(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 202211028310.5 (22)申请日 2022.08.25 (71)申请人 广东电网有限责任公司广州供电局 地址 510620 广东省广州市天河区天河南 二路2号 (72)发明人 吉旺威　林艺　李国城　李光茂　 郑服利　乔胜亚　钟少泉　何昊　 (74)专利代理 机构 广州粤高专利商标代理有限 公司 44102 专利代理师 刘俊 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06Q 10/06(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06F 113/04(2020.01) (54)发明名称 一种考虑截面腐蚀形态的接地导体阻抗评 估方法与系统 (57)摘要 本发明公开一种考虑截面腐蚀形态的接地 导体阻抗评估 方法与系统， 涉及电力系统接地导 体阻抗评估的技术领域， 包括获取接地导体的物 理参数及其腐蚀截面的电镜扫描图； 根据接地导 体的物理参数建立接地导体截面电磁场数学模 型， 结合接地导体的铁磁特性曲线， 建立接地导 体导通阻抗评估 方程； 对接地导体腐蚀截面的电 镜扫描图进行有限元网格剖分， 获得有限元网格 图； 利用有限元网格图对接地导体导通阻抗评估 方程进行迭代 求解， 获得接地导体腐蚀截面的电 流密度和电场强度， 最终计算接地导体单位长度 导通阻抗， 完成对接地导体导通阻抗评估。 本发 明能够准确计算不同截面腐蚀形态的接地导体 导通阻抗， 为接地网腐蚀诊断提供参 考。 权利要求书4页 说明书10页 附图8页 CN 115455762 A 2022.12.09 CN 115455762 A 1.一种考虑截面腐蚀形态的接地 导体阻抗评估方法， 其特 征在于， 包括： S1： 获取接地 导体的物理参数及其腐蚀截面的电镜扫描图； S2： 根据接地 导体的物理参数建立接地 导体截面电磁场数 学模型； S3： 获取接地导体的铁磁特性曲线， 结合所述铁磁特性曲线的数据与接地导体截面电 磁场数学模型， 建立接地 导体导通阻抗评估方程； S4： 对接地 导体腐蚀截面的电镜扫描图进行有限元网格剖分， 获得有限元网格图； S5： 基于有限元网格图， 对接地导体导通阻抗评估方程进行迭代求解， 获得接地导体腐 蚀截面的电流密度和电场强度； S6： 根据接地导体腐蚀截面的电流密度和电场强计算接地导体单位长度导通阻抗， 完 成对接地 导体导通阻抗评估。 2.根据权利要求1所述的考虑截面腐蚀形态的接地导体阻抗评估方法， 其特征在于， 所 述接地导体的物理参数包括电阻率、 周长和腐蚀截面 面积。 3.根据权利要求2所述的考虑截面腐蚀形态的接地导体阻抗评估方法， 其特征在于， 所 述步骤S2中， 建立接地 导体截面电磁场数 学模型的具体方法为： 设定接地导体截面内的磁场强度为H， 电场强度为E， 电流密度为J， 建立接地导体的麦 克斯韦方程组： 式中， 表示积分， x,y表示电磁场点的横、 纵坐标， t表示时间， ρ表示接地导体的电阻 率， B表示磁感应强度， μ0表示真空磁导率； 设定JEBH为角频率为ω的正弦波， 则将以上麦克 斯韦方程组改写为： 引入矢量磁位列向量A， 以上 方程组等 价为： 将上式改写泛函形式， 作为接地 导体截面电磁场数 学模型的表达式： 式中， j表示虚数 单位。 4.根据权利要求3所述的考虑截面腐蚀形态的接地导体阻抗评估方法， 其特征在于， 所权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115455762 A 2述步骤S3的具体方法为： 根据接地 导体的非线性磁化特性， 设定 接地导体的相对磁导 率： 式中， μr表示接地 导体的相对磁导 率； 接地导体的铁磁特性曲线是接地导体的相对磁导率 ‑磁场强度的关系曲线， 将铁磁特 性曲线的数据 代入接地导体截面电磁场数学模型的表达式， 获得接地导体导通阻抗评估方 程。 5.根据权利要求1所述的考虑截面腐蚀形态的接地导体阻抗评估方法， 其特征在于， 所 述步骤S5中， 基于有限元网格图， 对接地导体导通阻抗评估方程进 行迭代求解， 获得接地导 体腐蚀截面的电流密度和电场强度的具体方法为： S5.1： 基于有限元网格图， 对接地 导体导通阻抗评估方程建立有限元 方程； S5.2： 设置迭代次数q， 并初始化 参数， 令q＝0， S5.3： 计算q轮次矢量磁位列向量A(q)和q轮次磁感应强度B(q)； S5.4： 根据q轮次磁感应强度B(q)计算(q+1)轮次的磁场强度H(q+1)和(q+1)轮次的磁化 强 度M(q+1)； S5.5： 在接地导体的铁磁特性曲线上求得(q+1)轮次的磁场强度H(q+1)对应的(q+1)轮次 相对磁导 率 并根据麦克斯韦方程组计算出(q+1)轮次的电场强度为E(q+1)； S5.6： 将磁感应强度B(q)、 磁场强度 H(q+1)、 磁化强度 M(q+1)和电场强度 E(q+1)代入有限元方 程中， 计算(q+1)轮次的矢量磁位列向量A(q+1)； S5.7： 计算矢量磁位列向量A(q+1)和A(q)的差值， 判断差值是否小于预设的迭代误差， 若 否， 则进行步骤S5.8； 否则， 则进行步骤S5.9； S5.8： 令迭代次数q＝q+1， 重复步骤S5.3 ‑S5.7； S5.9： 将(q+1)轮次的电场强度E(q+1)代入麦克斯韦方程组计算电流密度J， 将电场强度E (q+1)作为接地 导体腐蚀截面的电场强度E， 与电流密度J共同输出。 6.根据权利要求5所述的考虑截面腐蚀形态的接地导体阻抗评估方法， 其特征在于， 所 述步骤S5.1中， 基于有限元网格图， 对接地导体导通阻抗评估方程建立的有限元方程具体 为： KA+jTA＝P 其中， K， T分别表示有限元网格图的第一、 第二节点系数矩阵， P表示有限元网格的节点 激励电流列向量， A 表示矢量磁位列向量， j表示虚数 单位； 对于三角形网格单元k， 三个顶点分别 为i， j， m， 顶点坐标分别 为(xi， yi)， (xj， yj)， (xm， ym)； 则第一节点系数矩阵K的非0元 素为： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115455762 A 3