CN115144657A - 一种输电杆塔接地电阻的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种输电杆塔接地电阻的测量方法。该方法包括：将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接来搭建测试模型；分别在第一工况和第二工况下测量引下线电流值、各接地体电流值，以及计算远端多级接地体的支路电流；根据第一工况和第二工况下的引下线电流值以及各接地体电流值、远端多级接地体的支路电流以及预设的远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻。本发明通过搭建测试模型，分别测量第一工况和第二工况下等效电路各回路的电流值，结合预设的远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻；提高了接地电阻测量的准确度。

Description

一种输电杆塔接地电阻的测量方法

技术领域

本发明实施例涉及供配电技术领域，尤其涉及一种输电杆塔接地电阻的测量方法。

背景技术

随着电压等级及输电容量的不断提高，输电杆塔接地装置测量的要求也随之提高。传统的输电杆塔接地模型中，输电杆塔接地通常是在输电杆塔的各个杆脚下分别设置接地体，通过若干个接地体相互配合组成接地网，从而实现输电杆塔的接地。

传统接地电阻测量方式基于现有的输电杆塔接地模型，等效的电路模型单一，主要的测量方法为三极法和钳表法。这两种方法在测量过程中未能考虑到在杆塔的塔基与杆塔的金属引下线之间存在土壤，由于土壤具有良好的导电性，因此实际存在一个土壤电阻，此电阻容易对杆塔接地电阻的测量造成影响，使得测试数据与真实值存在偏差，测量的值不能反映杆塔的真实接地电阻；除此之外，三极法在测量过程中，现场接地装置的尺寸和延长接地线的走向具有很大的不确定性，使得施工布线复杂；钳表法在测量过程中，虽然简化了布线方式，但是测量的电阻为回路电阻，而不是杆塔接地电阻。

发明内容

本发明提供一种输电杆塔接地电阻的测量方法，以实现提高输电杆塔的接地电阻测量准确度。

为实现上述技术效果，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供了一种输电杆塔接地电阻的测量方法，包括：

将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留所述接地引下线与其中一个所述杆脚的连接、断开所述接地引下线与其余所述杆脚的连接；

分别在第一工况和第二工况下测量流经所述接地引下线的电流对应的引下线电流值，以及测量流经各所述杆脚的自然接地体的电流对应的接地体电流值，分别根据所述第一工况和所述第二工况下的所述引下线电流值以及各所述接地体电流值计算与被测杆塔相连的远端多级接地体的支路电流；其中，所述第一工况下，在所述接地引线的短接节点施加激励电压源，所述第二工况下，在所述输电杆塔的塔身施加电压源；

根据所述第一工况和所述第二工况下的所述引下线电流值以及各所述接地体电流值、所述远端多级接地体的支路电流以及预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻。

可选地，所述分别在第一工况和第二工况下测量流经所述接地引下线的电流对应的引下线电流值，以及测量流经各所述杆脚的自然接地体的电流对应的接地体电流值，分别根据所述第一工况和所述第二工况下的所述引下线电流值以及各所述接地体电流值计算与被测杆塔相连的远端多级接地体的支路电流，包括：

在所述第一工况下，测量流经所述接地引下线短接节点的第一引下线电流值、流经与所述接地引下线相连的杆脚电流作为第一接地体电流值、其余各所述杆脚的自然接地体电流作为第二接地体电流值，根据所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值和所述第二接地体电流值计算所述第一工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第一支路电流；

在所述第二工况下，测量流经所述接地引下线短接节点的第二引下线电流值、流经与所述接地引下线相连的杆脚电流作为第三接地体电流值、其余各所述杆脚的自然接地体电流作为第四接地体电流值，根据所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值和所述第四接地体电流值计算得所述工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第二支路电流。

可选地，所述根据所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值和所述第二接地体电流值计算所述第一工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第一支路电流，包括采用以下第一支路电路计算公式计算第一支路电流：

I₄＝I₁-I₂-I₃；

其中，I1表示所述第一引下线电流值，I2表示所述第一接地体电流值，I3表示所述第二接地体电流值，I4表示所述第一支路电流。

可选地，所述根据所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值和所述第四接地体电流值计算得所述工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第二支路电流，包括采用以下第二支路电路计算公式计算第二支路电流：

I₈＝I₅+I₆-I₇；

其中，I5表示所述第二引下线电流值，I6表示所述第三接地体电流值，I7表示所述第四接地体电流值，I8表示所述第二支路电流。

可选地，所述根据所述第一工况和所述第二工况下的所述引下线电流值以及各所述接地体电流值、所述远端多级接地体的支路电流以及预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻，包括：

