[发明专利]一种确定深层土壤等效土壤电阻率的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统安全评估技术领域，特别是一种确定深层土壤等效土壤电阻率的方法。

背景技术

接地系统是保证发变电站安全运行不可或缺的重要组成，其性能好坏直接影响到发变电站内外人员、设备的安全和防护水平。目前，衡量接地系统性能的一个重要指标是接地电阻值，在各类标准(如GB/T50065-2011“交流电气装置的接地设计规范”)中对接地电阻限值有着严格的明确要求。

影响接地系统接地电阻值的主要因素接地系统所在位置的土壤结构和相应的土壤电阻率数值。先前，在进行接地电阻计算时，设计者和研究者多按照均匀土壤结构考虑，即大范围内土壤的电阻率均为相同。近年来，随着大家的认识和计算分析手段的提高，在进行接地电阻计算和分析时多按照水平分层土壤结构考虑。如图1为典型的水平三层土壤结构示意图。现阶段，对于深层区域的等效土壤电阻率值多按照获得的表层土壤电阻率延伸至深层考虑，此方法存在了很大的不确定性，准确度较低。

为了得到准确的接地系统接地电阻值，就要获得当地土壤结构信息,即得到各层的土壤电阻率和各层的厚度。目前，获得土壤结构信息的主要方法包括WENNER四极法、取样分析法(即通过深井获取深层土壤土壤，然后至实验室测量其土壤电阻率值，从而确定深层土壤结构和电阻率值)等方式。对于表层或者不太深层的土壤区域来说，通过WENNER四极法或取样分析法可以获取该区域的等效土壤电阻率信息和数值。但是对于距离表层较远，即较深区域，如地表下100米及以下深层区域的土壤信息，由于测量现场地形、现场测量可用区域、设备可达深度、仪器测量功能、人工物力成本的限制，很难或者需要投入很大成本才能得到此区域的等效土壤电阻率信息。如，要获得地下100米及以下区域的土壤信息，对于WENNER四极法，此时需要的侧线长度约要接近1公里及以上；对于取样法，需要取样钻机深入到地下100米及以下区域。

深层土壤的电阻率会直接影响到接地系统的接地电阻值以及故障电流的分布，如深层土壤其电阻率高，则接地系统的接地电阻值就大，故障电流就会主要在靠近表层的土壤散流；反之，则接地系统的接地电阻值就小，故障电流就会通过深层土壤散流。所以，确定深层土壤区域的电阻率值对于接地系统的设计以及安全性分析具有重要的意义。同时确定了某区域深层土壤电阻率信息后，对于此区域相关接地工程的设计和分析也可以提供理论依据和工程设计指导。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种确定深层土壤等效土壤电阻率的方法。为相关接地系统的设计和分析提供准确的深层土壤电阻率信息

本发明的目的通过以下技术方案来实现：一种确定深层土壤等效土壤电阻率的方法，包括以下步骤：

S1、现场测量部分；

现场测量部分分为已有接地系统接地电阻测量和当地土壤电阻率测量两部分。

S11、已有接地系统接地电阻测量；

在欲确定深层土壤等效土壤电阻率的区域，利用已建的接地系统(可为已有的建成接地系统或者为此次测量搭建的临时接地系统)，采用电压降法进行该接地系统的接地电阻值测量。通过测量得到的电压极数值与注入电流的比值，确定该接地系统的接地电阻值，即为接地系统接地电阻测量值。

S12、现场土壤结构测量；

在欲确定深层土壤等效土壤电阻率的区域，采用WENNER四极法或取样分析法确定地表下100米以内范围内的土壤结构和相应的土壤电阻率数值。对于100米以下区域的土壤信息，不需要进行现场测量，从而可以节省了大量的深层土壤测量成本并降低了测量难度。此测量获得的结果可以作为地表下深度100米以上区域的土壤结构和相应土壤电阻率数据基准。

S2、计算机模拟计算部分；

此部分采用计算机分析软件进行接地系统性能计算，并得到其接地电阻计算结果。具体包括以下子步骤：

S21、首先，按照现场实际情况，使用计算机分析软件创建现场进行测量的接地系统计算模型。模型中的接地系统埋深、导体型号和尺寸等按照现场实际情况考虑。