【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于接地装置设计，具体而言，涉及一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法。
技术介绍
1、随着城市现代化发展水平的提高，城市电网的建设规模也在不断壮大。城市输电架空线路杆塔的典型塔型为钢管塔，主要安装在路边或者公路中间的花坛中，由于所在区域的人流量均比较大，所以对于其输电钢管塔接地装置的接地安全问题应高度重视。如何降低高土壤电阻地区的接地电阻是近年来输电线路杆塔接地设计和讨论的焦点问题，并且提出了许多新的降阻方法。如爆破式接地技术、利用降阻剂和柔性石墨接地电极等。现有的输电杆塔接地装置大都采用水平放射形接地装置，接地设计中大多仅考虑接地电阻达标。但对于人流量较大、人口密集的杆塔的接地装置，除了保证接地电阻达到标准外，还应使输电杆塔接地装置的接触电压以及附近地面的跨步电压达到安全值以下，即均衡跨步电压和接触电压也应作为接地设计的重点。尤其，针对城市输电钢管塔，大多位于道路中央或两侧的花坛中，地面为植被，难以在地表铺设高电阻率物质，只能通过接地装置的加强设计使安全指标达标。目前常见的城市输电钢管塔的接地设备使用单根圆钢作为接地体。但是，由于电流多数集中在邻近电杆处的局部区域，导致土壤中的电流密度分布极不均匀，发生电流聚集现象。目前一种方法是选用大截面积的导材作为接地体，或按一定距离布置多支接地钢板。然而，配置过多接地体占用空间，也不利于维护操作。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，能够解决现有技术一般采用大截面积的导材
2、本专利技术是这样实现的：
3、本专利技术提供一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其中，包括以下步骤：
4、s10、利用电流在土壤中的扩散均匀度优化短导体接地模块的基本参数，包括短导体之间的间隔、短导体长度以及短导体接地模块的垂直长度；
5、s20、利用cdegs软件搭建短导体接地模块模型，建立基本参数组成的第一数据集；
6、s30、利用第一数据集，计算散流均匀度对短导体间隔、短导体长度的变化率，记为第一变化率；
7、s40、构建短导体间隔、短导体长度和第一变化率组成的数据集，记为第二数据集；
8、s50、将所述第二数据集中的短导体间隔、短导体长度作为输入，第一变化率作为输出，通过神经网络进行训练，得到短导体设计参数模型；
9、s60、利用遗传算法作为优化函数对短导体设计参数模型构成的映射函数进行优化，找出第一变化率最大时的短导体间隔和短导体长度，作为用于降阻均压的导体接地装置中短导体的设计参数，记为目标设计参数；
10、s70、根据目标设计参数设计导体接地装置。
11、在上述技术方案的基础上，本专利技术的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法还可以做如下改进:
12、其中，所述利用电流在土壤中的扩散均匀度优化短导体接地模块的基本参数的步骤，具体包括，
13、首先需要确定影响电流在土壤中扩散均匀度的因素，包括短导体之间的间隔、短导体长度以及短导体接地模块的垂直长度；然后分析不同参数组合下电流扩散的规律，建立电流扩散均匀度评价模型；最后，通过模型分析确定短导体间隔、短导体长度和接地模块垂直长度的参数组合，使得电流在土壤中的扩散最为均匀。
14、其中，所述利用cdegs软件搭建的短导体接地模块模型，包括一根垂直接地体以及多根短导体，所述多根短导体之间距离为d，所述多根短导体与所述垂直接地体夹角为90°，相邻的短导体在水平面上的投影互相垂直；所述短导体的长度为l，所述垂直接地体的长度为h。
15、进一步的，所述利用第一数据集，计算散流均匀度对短导体间隔、短导体长度的变化率的步骤，具体是：以第一数据集为基础，分析不同短导体间隔和短导体长度下电流散流均匀度的变化趋势，得到对于给定的短导体间隔、长度的变化，导致的散流均匀度的变化量；将所述变化量与相应的短导体间隔、长度变化量的比值，作为第一变化率。
16、进一步的，所述构建短导体间隔、短导体长度和第一变化率组成的数据集，记为第二数据集的步骤，具体是：在第一数据集的基础上，加入第一变化率这一特征，形成以设计参数和散流均匀度变化率为特征的数据集，即第二数据集，其中所述设计参数为短导体长度以及相邻短导体之间的距离，其中所述短导体间隔表示相邻短导体之间的距离。
17、进一步的，所述将短导体间隔、短导体长度作为输入，第一变化率作为输出，通过神经网络进行训练，得到短导体设计参数模型的步骤，具体是：采用神经网络的拓扑结构与学习算法，以第二数据集作为训练样本，输入节点为短导体间隔与长度，输出节点为第一变化率；经过多次训练迭代，获得中间节点权值，形成一个从设计参数到散流均匀度变化率的映射模型，即短导体设计参数模型。
18、进一步的，所述利用遗传算法作为优化函数对短导体设计参数模型构成的映射函数进行优化，找出第一变化率最大时的短导体间隔和短导体长度的步骤，具体包括：利用训练得到的bp神经网络模型，选取短导体间隔与长度作为遗传算法的染色体编码，以第一变化率作为适应度函数；则遗传算法迭代过程中，寻找到第一变化率最大的染色体，解码后即为最优设计参数。
19、进一步的，神经网络模型采用的是bp神经网络。
20、其中，所述电流扩散均匀度评价模型，表示如下：
21、
22、
23、
24、式中：μ为散流均匀度，n为接地导体被分段后得到的总段数，in为第n段导体的散流电流，i0为注入接地体的电流幅值。
25、进一步的，所述垂直接地体为一根金属杆。
