[发明专利]基于钢筒桩基础的输电线路接地方法

权利要求书

1.一种基于钢筒桩基础的输电线路接地方法，包括如下步骤：

S1. 搭建输电线路的钢筒桩基础仿真模型；

S2. 针对步骤S1搭建的模型，通过仿真计算，得到现场土壤电阻率条件下的钢筒桩最佳长度值；具体为采用如下步骤计算最佳长度值：

a. 根据现场的实际土壤条件，定义土壤模型，并设定对应的土壤电阻率；

b. 将钢筒桩模型放置于输电线路杆塔各塔脚对应的水平地面以下，并向各个钢筒桩中注入设定幅值、频率为50Hz的工频电流激励源，从而模拟经杆塔塔脚引流至各钢筒桩基础的入地电流；

c. 直接在仿真软件中运行上述模型，获取该模型下的工频接地电阻值；

d. 设置各钢筒桩的初始长度L为初始值，根据步骤a~步骤c的方法，计算此时钢筒桩基础散流下的工频接地电阻，并记录该电阻值；

e. 以设定的间隔值为增长间隔，将钢筒桩的长度L增加一个增长间隔，计算此时的工频接地电阻并记录；

f. 重复步骤e直至钢筒桩的长度L达到设定的最大值；此时得到一系列的钢筒桩长度-工频接地电阻的组合值；

g. 对步骤f得到的一系列组合值进行函数拟合，从而得到钢桶桩基础的工频接地电阻和钢桶桩长度的拟合函数；

h. 求取步骤g得到的拟合函数的一阶导函数，并根据设定的要求，选取对应的一阶导函数的函数值的阈值，将该阈值对应的钢筒桩长度作为最终的钢筒桩最佳长度值；

S3. 搭建输电线路的传统杆塔基础下的接地装置模型；

S4. 在步骤S3搭建的模型中，将传统杆塔基础替换为钢筒桩，且钢筒桩长度为步骤S2得到的最佳长度值；

S5. 针对步骤S4搭建的模型，通过仿真计算，得到现场土壤电阻率条件下的总水平接地体长度，从而得到完成基于钢筒桩基础的输电线路接地。

2.根据权利要求1所述的基于钢筒桩基础的输电线路接地方法，其特征在于步骤S1所述的搭建输电线路的钢筒桩基础仿真模型，具体为采用CDEGS软件搭建输电线路的钢筒桩基础的仿真模型。

3.根据权利要求2所述的基于钢筒桩基础的输电线路接地方法，其特征在于步骤S1所述的搭建输电线路的钢筒桩基础仿真模型，具体为采用如下步骤搭建仿真模型：

A. 采用空心导体模型等效模拟钢筒桩基础，钢筒桩半径由空心导体的内半径选项设置，钢筒桩壁厚通过空心导体外半径与内半径之差决定；空心导体的材料属性与钢桩筒材料属性一致；

B. 钢筒桩外浇筑的混凝土通过空心导体中的涂层选项进行模拟，并以钢筒桩外混凝土属性为准；

C. 完成步骤A和步骤B后，弃土的等效模拟过程同时完成。

4.根据权利要求3所述的基于钢筒桩基础的输电线路接地方法，其特征在于步骤S3所述的搭建输电线路的传统杆塔基础下的接地装置模型，具体为采用如下步骤搭建模型：

（1）传统杆塔基础的模拟通过插入土壤块的方式实现：设置土壤块的各顶点坐标，从而绘制各种大小形状的土壤块模型；杆塔基础的材料属性通过设置土壤块的电阻率大小实现；

（2）定义接地导体类型：类型参数包括接地导体相对于铜的相对电阻率、相对磁导率以及导体半径；

（3）根据实际土壤条件定义土壤模型，设置土壤电阻率；定义激励源的激励类型、幅值大小以及计算频率，将该激励源施加于由外表绝缘的导体引下线中，引下线的另一端与接地装置导体相连；

（4）按照接地装置的实际型式以及该土壤电阻率下所要求的接地电阻目标值，通过创建物体选项，搭建接地装置仿真模型，并通过仿真计算得到该接地型式下所需要的水平接地导体长度。