[发明专利]一种新型基于圆环形直流输电接地极不同埋深的跨步电压的计算方法

权利要求书

1.一种新型基于圆环形直流输电接地极不同埋深的跨步电压的计算方法，其特征在于，包括以下两种情况：

(1)分析均匀媒质圆环形接地极不等深埋设的电位分布，得出大地表面的跨步电压的计算表达式；

(2)分析水平双层媒质圆环形接地极不等深埋设的电位分布，得出大地表面的跨步电压的计算表达式；

所述情况(1)的具体过程包括以下步骤：

1-1)圆环形接地极采用双环不等深埋设，直流圆环电极由圆导体弯成，圆导体直径为2a,圆环直径为2b,通过圆环流入媒质的电流为I，沿圆环圆周均匀流散，一般情况下b＞＞a，当直流电流由圆导体溢出时，认为集中在导体轴线，若以δ表示极环表面溢流密度，则有:

1-2)大地与空气存在分层界面，直流圆环电极周围空间任一点设为N(r，0，z)，坐标轴z的正半轴方向设定为由大地与空气的分界面指向地下，圆环在地下的埋深为h；为了消除边界影响，将带有边界的恒定电场问题转化为电极与镜像电极的叠加场问题；由此可得，半无限大均匀媒质中圆环接地极周边直流地电位的计算式为:

上式中，为距离圆环r处的电位(V)，ρ为大地电阻率(Ω·m)，I为通过圆环流入媒质的电流；

h为单圆环的埋深，b为单圆环的半径；

1-3)在地表z＝0处，半无限大均匀媒质中圆环接地极周边直流地电位的计算公式为：

上式中，ρ为大地电阻率(Ω·m)，I为通过圆环流入媒质的电流，b为单圆环半径，h为单圆环的埋深；

1-4)由此得出双圆环接地极直流地电位的计算公式为：

上式中，ρ为大地电阻率(Ω·m)，I为通过圆环流入媒质的电流，b₁为双圆环内环的半径(m)，b₂为双圆环外环的半径(m)，h₁为双圆环内环的埋深，h₂为双圆环外环埋深；

1-5)由上述得出大地表面的跨步电压的计算表达式为

上式中，为双圆环接地极直流地电位(V)，ρ为大地电阻率(Ω·m)，I为通过圆环流入媒质的电流(A)，b₁为双圆环内环的半径(m)，b₂为双圆环外环的半径(m)，h₁为双圆环内环的埋深(m)，h₂为双圆环外环埋深(m)。