)行確定其降阻效果，因而常出現(xiàn)使用的離子接地極過少或過多的情況，造成了還需要后續(xù)改造和浪費的情況出現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種離子接地極的接地模擬方法，可以在設(shè)計階段采用軟件分析得到離子接地極接地后的降阻效果，提高設(shè)計準(zhǔn)確度，減少浪費和后續(xù)的改造工作。
[0006]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種離子接地極的接地模擬方法，包括:
[0007]根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率建立離子接地極擴(kuò)散模型；
[0008]根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置在軟件分析工具中進(jìn)行模擬分析，從而得到將離子接地極接地后的模擬效果。
[0009]其中，所述根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率建立離子接地極擴(kuò)散模型，具體包括:根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率，建立包括離子接地極本體層、第一擴(kuò)散層和第二擴(kuò)散層的離子接地極擴(kuò)散模型。
[0010]其中，所述根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及擬采用的離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置在軟件分析工具中進(jìn)行模擬和計算，從而得到離子接地極接地后的降阻效果，具體包括:根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及擬采用的離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置，將離子接地極按照常規(guī)帶覆蓋層的接地導(dǎo)體的方式在軟件分析工具中進(jìn)行模擬和計算，從得到離子接地極接地后土壤的電阻率。
[0011]其中，所述離子接地極擴(kuò)散模型中的接地極本體層的半徑為當(dāng)前離子接地極的半徑，所述接地極本體層區(qū)域內(nèi)的電阻率由當(dāng)前離子接地極的離子材料確定。
[0012]其中，所述離子接地極擴(kuò)散模型中的第一擴(kuò)散層的半徑為當(dāng)前離子接地極本體半徑的5?10倍，所述第一擴(kuò)散層區(qū)域內(nèi)的電阻率為所述然土壤電阻率的40%?60%。
[0013]其中，所述離子接地極擴(kuò)散模型中的第二擴(kuò)散層的半徑為當(dāng)前離子接地極本體半徑的20?30倍，所述第二擴(kuò)散層區(qū)域內(nèi)的電阻率為所述然土壤電阻率的70%?80%。
[0014]實施本發(fā)明，具有如下有益效果:本發(fā)明提供了一種離子接地極的接地模擬方法，可以在設(shè)計階段采用軟件分析得到離子接地極接地后的降阻效果，提高設(shè)計準(zhǔn)確度，減少浪費和后續(xù)的改造工作；采用三層離子接地極擴(kuò)散模型，更符合實際中離子接地極的擴(kuò)散效果，從而使最終的模擬效果精度更高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是離子接地極的接地示意圖；
[0017]圖2是本發(fā)明提供的離子接地極的接地模擬方法的一個實施例的流程示意圖；
[0018]圖3是離子接地極擴(kuò)散模型的示意圖。

【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0020]圖2是本發(fā)明提供的離子接地極的接地模擬方法的一個實施例的流程示意圖，如圖2所示，包括步驟:
[0021]S101、根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率建立離子接地極擴(kuò)散模型。
[0022]具體的，步驟SlOl包括步驟:根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率，建立包括離子接地極本體層、第一擴(kuò)散層和第二擴(kuò)散層的離子接地極擴(kuò)散模型。
[0023]離子接地極擴(kuò)散模型如圖3所示。其中，所述離子接地極擴(kuò)散模型中的接地極本體層的半徑為當(dāng)前離子接地極的半徑，所述接地極本體層區(qū)域內(nèi)的電阻率由當(dāng)前離子接地極的離子材料確定，一般在5歐姆.米左右。所述離子接地極擴(kuò)散模型中的第一擴(kuò)散層的半徑為當(dāng)前離子接地極本體半徑的5?10倍，所述第一擴(kuò)散層區(qū)域內(nèi)的電阻率為所述然土壤電阻率的40%?60%。所述離子接地極擴(kuò)散模型中的第二擴(kuò)散層的半徑為當(dāng)前離子接地極本體半徑的20?30倍，所述第二擴(kuò)散層區(qū)域內(nèi)的電阻率為所述然土壤電阻率的70%?80%。
[0024]S102、根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及擬采用的離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置在軟件分析工具中進(jìn)行模擬和計算，從而得到將離子接地極接地后的降阻效果O
[0025]具體的，步驟S102具體包括:根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及擬采用的離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置，將離子接地極按照常規(guī)帶覆蓋層的接地導(dǎo)體的方式在軟件分析工具中進(jìn)行模擬和計算，從得到離子接地極接地后土壤的電阻率。
[0026]因此對于包含傳統(tǒng)接地導(dǎo)體和離子接地極的復(fù)合接地系統(tǒng)，通過軟件分析工具在進(jìn)行接地系統(tǒng)性能分析時，可以將離子接地極極按照常規(guī)帶覆蓋層的接地導(dǎo)體的進(jìn)行模擬和計算，得到整個接地系統(tǒng)的性能。因此，本發(fā)明也可以對復(fù)合接地系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析。
