(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210437792.3 (22)申请日 2022.04.25 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市金牛区二环路 北一段111号 (72)发明人 林圣　吴嘉煜　王爱民　 (74)专利代理 机构 成都信博专利代理有限责任 公司 5120 0 专利代理师 舒启龙 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/13(2020.01) (54)发明名称 一种适用于CDEGS仿真的地铁换乘站接地网 等效方法 (57)摘要 本发明公开了一种适用于CDEGS仿真的地铁 换乘站接地网等效方法， 具体为： 根据换乘站每 条地铁线路接地网的相关参数， 计算每条地铁线 路接地网的接地电阻； 以换乘站接地网等效前后 接地电阻不变为等效原则， 并联每条地铁线路接 地网的接地电阻， 计算等效后接地网的参数； 在 CDEGS软件中， 利用等效后的接地网参数， 搭建换 乘站接地网模 型。 本发明可将实际换乘站多个地 铁接地网等效为一个接地网， 减轻CDEGS软件的 仿真计算量， 提高仿真运算效率； 有利于对换乘 站位置的地电位分布、 杂散电流 分布等规律进行 分析， 进而为治理换乘站位置埋地金属腐蚀等危 害提供指导。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 114707351 A 2022.07.05 CN 114707351 A 1.一种适用于 CDEGS仿真的地铁换乘 站接地网等效方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 根据地铁线路接地网所处位置距离地表深度， 按照地表深度从小到大排序， 为 换乘站的每条地铁线路编号si， i＝1,2, …,k， 其中k为换乘站的地铁线路总数且k≥2， 规定 深度最小的地铁线路的编号 为s1， 深度最大的地铁线路的编号 为sk； 步骤2： 根据地铁换乘站接地网系统 的设计方案、 施工图纸获取换乘站地铁线路接地网 系统所有基本参数， 具体包括： 接地网的总 面积Si， 单位为m2、 接地网的外缘边线总长度li， 单位为m、 接 地网距离该条地铁线路隧道地面的埋深hi， 单位为m、 水平接 地极总长度Li， 单位 为m、 水平接地极的直径或等效直径di， 单位为m、 接地网位置的土壤电阻率ρi， 单位为Ω ·m、 每条地铁线路接地网所处位置距离地表的深度ai， 单位为m； 步骤3： 根据公式(1)计算换乘 站每条地铁线路接地网的接地电阻Ri； 根据公式(2)计算换乘 站各地铁线路接地网 并联后的总接地电阻Req； 步骤4： 获得地铁线路sk的接地网所在位置土壤电阻率ρk， 距离该条地铁线路隧道地面 埋深hk、 水平接地极的直径dk； 根据公式(3)计算 等效后的接地网面积Seq； 将ρk、 hk、 dk、 Req、 Seq代入公式(1)计算 等效后接地网的接地极总长度Leq； 步骤5： 根据公式(4)计算 等效后的接地网的内部网格边长x； x取数值相近的最大自然数； 步骤6： 使用CDEGS软件MALZ模块中的土壤模块对土壤进行水平分层， 每层土壤厚度区 间对应为(0,a1)， (a1,a2‑a1)，…， (ak‑ak‑1,∞)， 每层土壤电阻率对应为ρ1， ρ2，…， ρk； 步骤7： 利用CDEGS软件MALZ的SesCAD模块， 在距 离地表深度为ak处绘制正方形接地网导 体网络； 正方 形接地网边长为 内部正方 形网格边长为 步骤5计算的x； 步骤8： 在SesCAD中选中整个正方 形接地网导体网络， 将所有导体的半径设置为dk/2。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114707351 A 2一种适用于C DEGS仿真的地铁 换乘站接地网等效方 法 技术领域 [0001]本发明属于城市轨道交通建模领域， 具体涉及一种适用于CDEGS仿真的地铁换乘 站接地网等效方法。 背景技术 [0002]由于钢轨自身存在电阻且钢轨无法与大地之间完全绝缘， 导致部分电流从钢轨逸 出形成杂散电流。 随着城市轨道交通规模的不断扩大， 越来越多的杂散电流从城市轨道交 通系统中泄漏。 不同线路在换乘站位置相交集， 导致杂散电流在换乘站位置可能呈现叠加 增大的变化趋势， 引起换乘站周围埋地金属 严重腐蚀等一系列危害。 由于换乘站接地网距 离钢轨较近， 可能受到由杂散电流引起的严重腐蚀， 因此有必要对换乘站的接地网系统进 行分析研究。 [0003]根据新版地铁设计规范指导文件， 地铁车站的结构钢筋等自然接地体应该与接地 网相连接。 不同地铁线路在换乘站 位置通过车站共同的结构钢筋实现电气连通。 CD EGS软件 仿真运算时， 如果导体间有接触， 软件仿 真计算时会在该 处自动分段。 虽然换乘站的地铁线 路接地网模型 的导体总量不大， 但是 由于它们之间互相交错， 这将使得接地网仿真计算时 的导体数量巨大。 这将使得接地网 网络模型运 算量急剧增大， 增 加大量仿真计算时间。 [0004]然而对于换乘站接地网系统等效的核心是保证等效前后接地网系统总接地阻值 不变， 故只需搭建一个接地电阻 阻值相等的接地网来代替接地网系统。 发明内容 [0005]为提升仿真运算的效率， 节约仿真运算时间， 本 发明提供一种适用于CDEGS仿真的 地铁换乘 站接地网等效方法。 [0006]本发明的一种适用于 CDEGS仿真的地铁换乘 站接地网等效方法， 包括以下步骤： [0007]步骤1： 根据地铁线路接地网所处位置距离地表深度， 按照地表深度从小到大排 序， 为换乘站的每条地铁线路编号si， i＝1,2, …,k， 其中k为换乘站的地铁线路总数且k≥ 2， 规定深度最小的地铁线路的编号 为s1， 深度最大的地铁线路的编号 为sk。 [0008]步骤2： 根据地铁换乘站接地网系统的设计方案、 施工图纸获取换乘站地铁线路接 地网系统所有基本 参数， 具体包括： 接 地网的总面积Si， 单位为m2、 接地网的外 缘边线总长度 li， 单位为m、 接地网距离该条地铁线路隧道地面的埋深hi， 单位为m、 水平接地极总长度Li， 单位为m、 水平接地极的直径或等效直径di， 单位为m、 接地网位置的土壤电阻率ρi， 单位为 Ω·m、 每条地铁线路接地网所处位置距离地表的深度ai， 单位为m。 [0009]步骤3： 根据公式(1)计算换乘 站每条地铁线路接地网的接地电阻Ri。 [0010] [0011]根据公式(2)计算换乘 站各地铁线路接地网 并联后的总接地电阻Req。说　明　书 1/3 页 3 CN 114707351 A 3