[发明专利]一种深井接地极最大温升简化计算方法

说明书

本发明涉及接地技术领域，尤其涉及一种深井接地极最大温升简化计算方法。能够对深井接地极最大温升进行简化求解，成本较低。本发明实施例提供一种深井接地极最大温升简化计算方法，包括：将深井接地极简化为无限长圆柱模型，对所述无限长圆柱模型的导热偏微分方程进行求解，获得所述深井接地极最大温升。应用于深井接地极的设计与性能检测。

技术领域

本发明涉及接地技术领域，尤其涉及一种深井接地极最大温升简化计算方法。

背景技术

与常规的浅埋式水平接地极相比，深井接地极具有覆盖面积小、投资少等优点，而与水平接地极类似，温度上升是设计时需要考虑的关键因素之一。

当高压直流工作在单极模式时，系统电流在每侧接地极和大地间流通，当高压直流工作在双极模式时，接地电极也提供平衡电流的路径。这些组成部分，尤其是土壤，在电流流通过程中，其电阻率远大于焦炭和电极导体，所以自身会发热，特别是对于陆地接地极而言，由于大多数电极具有大的尺寸，达到稳定状态的时间非常长，而考虑到电极对环境和交流电网的影响，高压直流系统在单极模式下长时间运行几乎不可能，这就需要获取高压直流系统在单极模式下的最大运行时间，而最大运行时间由接地极的最大温升决定，通过设计公式对所述接地极的最大温升进行求解需要大量的人力、物力和财力，成本较高。

发明内容

本发明的主要目的在于，提供一种深井接地极最大温升简化计算方法，通过简化深井接地极模型，能够对深井接地极最大温升进行简化求解，成本较低。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明实施例提供一种深井接地极最大温升简化计算方法，包括：

将深井接地极简化为无限长圆柱模型，对所述无限长圆柱模型的导热偏微分方程进行求解，获得所述深井接地极最大温升。

可选的，将深井接地极简化为无限长圆柱模型；具体包括：

将所述深井接地极采用无限长圆柱进行代替，并将所述无限长圆柱的端部改为半球形。

可选的，对所述无限长圆柱模型的导热偏微分方程进行求解，具体包括：

将所述无限长圆柱模型分为上部无限长圆柱和端部半球形，分别对所述上部无限长圆柱和端部半球形的导热偏微分方程进行求解。

可选的，所述上部无限长圆柱和端部半球形的导热偏微分方程分别由所述上部无限长圆柱和端部半球形的导热微分方程推导获得。

可选的，在圆柱坐标系下，所述上部无限长圆柱的导热微分方程如下所示：

其中，C为热容率，λ为热导率，τ为时间，T为温度，r、z为柱坐标，q_v为发热功率。

可选的，和均为零，土壤为各向同性介质，可得：

其中，J为土壤空间中任一点的电流密度，ρ为电阻率。

可选的，在圆球坐标系下，所述端部半球形的导热微分方程如下所示：

其中，C为热容率，λ为热导率，τ为时间，T为温度，r、θ为球坐标，q_v为发热功率。

可选的，采用matlab分别对所述上部无限长圆柱和端部半球形的导热偏微分方程进行求解。

可选的，将初始条件设定为空间内每一点的温度均相等，下边界条件设定为绝热，上边界条件设定为恒温，分别对所述上部无限长圆柱和端部半球形的导热偏微分方程进行求解。