[发明专利]一种大型接地网接地电阻多要素评价方法

权利要求书

1.一种大型接地网接地电阻多要素评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，获取大型接地网参数并建立原始数据库

步骤1.1，影响要素的确定

将大型接地网记为接地网，根据已知的统计数据，将影响接地网接地电阻变化的影响要素归类为三类，共11种，将11种影响要素中的任意一种记为影响要素M_αβ，其中，α为影响要素类别的编号，α＝α₁，α₂，α₃，α₁为水平接地导体影响要素，α₂为垂直接地导体影响要素，α₃为土壤结构影响要素；β为影响要素M_αβ在各类中的序号，β＝1，2…；具体的，包括：

水平接地导体影响要素网孔大小水平接地导体形状双层地网间距和外接地网间距

垂直接地导体影响要素接地网四边及内部垂直接地导体数量避雷针处垂直接地导体数量门型架构处垂直接地导体数量所有垂直接地导体长度外部垂直接地导体长度垂直接地导体分布情况

土壤结构影响要素土壤分层及各层土壤电阻率情况

步骤1.2，采集原始数据并建立原始数据库

根据步骤1.1给出的影响要素，采集各个影响要素的原始数据，具体的，首先现场采集接地网土壤状况、现场测量接地网所在区域的土壤电阻率，再根据接地网的设计图纸，获取接地网的结构参数信息；

根据采集得到的各个影响要素的原始数据建立接地网的原始数据库；

在原始数据库中，将每一个影响要素的所有原始数据组成一个集合，共得到11个影响要素的原始数据的集合，将影响要素M_αβ的原始数据的集合记为原始数据集合M_αβ′，该影响要素集合M_αβ′中共包括E个原始数据，E为正整数，α＝α₁，α₂，α₃，β＝1，2…；

步骤2，建立接地网仿真计算模型

步骤2.1，构建土壤分层模型

所述土壤分层模型由T层土壤组成，T为土壤层数，将T层土壤中的任意一层记为土壤层j，j＝1，2…T，记土壤层j的厚度为H_j、土壤层j的电阻率为ρ_j；

步骤2.2，设定接地网导体的拓扑结构

所述接地网导体的拓扑结构中包括Q个水平接地导体，W个垂直接地导体和一根电流注入导体；Q个水平接地导体截面积相同、埋深相同，将水平接地导体截面积记为S₁、水平接地导体埋深记为S₂；W个垂直接地导体截面积相同、长度相同，将垂直接地导体截面积记为S₃、垂直接地导长度记为S₄；将电流注入导体的截面积记为S₅，电流注入导体的长度记为S₆；

将接地网简化为矩形，以接地网四角中任意一角为坐标原点O建立空间三维直角坐标系，将Q个水平接地导体中的任意一个水平接地导体记为水平接地导体Γ_A，A为水平接地导体的编号，A＝1，2...Q，水平接地导体Γ_A在空间三维直角坐标系中的起点坐标和终点坐标分别为(x_1A，y_1A，z_1A)和(x_2A，y_2A，z_2A)；将W个垂直接地导体中的任意一个垂直接地导体记为垂直接地导体Ψ_B，B为垂直导体的编号，B＝1，2...W，垂直接地导体Ψ_B在空间三维直角坐标系中的起始坐标和终点坐标分别为(x_3B，y_3B，z_3B)和(x_4B，y_4B，z_4B)；将电流注入导体在空间三维直角坐标系中的起始坐标和终点坐标分别为(x₅，y₅，z₅)和(0，0，0)；

根据土壤分层模型、接地网导体的拓扑结构，并综合步骤1.1给出的11种影响要素，在仿真软件CDEGS环境下，完成接地网仿真计算模型的建立；

步骤2.3，评价指标的设定

在仿真软件CDEGS环境下，将接地网仿真计算模型中的电流注入导体记作导体H_e，将注入导体H_e的电流值记为注入电流I，将与注入电流I对应的电位升记为电位升U，将与注入电流I、电位升U对应的接地网的接地电阻值记为接地电阻R，R＝U/I；

将接地电阻R作为接地网接地电阻多要素评价方法的评价指标；

步骤3，获取接地电阻R在11种影响要素变化下的评价值

步骤3.1，确定仿真基准式G

在步骤1得到的每一个原始数据集合M_αβ′中，任意选择一个原始数据作为基准值H_αβ，α＝α₁，α₂，α₃，β＝1，2…，即对应11个原始数据集合M_aβ′共得到11个影响要素的11个基准值H_αβ，将该11个基准值H_αβ代入接地网仿真模型构成一个仿真基准式G；

步骤3.2，计算影响要素M_αβ的评价接地电阻值R_αβ，具体过程为：

提取原始数据集合M_αβ′中的E个原始数据，并分别取代其基准值H_αβ代入仿真基准式G进行仿真，得到与E个原始数据对应的电位升U，取其中数值最大的电位升U记为最大电位升U₁，计算此时的接地电阻值并记为评价接地电阻值R_αβ，R_αβ＝U₁/I；

步骤3.3，按照步骤3.2的方法对11种影响要素依次进行仿真，得到11种影响要素对应的11个评价接地电阻值R_αβ；

步骤4，获取接地网接地电阻多要素评价值集合

将步骤3.3得到的11种影响要素对应的11个评价接地电阻值R_αβ的集合记为接地网接地电阻多要素评价值集合R₀，