[发明专利]一种测量分层土壤电阻率和介电常数频变特性的方法及系统

说明书

本申请公开了一种测量分层土壤电阻率和介电常数频变特性的方法，包括如下步骤：S2：获得不同极间距下的电压值及电流值；S4：根据多个所述电压值及多个所述电流值计算土壤视在复电阻率；S6：根据所述土壤视在复电阻率计算土壤电阻率和介电常数频变特性。与现有技术相比，本发明具有如下优点：利用基于频率扫描的等距四极法是采用现场测量的方式，测量结果较为准确。利用此种方法可以对分层的土壤结构进行分析，能够反映各层土壤电阻率和介电常数随频率的变化。

技术领域

本发明涉及高电压技术领域，用于分析分层土壤各层电阻率和介电常数及其随频率的变化特性。

背景技术

进行变电站或杆塔的接地装置的设计之前，必须了解接地装置所处位置的土壤结构，包括土壤的分层、各层的电阻率和介电常数，这样才能对接地装置的接地电阻、跨步电压、接触电压等进行正确安全的设计。与此同时，土壤的电阻率和介电常数会随着频率的变化而变化。因此分析接地装置的冲击特性时，需要考虑分层土壤电阻率和介电常数频变特性。

已有的测量包括如下几种：

1、现场测量：目前使用的等距四极法测试在工频附近进行，主要是针对分层土壤的电阻率，对土壤的介电常数并未考虑在内，也无法反映土壤电阻率和介电常数频变特性。另一种是采用测量冲击接地电阻反推土壤的电阻率和介电常数频变特性，但测量只给出均匀土壤下的结果，无法反映土壤的分层结构。

2、实验室取样测量：目前使用介电谱仪可以测试土壤样品的电阻率和介电常数频变特性，但土壤取样很难与现场土壤紧密度、含水量等完全一致，并且也无法给出土壤的分层情况

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓解上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种测量分层土壤电阻率和介电常数频变特性的方法，包括如下步骤：S2：获得不同极间距下的电压值及电流值；S4：根据多个所述电压值及多个所述电流值计算土壤视在复电阻率；S6：根据所述土壤视在复电阻率计算土壤电阻率和介电常数频变特性。

可选地，所述步骤S2包括：S21：在同一个极间距下获得不同频率下的所述电压值及所述电流值；S22：根据步骤S21中获得的所述电压值及所述电流值计算在所述同一个极间距下电压和电流随频率变化的变化函数。

可选地，所述步骤S6包括：通过公式计算复电阻率，其中为分层土壤的总复电阻率，ρ为每层土壤的复电阻率，ω为相对介电常数。

可选地，还包括：S8：通过电磁场理论得到土壤结构的实际计算模型。

可选地，还包括：S9：通过测量值和计算值构建目标函数。

可选地，还包括：S10：通过遗传算法反演不同频率下的土壤结构，当目标函数达到最小时，得到的各土壤参数，并根据所述各土壤参数得到每一层土壤参数的频变特性。

根据本申请的另一个方面，提供了一种测量分层土壤电阻率和介电常数频变特性的系统，使用上述任意一项所述的方法。

根据本申请的另一个方面，一种计算机设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器内并能由所述处理器运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述的方法。

根据本申请的另一个方面，一种计算机可读存储介质，优选为非易失性可读存储介质，其内存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在由处理器执行时实现上述任一项所述的方法。

根据本申请的另一个方面，一种计算机程序产品，包括计算机可读代码，其特征在于，当所述计算机可读代码由计算机设备执行时，导致所述计算机设备执行上述任一项所述的方法。