技术摘要：
本发明提供了一种电极井间相互影响的垂直型接地极温升计算方法，包括以下步骤：对单根垂直接地极进行温升模拟试验研究，将试验结果与仿真计算结果进行对照，验证仿真模型的有效性；研究电极井数量和电极井间的距离对接地极温升的影响，确定温升计算过程中需要考虑的电  全部
背景技术：
由于我国幅员辽阔，且能源中心远离负荷中心，需要从一次能源集中的西部地区 向经济活动活跃的中东部地区进行电能输送。特高压直流输电以其输电容量大，适合远距 离传输等优点成为跨区域输电的首选，目前我国已经建设了多条不同电压等级的长距离直 流输电线路。接地极是直流输电工程换流站的重要组成部分，起着钳制中性点电位、通流不 平衡电流以及在极线检修或者故障时为直流提供大地返回通道的作用。 垂直接地极是由一些主轴垂直的分散单元构成，具有占地面积小，可以将电流导 入地底深处，对环境影响较小等优点，是一种可行并极具发展潜力的接地极型式。垂直接地 极的馈电棒为直线型，由于端部效应馈电棒两端溢流密度远大于中部溢流密度，端部电流 集中使垂直接地极端部的温升问题突出，严重威胁接地极的安全运行。 关于接地极发热的研究，一般以电流场计算结果为基础条件，基于传热学理论计 算接地极温升。早期的直流工程接地极入地电流不大，接地极电流引发的土壤温升问题并 未凸显，关于这方面的文献不多。目前关于接地体温度场研究主要有公式法、数值计算法和 试验法，并且计算中认为土壤参数是不变的。直流接地极的温升计算涉及到电场、温度场、 流场等，适合采用有限元方法计算。由于实际的垂直接地极电极井数量众多且占地面积很 大，直接根据垂直接地极实际参数搭建仿真模型进行求解，不仅工作量很大，而且会使问题 复杂化，导致计算量过大、耗时较长，最终的计算结果准确率也较低；若直接采用单根垂直 接地极的温升计算结果代替垂直接地极温升仿真计算结果又过于草率，会使结果出现较大 的偏差。
技术实现要素：
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供了一种电极井间相互影响的垂 直型接地极温升计算方法，能够有效简化计算过程、降低计算误差、优化计算结果。 为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案： 本发明提供了一种电极井间相互影响的垂直型接地极温升计算方法，包括以下步 骤： S1、对单根垂直接地极进行温升模拟试验研究，将试验结果与仿真计算结果进行 对照，验证仿真模型的有效性； S2、研究电极井数量和电极井间的距离对接地极温升的影响，确定温升计算过程 中需要考虑的电极井的范围R； S3、通过该接地极主电缆分流测试结果以及电极井分流仿真计算结果确定流过电 流最大的电极井T，并以电极井T作为主要的研究对象； 4 CN 111581775 A 说　明　书 2/6 页 S4、确定流过电极井T规定范围R以内的N个电极井的电流，搭建仿真模型，只研究 电极井T在这N个电极井影响下的温升情况。 进一步，所述验证仿真模型的有效性的步骤为： 1)在直径为0.5m，高为0.5m的不锈钢桶内填充导电介质和土壤模拟大地； 2)电极采用长为0.5m，直径为0.01m的钢棒，布置在所述不锈钢桶的桶体中心，所 述钢棒距所述不锈钢桶的桶底0.1m； 3)实验时，电流从所述电极首端注入，经所述不锈钢桶的桶壁回流； 4)在所述电极上选取A、B、C三个温度观测点，用细扎带将热电偶固定在所述电极 上的对应位置测量温度。 进一步，所述导电介质为筛过的河沙作为高电阻率土层，黏土作为低电阻率土层； 所述不锈钢桶内的下层0.3m采用所述土壤进行填充，所述不锈钢桶内的上层0.2m采用所述 导电介质进行填充。 进一步，所述研究电极井数量和电极井间的距离对接地极温升的影响的步骤为： a)、垂直接地极采用双环型布置结构，外环设置40个垂直电极井，内环设置23个垂 直电极井； b)、电极长30m，电极顶端距地面不小于5m。电极井直径1.2m，采用石油煅烧焦炭填 充。除内环两个电极馈电材料井采用φ55圆钢外，其它61个电极井馈电材料均采用φ50高 硅铬铁； c)、接地极线路接至中心塔，从接地极线路上T接导线至管母，主电缆从管母引下 直埋电缆引流至内、外极环； d)、接地极外环分4段，内环分两段，直埋电缆共12个支路，外环8个支路采用3根主 电缆并联使用，内环4个支路采用两根主电缆并联使用； e)、极环上每隔4～6个电极井设置一个电缆监测井，电极井内的3根分支电缆经过 电缆壕沟进入就近的电缆监测井通过导流铜排与主电缆连接。 f)、单口电极井参数选用该接地极实际参数，相邻电极井间距为20m，分别计算单 口电极井注入100A电流、三口电极井注入300A电流、六口电极井注入600A电流接地极10天 的暂态温升。 进一步，所述电极井的范围R的确认为：单口电极井参数选用该垂直接地极实际参 数，电极井呈正六边形布置，注入接地极总电流为600A，分别计算相邻电极井间距为5m、 10m、30m、50m、70m、100m时垂直接地极温升特性。 进一步，所述电极井T的确定方法为： I)通过接地极主电缆分流测试的结果，确定分流最大的电缆井； Ⅱ)找到与所述分流最大的电缆井相连的电极井，并确认流过电流最大的电极井 为所述电极井T。 进一步，流过所述电极井T规定范围R以内的N个电极井的电流，搭建仿真模型，只 研究所述电极井T在这N个电极井影响下的温升情况。 本发明的有益效果为：根据分流测试的结果，快速准确地确定温升的主要研究对 象，使问题得到简化，具有较强的工程意义； 考虑了电极井间的相互影响，确定仿真计算的最简模型，不仅减小了计算的工作 5 CN 111581775 A 说　明　书 3/6 页 量，而且使计算结果更加准确可靠。 附图说明 图1为单根接地极温升试验装置示意图； 图2为试验装置内部布置示意图； 图3为观测点温升实测与仿真结果对比； 图4为某垂直型接地极平面布置图； 图5为六口电极井时接地极底端温升曲线； 图6为接地极主电缆分流测试结果； 图7为各电极井底端温升曲线； 图8为单电极模型20号电极底端温升曲线。