根据预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻确定所述远端多级接地体的并联等效电阻；

根据所述第一工况下所满足的第一KVL方程和所述第二工况下所满足的第二KVL方程解析得到被测杆塔的接地电阻；

其中，所述第一KVL方程包括：

所述第二KVL方程包括：

U₂＝I₇R₅+I₆R₄，

其中，U1表示所述第一工况下所述激励电压源的电压，U2表示所述第二工况下所述激励电压源的电压，R1为所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻，R2为与所述接地引下线相连的杆脚的自然接地体接地电阻；R3为所述人工接地体与所述自然接地体之间的互阻；R4为与所述接地引下线相连杆脚的等效电阻；R5为被测杆塔其余杆脚的等效电阻；R6为所述远端多级接地体的并联等效电阻。

可选地，所述根据预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻确定所述远端多级接地体的最终并联等效电阻，包括：

将预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻的经验值确定所述远端多级接地体的并联等效电阻。

可选地，所述根据预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻确定所述远端多级接地体的并联等效电阻，包括：

根据预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻寻找所述远端多级接地体的并联等效电阻的最优解；

将所述远端多级接地体的并联等效电阻的最优解确定为所述远端多级接地体的并联等效电阻。

可选地，所述寻找所述远端多级接地体的并联等效电阻的最优解，包括：

步骤1：预设所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值；

步骤2：将所述第一工况下所述激励电压源的电压、所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值、所述第二接地体电流值、所述第一支路电流，和所述第二工况下所述激励电压源的电压、所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值、所述第四接地体电流值、所述第二支路电流，以及所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值输入对应的所述第一支路电流计算公式、所述第二支路电流计算公式、所述第一KVL方程和所述第二KVL方程，得到所述被测杆塔的接地电阻中间解析值；

步骤3：将所述被测杆塔的接地电阻中间解析值中的所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻的中间解析值、所述第一工况下所述激励电压源的电压、所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值、所述第二接地体电流值、所述第一支路电流，和所述第二工况下所述激励电压源的电压、所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值、所述第四接地体电流值、所述第二支路电流输入对应的所述第一支路电流计算公式、所述第二支路电流计算公式、所述第一KVL方程和所述第二KVL方程，得到所述远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值；

步骤4：将所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值更新为所述远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值，并计算损失函数，在所述损失函数大于或等于设定阈值时返回步骤2，并继续执行步骤2后续步骤直至损失函数小于设定阈值；

步骤5：将所述损失函数小于所述设定阈值时的所述远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值确定为所述远端多级接地体的并联等效电阻；

其中，所述损失函数是各所述远端多级接地体的并联等效电阻取值之间，所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻预测值与真值之间的误差均值改变量，所述远端多级接地体的并联等效电阻取值包括所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值和所述远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值。

可选地，在所述预设所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值之前，还包括：

设置所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻的取值范围以及取值级差；

根据所述接地引下线的人工接地体接地电阻在不同取值时的所述第一工况下所述激励电压源的电压、所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值、所述第二接地体电流值、所述第一支路电流，和所述第二工况下所述激励电压源的电压、所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值、所述第四接地体电流值、所述第二支路电流确定所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻的真值。

可选地，通过电压耦合的方式施加激励电压源。

本发明实施例的技术方案，通过在现有的输电杆塔接地模型基础上将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接来搭建测试模型，将其等效成可供计算的电路模型，在接地引线的短接节点施加激励电压源作为第一工况，在输电杆塔的塔身施加电压源作为第二工况，分别测量第一工况和第二工况下等效电路各回路的电流值，结合预设的远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻；实现了操作更加简单，提高了接地电阻测量的准确度

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种输电杆塔接地电阻测量模型的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种输电杆塔接地电阻等效电路模型的示意图；

图4是本发明实施例提供的另一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图；

图5是本发明实施例提供的第一工况下的输电杆塔接地电阻等效电路模型的示意图；

图6是本发明实施例提供的第二工况下的输电杆塔接地电阻等效电路模型的示意图；

图7是本发明实施例提供的又一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图；

图8是本发明实施例提供的又一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图；

图9是本发明实施例提供的又一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图；

图10是本发明实施例提供的一种寻找远端多级接地体的并联等效电阻的最优解的流程图。

图中：

杆塔11、杆脚12、接地引下线13、第一水泥墩A、第二水泥墩B、第三水泥墩C、第四水泥墩D。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

