[发明专利]一种具有降阻功能的螺旋形接地极设计方法

权利要求书

1.一种具有降阻功能的螺旋形接地极设计方法，其特征在于：该方法包含如下步骤：

S1：根据有限元数值计算方法，对螺旋形接地极敷设长度进行设计；

S2：设计螺旋接地极的螺距；

S3：设计螺旋接地极的线圈半径；

S4：设计螺旋接地极结构参数的综合方案；

S5：进行螺旋接地极接地电阻的理论计算；

S6：设计螺旋接地极接地电阻的测量方案；

步骤S1具体为：

S11：在选定土壤电阻率、接地极引下线长度、截面半径、螺旋形线圈半径和螺距的条件下，对不同敷设长度的螺旋形接地极的接地电阻和直线型接地极的接地电阻进行计算；

S12：分析比较相同敷设长度的螺旋形接地极和直线型接地极的接地电阻差异；

步骤S4具体为：

S41：综合分析螺旋接地极敷设长度、螺距及线圈半径对接地电阻的影响；

S42：得出在工程实际中降阻性能最优时，螺旋形接地极各个结构参数的设计方案；

步骤S5具体为：

S51：综合分析螺旋接地极源点及表面参考点的参数方程；

S52：对螺旋接地极进行细小分段处理，并假设各分段电流分布均匀，最终得到螺旋接地极接地电阻解析表达式：

其中R为螺旋接地极接地电阻，ρ为媒质电阻率，n为线圈匝数，a为截面半径，R′为线圈半径；

步骤S6具体为：

S61：将设计好的螺旋形接地极布置在大地中的G点，并将引出线连接电流表的一端，电流表的另一端连接至测试电源的一端和电压表的一端，测试电源的另一端连接至大地的C点，在电压表的另一端连接至大地的P点；

S62：将螺旋形接地极的接地电阻与等效半球形接地极的接地电阻进行计算，

其中，R₀为等效半球形接地极的接地电阻，R为螺旋形接地极的接地电阻，γ为土壤电导率，r₀为等效半球形接地极的半径，D_PG为接地点P与接地点G之间的距离，D_CG为接地点C与接地点G之间的距离，D_CP为接地点C与接地点P之间的距离；

令ΔR＝R-R₀＝0，即

设D_PG＝kD_CG，其中，k为D_PG与D_CG之间的倍数关系，则

S63：根据所求出的D_PG与D_CG之间的倍数关系对测量电路进行调整，并准确测量计算出螺旋形接地极的接地电阻。

2.根据权利要求1所述的一种具有降阻功能的螺旋形接地极设计方法，其特征在于：步骤S2具体为：

S21：在指定敷设长度的条件下，对不同螺距螺旋形接地极的接地电阻进行计算；

S22：分析比较不同螺距下的螺旋形接地极的接地电阻，选取适合工程实际的螺距作为设计螺距。

3.根据权利要求2所述的一种具有降阻功能的螺旋形接地极设计方法，其特征在于：步骤S3具体为：

S31：在设计螺距的前提下，对不同接地极半径的螺旋形接地极的电阻进行计算；

S32：分析比较不同接地极半径下的螺旋形接地极的接地电阻，选取适合工程实际的接地极半径作为设计接地极半径。