双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法及验证方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法，包括获取设计的双层土壤中接地装置的设计模型和设计参数；将设计模型分解为水平接地体部分和垂直接地体部分；建立双层土壤中水平接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型和双层土壤中垂直接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型；将仿真模型进行组合得到最终的双层土壤中接地装置的仿真模型。本发明专利技术建立双层土壤结构下接地装置的ATPDraw仿真模型，并根据双层土壤结构下杆塔接地装置雷电冲击散流特性对模型进行修正，从而实现了双层土壤中接地装置的仿真模型建立及验证；本发明专利技术方法不仅适用于双层土壤结构的，而且可靠性高、实用性好且准确度较高。

【技术实现步骤摘要】
双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法及验证方法
本专利技术属于防雷接地领域，具体涉及一种双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法及验证方法。
技术介绍
随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。输电线路杆塔接地冲击散流特性是杆塔接地装置设计与施工的基础。通常采用ATPEMTP(ATPDraw)、CDEGS等软件通过建模仿真获取其冲击散流特性，并计算其冲击接地电阻。在实际输电线路接地网设计中，土壤结构复杂，通常做水平分层土壤结构处理，上下层土壤电阻率大小及上层土壤厚度、接地装置形式等对接地装置的冲击散流有很大影响。虽然现有的杆塔接地ATPDraw仿真模型充分考虑了接地体冲击火花效应及电感效应，仿真结果能准确反映接地系统的冲击散流特性。但是，现有技术仅适用于均匀土壤结构下，这使得现有技术的仿真结果并不准确，可靠性也较低。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种适用于双层土壤结构的、可靠性高、实用性好且准确度较高的双层土壤中接地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法，包括如下步骤：/nS1.获取设计的双层土壤中接地装置的设计模型和设计参数；/nS2.根据步骤S1获取的设计模型和设计参数，将设计模型分解为水平接地体部分和垂直接地体部分；/nS3.针对步骤S2得到的水平接地体部分，建立双层土壤中水平接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型；/nS4.针对步骤S2得到的垂直接地体部分，建立双层土壤中垂直接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型；/nS5.根据步骤S2的分解方式，将步骤S3和步骤S4得到的仿真模型进行组合，从而得到最终的双层土壤中接地装置的仿真模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法，包括如下步骤：
S1.获取设计的双层土壤中接地装置的设计模型和设计参数；
S2.根据步骤S1获取的设计模型和设计参数，将设计模型分解为水平接地体部分和垂直接地体部分；
S3.针对步骤S2得到的水平接地体部分，建立双层土壤中水平接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型；
S4.针对步骤S2得到的垂直接地体部分，建立双层土壤中垂直接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型；
S5.根据步骤S2的分解方式，将步骤S3和步骤S4得到的仿真模型进行组合，从而得到最终的双层土壤中接地装置的仿真模型。


2.根据权利要求1所述的双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法，其特征在于步骤S3所述的建立双层土壤中水平接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型，具体为采用如下步骤建立模型：
A.将水平接地体部分划分为若干等份，且设定每等份内接地体均匀散流；
B.不考虑火花效应，计算每等份接地体的电参数；
C.根据步骤B得到的电参数，建立水平接地体部分的ATPDraw仿真模型，并得到不考虑火花效应时的仿真参数；
D.考虑火花效应，根据步骤C得到的不考虑火花效应时的仿真参数，计算每等份接地体的等效半径；
E.根据步骤D的计算结果，重新计算每等份接地体的电参数；
F.根据步骤E得到的电参数，再次建立水平接地体部分的ATPDraw仿真模型，并得到考虑火花效应时的仿真参数；
G.对步骤C得到的仿真参数和步骤F得到的仿真参数进行比较，从而得到最终的双层土壤中水平接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型。


3.根据权利要求2所述的双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法，其特征在于步骤B所述的不考虑火花效应，计算每等份接地体的电参数，具体为采用如下步骤计算电参数：
a.采用如下算式计算接地导体的单位长度电阻R0：



式中ρ0为水平接地体的电阻率，r为水平接地体部分的半径；
b.采用如下算式计算单位长度电导G0：



式中R为水平接地体部分的接地电阻；l为水平接地体部分的长度；



ρ为水平接地体部分所在土壤层的土壤电阻率；l为水平接地体部分的长度；h为水平接地体部分的埋深；r为水平接地体部分的半径；k为双层土壤的反射系数，且ρ1为上层土壤电阻率；ρ2为下层土壤电阻率；s为上层土壤厚度；n为镜像级数，取值为自然数，且满足R(n+1)-R(n)≤0.01Ω；
c.采用如下算式计算等效土壤电阻率ρd：



式中R为水平接地体部分的整体电阻；l为水平接地体部分的长度；h为水平接地体部分的埋深；r为水平接地体部分的半径；
d.采用如下算式计算单位长度电容C0：
C0＝ερdG0
式中ε为土壤介电常数；ρd为等效土壤电阻率；G0为单位长度电导；
e.采用如下算式计算单位长度电感L0：



式中u0为真空导磁系数；l为水平接地体部分的长度；r为水平接地体部分的半径。


4.根据权利要求3所述的双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法，其特征在于步骤D所述的考虑火花效应，根据步骤C得到的不考虑火花效应时的仿真参数，计算每等份接地体的等效半径，具体为采用如下公式计算每等份接地体的等效半径ri：



式中ρ为水平接地体部分所在土壤层的土壤电阻率；ΔIi为该等份接地体的散流数值；Δl为该等份接地体的长度；Ec为土壤临界击穿场强。


5.根据权利要求4所述的双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法，其特征在于步骤G所述的对步骤C得到的仿真参数和步骤F得到的仿真参数进行比较，具体为重复步骤D～步骤F，直至相邻两次运行结果得到的ΔIi数值之差小于第一设定值，从而得到最终的双层土壤中水平接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型。


6.根据权利要求5所述的双层土壤中接地装置的仿真模型建立方法，其特征在于步骤S4所述的针对步骤S3得到的垂直接地体部分，建立双层土壤中垂直接地体冲击散流特性ATPDraw仿真模型，具体为采用如下步...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宇彬，叶嘉诚，程育林，陈霖华，沈晓隶，唐凯，周迁，徐斌兵，许书宸，程俊溢，
申请(专利权)人：湖南经研电力设计有限公司，国网湖南省电力有限公司经济技术研究院，
类型：发明
国别省市：湖南;43