本发明实施例提供了一种输电杆塔接地电阻的测量方法，该测量方法可适用于对输电杆塔接地电阻进行测量。图1是本发明实施例提供的一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图，参见图1，该方法包括：

S101、将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接。

具体地，图2是本发明实施例提供的一种输电杆塔接地电阻测量模型的结构示意图，参见图2，杆塔11可以有四个水泥墩与杆脚12连接，第一水泥墩A、第二水泥墩B、第三水泥墩C、第四水泥墩D，接地引下线13与杆脚12连接，接地引下线可以是连接电气设备与接地体的金属导体；接地体可以是埋在地面以下直接与土壤接触的金属导体，分为自然接地体和人工接地体，自然接地体可以是直接与大地接触的构件、设备等用来兼作接地的金属导体；人工接地体可以是埋入地中专门用作接地的金属导体，R6为远端多级接地体的并联等效电阻，即与被测杆塔11并联的多基杆塔的接地电阻的并联等效电阻。将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接，搭建输电杆塔接地电阻测量模型；本方案的模型搭建与传统的三极法相比，布线方式更加简单，操作更加简便。图3是本发明实施例提供的一种输电杆塔接地电阻等效电路模型的示意图，根据输电杆塔接地电阻测量模型，可以得到图3所示的输电杆塔接地电阻等效电路模型，参见图3，R1为接地引下线13对应的人工接地体接地电阻，R2为与接地引下线13相连的杆脚12的自然接地体接地电阻；R3为人工接地体与自然接地体之间的互阻，即土壤电阻；R4为与接地引下线13相连杆脚12的第一水泥墩A的等效电阻；R5为杆塔11其余杆脚12的水泥墩，第二水泥墩B、第三水泥墩C、第四水泥墩D的等效电阻，R6为与被测杆塔11相连的远端多级接地体的并联等效电阻。

S102、分别在第一工况和第二工况下测量流经接地引下线的电流对应的引下线电流值，以及测量流经各杆脚的自然接地体的电流对应的接地体电流值，分别根据第一工况和第二工况下的引下线电流值以及各接地体电流值计算与被测杆塔相连的远端多级接地体的支路电流；其中，第一工况下，在接地引线的短接节点施加激励电压源，第二工况下，在输电杆塔的塔身施加电压源。

具体地，根据实际现场可激励点的位置施加激励电压源，第一工况可以为在接地引线的短接节点施加激励电压源，第二工况可以为在输电杆塔的塔身施加电压源。分别在第一工况和第二工况下测量各等效电路回路的电流值，示例性地，可以使用罗氏线圈直接测得等效回路中各回路电流，罗氏线圈又叫电流测量线圈、微分电流传感器，是一个均匀缠绕在非铁磁性材料上的环形线圈。

S103、根据第一工况和第二工况下的引下线电流值以及各接地体电流值、远端多级接地体的支路电流以及预设的远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻。

具体地，将测得的第一工况和第二工况下的引下线电流值以及各接地体电流值、远端多级接地体的支路电流以及预设的远端多级接地体的并联等效电阻代入解析算法的公式计算被测杆塔的接地电阻，其中解析算法可以包括第一工况下和第二工况下分别满足的KVL方程。

本实施例的技术方案，通过在现有的输电杆塔接地模型基础上将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接来搭建测试模型，将其等效成可供计算的电路模型，在接地引线的短接节点施加激励电压源作为第一工况，在在输电杆塔的塔身施加电压源作为第二工况，分别测量第一工况和第二工况下各等效电路回路的电流值，结合预设的远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻；与传统的三极法相比，简化了布线方式，实现了操作更加简单，提高了测试结果的准确度的效果。

图4是本发明实施例提供的另一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图，参见图4，可选地，本实施例提供的输电杆塔接地电阻的测量方法包括：

S201、将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接。

S202、在第一工况下，测量流经接地引下线短接节点的第一引下线电流值、流经与接地引下线相连的杆脚电流作为第一接地体电流值、其余各杆脚的自然接地体电流作为第二接地体电流值，根据第一引下线电流值、第一接地体电流值和第二接地体电流值计算第一工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第一支路电流。

具体地，图5是本发明实施例提供的第一工况下的输电杆塔接地电阻等效电路模型的示意图，参见图5，I1表示第一引下线电流值，I2表示第一接地体电流值，I3表示第二接地体电流值，I4表示第一支路电流；第一支路电流计算公式可以为：

