[發明專利]一種面向分層大地的視在電阻率測算方法、系統及存儲介質

在審

• 申請號: 202211326767.4
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號: CN115718325A
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發明（設計）人: 吉旺威;林藝;李國城;李光茂;鄭服利;鐘少泉;何昊
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司廣州供電局
• 主分類號: G01V3/08
• 分類號: G01V3/08;G01V3/38
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 劉俊

本發明涉及電力系統接地測量與評估領域，提供了一種面向分層大地的視在電阻率測算方法、系統及存儲介質。其中，所述面向分層大地的視在電阻率測算方法包括以下步驟：根據溫納四極法，初始化設置極距a，輸入測試電流I，獲取對應極距a的測試電壓ΔV，計算視在電阻率測量值ρ_am；引入歐拉變換法獲得兩個電壓極間的地表電位差ΔV′(a)和視在電阻率計算值ρ_as；根據相對誤差ε是否超過預設閾值確認更新極距a或輸出此時的視在電阻率計算值ρ_as。本發明通過引入歐拉變換法，將空間電位的無窮貝塞爾函數積分轉化為有限數量的地表特征阻抗加權求和，處理時間短，不受土壤分層數目的限制，適用于復雜大地分層的情況，可在工程現場快速應用。

技術領域

本發明涉及電力系統接地測量與評估領域，更具體地，涉及一種面向分層大地的視在電阻率測算方法、系統及存儲介質。

背景技術

接地網是埋設在變電站站址地下的大面積金屬連通網絡，是變電站安全保護的重要環節，其接地電阻/接地阻抗與站址大地電阻率緊密相關。大地電阻率的勘測、分析是最基礎，也是最為關鍵、最難的一環，由于自然界中大地電阻率往往是不均勻的，普通的取樣測量方法不能滿足大范圍站址的電阻率測量需要，工程上可以采用如圖1所示的水平分層結構作為不均勻大地模型來近似并反演大地電阻率，其根據電阻率進行分層，從地面開始編號，一直沿z軸延伸至無窮遠處(第n層)。但水平分層結構中大地電阻率ρ和厚度h未知，因此需要采用專業測量方法進行分層大地參數反演，目前常結合四極法進行大地電阻率的測量和反演。

溫納四極法，又稱等距四極法，即在位于同一深度的一條直線上布置四個等間距的電極C1-C2-P1-P2，通過調整極距a來獲取不同C1-C2-P1-P2位置對應的大地視在電阻率ρ_a(a)，且進行測量數據的反演時，需要計算電壓極P1和P2之間的地表電位差ΔV′。然而電壓極P1和P2間的地表電位差ΔV′的處理涉及第一類零階貝塞爾函數的無窮積分，目前常采用數值積分法或復鏡像法進行處理，受土壤分層數目多等因素的影響，存在步驟繁雜、處理時間久等問題，無法滿足工程現場快速應用需求。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的面向分層大地測量大地電阻率時步驟繁雜、處理時間久、無法滿足工程現場快速應用需求的問題，提供一種面向分層大地的視在電阻率測算方法、系統及存儲介質。

為解決上述技術問題，本發明的技術方案如下：

第一方面，一種面向分層大地的視在電阻率測算方法，包括以下步驟：

S1、根據溫納四極法，初始化設置極距a，對電流極輸入測試電流I，獲取對應極距a的測試電壓ΔV，計算視在電阻率測量值ρ_am；

S2、引入歐拉變換法獲得兩個電壓極間的地表電位差ΔV′(a)，根據地表電位差ΔV′(a)計算分層大地對應極距a的視在電阻率計算值ρ_as；其中，采用歐拉變換法對地表電位差ΔV′(a)進行計算時，對極距a對應的參數以預設的間隔及預設的數量進行采樣；

S3、計算測量值ρ_am和計算值ρ_as間的相對誤差ε，根據相對誤差ε是否超過預設閾值確認是否更新極距a：若超過預設閾值，則確認更新極距a并轉入步驟S1；若不超過預設閾值，則不更新極距a，結束計算并輸出視在電阻率計算值ρ_as。

作為優選方案，所述步驟S1中，測試電流I為0.1mA-10mA。

作為優選方案，所述步驟S1中，所述極距a為1m以上。

作為優選方案，所述步驟S2中，所述歐拉變換法包括以下步驟：

S2.1、對應極距a構建關于地表電位差ΔV′(a)的模型：