[发明专利]一种面向分层大地的视在电阻率测算方法、系统及存储介质

说明书

本发明涉及电力系统接地测量与评估领域，提供了一种面向分层大地的视在电阻率测算方法、系统及存储介质。其中，所述面向分层大地的视在电阻率测算方法包括以下步骤：根据温纳四极法，初始化设置极距a，输入测试电流I，获取对应极距a的测试电压ΔV，计算视在电阻率测量值ρ_am；引入欧拉变换法获得两个电压极间的地表电位差ΔV′(a)和视在电阻率计算值ρ_as；根据相对误差ε是否超过预设阈值确认更新极距a或输出此时的视在电阻率计算值ρ_as。本发明通过引入欧拉变换法，将空间电位的无穷贝塞尔函数积分转化为有限数量的地表特征阻抗加权求和，处理时间短，不受土壤分层数目的限制，适用于复杂大地分层的情况，可在工程现场快速应用。

技术领域

本发明涉及电力系统接地测量与评估领域，更具体地，涉及一种面向分层大地的视在电阻率测算方法、系统及存储介质。

背景技术

接地网是埋设在变电站站址地下的大面积金属连通网络，是变电站安全保护的重要环节，其接地电阻/接地阻抗与站址大地电阻率紧密相关。大地电阻率的勘测、分析是最基础，也是最为关键、最难的一环，由于自然界中大地电阻率往往是不均匀的，普通的取样测量方法不能满足大范围站址的电阻率测量需要，工程上可以采用如图1所示的水平分层结构作为不均匀大地模型来近似并反演大地电阻率，其根据电阻率进行分层，从地面开始编号，一直沿z轴延伸至无穷远处(第n层)。但水平分层结构中大地电阻率ρ和厚度h未知，因此需要采用专业测量方法进行分层大地参数反演，目前常结合四极法进行大地电阻率的测量和反演。

温纳四极法，又称等距四极法，即在位于同一深度的一条直线上布置四个等间距的电极C1-C2-P1-P2，通过调整极距a来获取不同C1-C2-P1-P2位置对应的大地视在电阻率ρ_a(a)，且进行测量数据的反演时，需要计算电压极P1和P2之间的地表电位差ΔV′。然而电压极P1和P2间的地表电位差ΔV′的处理涉及第一类零阶贝塞尔函数的无穷积分，目前常采用数值积分法或复镜像法进行处理，受土壤分层数目多等因素的影响，存在步骤繁杂、处理时间久等问题，无法满足工程现场快速应用需求。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的面向分层大地测量大地电阻率时步骤繁杂、处理时间久、无法满足工程现场快速应用需求的问题，提供一种面向分层大地的视在电阻率测算方法、系统及存储介质。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：

第一方面，一种面向分层大地的视在电阻率测算方法，包括以下步骤：

S1、根据温纳四极法，初始化设置极距a，对电流极输入测试电流I，获取对应极距a的测试电压ΔV，计算视在电阻率测量值ρ_am；

S2、引入欧拉变换法获得两个电压极间的地表电位差ΔV′(a)，根据地表电位差ΔV′(a)计算分层大地对应极距a的视在电阻率计算值ρ_as；其中，采用欧拉变换法对地表电位差ΔV′(a)进行计算时，对极距a对应的参数以预设的间隔及预设的数量进行采样；

S3、计算测量值ρ_am和计算值ρ_as间的相对误差ε，根据相对误差ε是否超过预设阈值确认是否更新极距a：若超过预设阈值，则确认更新极距a并转入步骤S1；若不超过预设阈值，则不更新极距a，结束计算并输出视在电阻率计算值ρ_as。

作为优选方案，所述步骤S1中，测试电流I为0.1mA-10mA。

作为优选方案，所述步骤S1中，所述极距a为1m以上。

作为优选方案，所述步骤S2中，所述欧拉变换法包括以下步骤：

S2.1、对应极距a构建关于地表电位差ΔV′(a)的模型：