[0027]其中，所述軟件分析工具為⑶EGS軟件或ANASYS軟件。
[0028]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0029](I)目前，在進(jìn)行離子接地極的性能分析時，多基于經(jīng)驗或者測量方式確定離子接地極的降阻效果。通過本發(fā)明，可以在考慮降阻材料擴(kuò)展效果的前提下，得到接地極接地后的降阻效果。提高前期設(shè)計準(zhǔn)確度，減少浪費和后續(xù)的改造工作；
[0030](2)對于包含傳統(tǒng)接地導(dǎo)體和離子接地極的復(fù)合接地系統(tǒng)，通過專業(yè)分析軟件在進(jìn)行接地系統(tǒng)性能分析時，可以在考慮離子接地極散流、降阻效果的情況下得到整個接地系統(tǒng)的性能，得到更為可靠準(zhǔn)確的設(shè)計、計算結(jié)果；
[0031](3)本發(fā)明提出的離子接地極擴(kuò)散模型使用起來簡單，便于操作實現(xiàn)。
[0032]需要說明的是，在本文中，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者裝置不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者裝置所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括該要素的過程、方法、物品或者裝置中還存在另外的相同要素。。
[0033]專業(yè)人員還可以進(jìn)一步意識到，結(jié)合本文中所公開的實施例描述的各示例的單元及算法步驟，能夠以電子硬件、計算機(jī)軟件或者二者的結(jié)合來實現(xiàn)，為了清楚地說明硬件和軟件的可互換性，在上述說明中已經(jīng)按照功能一般性地描述了各示例的組成及步驟。這些功能究竟以硬件還是軟件方式來執(zhí)行，取決于技術(shù)方案的特定應(yīng)用和設(shè)計約束條件。專業(yè)技術(shù)人員可以對每個特定的應(yīng)用來使用不同方法來實現(xiàn)所描述的功能，但是這種實現(xiàn)不應(yīng)認(rèn)為超出本發(fā)明的范圍。
[0034]結(jié)合本文中所公開的實施例描述的方法或算法的步驟可以直接用硬件、處理器執(zhí)行的軟件模塊，或者二者的結(jié)合來實施。軟件模塊可以置于隨機(jī)存儲器(RAM)、內(nèi)存、只讀存儲器(ROM)、電可編程ROM、電可擦除可編程ROM、寄存器、硬盤、可移動磁盤、CD-ROM、或【技術(shù)領(lǐng)域】內(nèi)所公知的任意其它形式的存儲介質(zhì)中。
[0035]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種離子接地極的接地模擬方法，其特征在于，包括: 根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率建立離子接地極擴(kuò)散模型； 根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及擬采用的離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置在軟件分析工具中進(jìn)行模擬和計算，從而得到離子接地極接地后的降阻效果。
2.如權(quán)利要求1所述的離子接地極的接地模擬方法，其特征在于，所述根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率建立離子接地極擴(kuò)散模型，具體包括: 根據(jù)離子接地極的離子材料和離子接地極所要放置的區(qū)域的自然土壤電阻率，建立包括離子接地極本體層、第一擴(kuò)散層和第二擴(kuò)散層的離子接地極擴(kuò)散模型。
3.如權(quán)利要求1所述的離子接地極的接地模擬方法，其特征在于，所述根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及擬采用的離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置在軟件分析工具中進(jìn)行模擬和計算，從而得到離子接地極接地后的降阻效果，具體包括: 根據(jù)建立的所述離子接地極擴(kuò)散模型，以及擬采用的離子接地極的數(shù)量和相應(yīng)放置位置，將離子接地極按照常規(guī)帶覆蓋層的接地導(dǎo)體的方式在軟件分析工具中進(jìn)行模擬和計算，從得到離子接地極接地后土壤的電阻率。
4.如權(quán)利要求2所述的離子接地極的接地模擬方法，其特征在于，所述離子接地極擴(kuò)散模型中的接地極本體層的半徑為當(dāng)前離子接地極的半徑，所述接地極本體層區(qū)域內(nèi)的電阻率由當(dāng)前離子接地極的離子材料確定。
5.如權(quán)利要求2所述的離子接地極的接地模擬方法，其特征在于，所述離子接地極擴(kuò)散模型中的第一擴(kuò)散層的半徑為當(dāng)前離子接地極本體半徑的5?10倍，所述第一擴(kuò)散層區(qū)域內(nèi)的電阻率為所述然土壤電阻率的40%?60%。
6.如權(quán)利要求2所述的離子接地極的接地模擬方法，其特征在于，所述離子接地極擴(kuò)散模型中的第二擴(kuò)散層的半徑為當(dāng)前離子接地極本體半徑的20?30倍，所述第二擴(kuò)散層區(qū)域內(nèi)的電阻率為所述然土壤電阻率的70%?80%。
7.如權(quán)利要求1或3所述的離子接地極的接地模擬方法，其特征在于，所述軟件分析工具為0)2(?軟件或燦^313軟件。
【文檔編號】G06F17/50GK104376163SQ201410636424
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月12日
【發(fā)明者】錢鋒, 張勁松, 王臚, 郭冰, 范立新, 吳棟良, 葉海, 陳遲, 韓文建, 付龍海 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司揚州供電公司, 江蘇方天電力技術(shù)有限公司, 北京加華賽時電力安全技術(shù)有限公司