26、与现有技术相比较，本专利技术提供的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法的有益效果是：设计一种具有多组互相垂直且具有垂直间隔的导体接地装置，通过建模模拟和网络优化，可以得到最佳设计参数来设计的短导体接地模块布置方案，使得电流在土壤中的分布更加均匀。相较于传统的单根接地体或机械叠加多个接地体，本方案不需要配置过多过大接地体，便于维护。解决了现有技术一般采用大截面积的导材作为接地体，或按一定距离布置多支接地钢板，然而，配置过多过大接地体占用空间，也不利于维护操作的技术问题。
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1.一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述利用电流在土壤中的扩散均匀度优化短导体接地模块的基本参数的步骤，具体包括，
3.根据权利要求1所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述利用CDEGS软件搭建的短导体接地模块模型，包括一根垂直接地体以及多根短导体，所述多根短导体之间距离为d，所述多根短导体与所述垂直接地体夹角为90°，相邻的短导体在水平面上的投影互相垂直；所述短导体的长度为l，所述垂直接地体的长度为h。
4.根据权利要求3所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述利用第一数据集，计算散流均匀度对短导体间隔、短导体长度的变化率的步骤，具体是：以第一数据集为基础，分析不同短导体间隔和短导体长度下电流散流均匀度的变化趋势，得到对于给定的短导体间隔、长度的变化，导致的散流均匀度的变化量；将所述变化量与相应的短导体间隔、长度变化量的比值，作为第一变化率。
5.根据
6.根据权利要求5所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述将短导体间隔、短导体长度作为输入，第一变化率作为输出，通过神经网络进行训练，得到短导体设计参数模型的步骤，具体是：采用神经网络的拓扑结构与学习算法，以第二数据集作为训练样本，输入节点为短导体间隔与长度，输出节点为第一变化率；经过多次训练迭代，获得中间节点权值，形成一个从设计参数到散流均匀度变化率的映射模型，即短导体设计参数模型。
7.根据权利要求6所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述利用遗传算法作为优化函数对短导体设计参数模型构成的映射函数进行优化，找出第一变化率最大时的短导体间隔和短导体长度的步骤，具体包括：利用训练得到的BP神经网络模型，选取短导体间隔与长度作为遗传算法的染色体编码，以第一变化率作为适应度函数；则遗传算法迭代过程中，寻找到第一变化率最大的染色体，解码后即为最优设计参数。
8.根据权利要求5所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，神经网络模型采用的是BP神经网络。
9.根据权利要求1所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述电流扩散均匀度评价模型，表示如下：
10.根据权利要求3所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述垂直接地体为一根金属杆。
...【技术特征摘要】
1.一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述利用电流在土壤中的扩散均匀度优化短导体接地模块的基本参数的步骤，具体包括，
3.根据权利要求1所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述利用cdegs软件搭建的短导体接地模块模型，包括一根垂直接地体以及多根短导体，所述多根短导体之间距离为d，所述多根短导体与所述垂直接地体夹角为90°，相邻的短导体在水平面上的投影互相垂直；所述短导体的长度为l，所述垂直接地体的长度为h。
4.根据权利要求3所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述利用第一数据集，计算散流均匀度对短导体间隔、短导体长度的变化率的步骤，具体是：以第一数据集为基础，分析不同短导体间隔和短导体长度下电流散流均匀度的变化趋势，得到对于给定的短导体间隔、长度的变化，导致的散流均匀度的变化量；将所述变化量与相应的短导体间隔、长度变化量的比值，作为第一变化率。
5.根据权利要求4所述的一种用于降阻均压的导体接地装置的分析设计方法，其特征在于，所述构建短导体间隔、短导体长度和第一变化率组成的数据集，记为第二数据集的步骤，具体是：在第一数据集的基础上，加入第一变化率这一特征，形成以设计参数和散流均匀度变化率为特征的数据集，即第二数据集，其中所述设计参数为短导体长度以及相...
【专利技术属性】
技术研发人员：周秀，白金，杨鑫，田天，相中华，史磊，潘亮亮，常文治，杨海涛，司文荣，俞华，赵晓林，刘康，吴兴旺，殷睿，李甘霖，高婷玉，胡啸宇，张广东，倪辉，赵莹莹，梁基重，李国栋，包艳艳，孙尚鹏，于家英，马宇坤，
申请(专利权)人：国网宁夏电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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