I₄＝I₁-I₂-I₃ (1)。

S203、在第二工况下，测量流经接地引下线短接节点的第二引下线电流值、流经与接地引下线相连的杆脚电流作为第三接地体电流值、其余各杆脚的自然接地体电流作为第四接地体电流值，根据第二引下线电流值、第三接地体电流值和第四接地体电流值计算得工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第二支路电流。

具体地，图6是本发明实施例提供的第二工况下的输电杆塔接地电阻等效电路模型的示意图，参见图6，I5表示第二引下线电流值，I6表示第三接地体电流值，I7表示第四接地体电流值，I8表示第二支路电流；第二支路电流计算公式可以为：

I₈＝I₅+I₆-I₇ (2)。

S204、根据第一工况和第二工况下的引下线电流值以及各接地体电流值、远端多级接地体的支路电流以及预设的远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻。

图7是本发明实施例提供的又一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图，参见图7，可选地，本实施例提供的输电杆塔接地电阻的测量方法包括：

S301、将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接。

S302、在第一工况下，测量流经接地引下线短接节点的第一引下线电流值、流经与接地引下线相连的杆脚电流作为第一接地体电流值、其余各杆脚的自然接地体电流作为第二接地体电流值，根据第一引下线电流值、第一接地体电流值和第二接地体电流值计算第一工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第一支路电流。

S303、在第二工况下，测量流经接地引下线短接节点的第二引下线电流值、流经与接地引下线相连的杆脚电流作为第三接地体电流值、其余各杆脚的自然接地体电流作为第四接地体电流值，根据第二引下线电流值、第三接地体电流值和第四接地体电流值计算得工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第二支路电流。

S304、根据预设的远端多级接地体的并联等效电阻确定远端多级接地体的并联等效电阻。

具体地，根据预设的远端多级接地体的并联等效电阻，通过迭代算法确定合适的远端多级接地体的并联等效电阻。

S305、根据第一工况下所满足的第一KVL方程和第二工况下所满足的第二KVL方程解析得到被测杆塔的接地电阻。

具体地，U1表示第一工况下激励电压源的电压，U2表示第二工况下激励电压源的电压，R1为接地引下线对应的人工接地体接地电阻，R2为与接地引下线相连的杆脚的自然接地体接地电阻；R3为人工接地体与自然接地体之间的互阻；R4为与接地引下线相连杆脚的等效电阻；R5为被测杆塔其余杆脚的等效电阻；R6为远端多级接地体的并联等效电阻。

第一KVL方程包括：

第二KVL方程包括：

U₂＝I₇R₅+I₆R₄ (6)，

公式(3)～(7)可以为解析算法的公式。

图8是本发明实施例提供的又一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图，参见图8，可选地，本实施例提供的输电杆塔接地电阻的测量方法包括：

S401、将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接。

S402、在第一工况下，测量流经接地引下线短接节点的第一引下线电流值、流经与接地引下线相连的杆脚电流作为第一接地体电流值、其余各杆脚的自然接地体电流作为第二接地体电流值，根据第一引下线电流值、第一接地体电流值和第二接地体电流值计算第一工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第一支路电流。

S403、在第二工况下，测量流经接地引下线短接节点的第二引下线电流值、流经与接地引下线相连的杆脚电流作为第三接地体电流值、其余各杆脚的自然接地体电流作为第四接地体电流值，根据第二引下线电流值、第三接地体电流值和第四接地体电流值计算得工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第二支路电流。

S404、将预设的远端多级接地体的并联等效电阻的经验值确定为远端多级接地体的并联等效电阻。

具体地，远端多基接地体的并联等效电阻R6为多级杆塔的接地电阻的并联等效电阻，每基杆塔对应的R6可取同一值；预设的远端多级接地体的并联等效电阻的阻值可以根据经验进行设置，示例性地，预设的远端多级接地体的并联等效电阻的阻值可以为1Ω。

S405、根据第一工况下所满足的第一KVL方程和第二工况下所满足的第二KVL方程解析得到被测杆塔的接地电阻。

图9是本发明实施例提供的又一种输电杆塔接地电阻的测量方法的流程图，参见图9，可选地，本实施例提供的输电杆塔接地电阻的测量方法包括：

S501、将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留接地引下线与其中一个杆脚的连接、断开接地引下线与其余杆脚的连接。

S502、在第一工况下，测量流经接地引下线短接节点的第一引下线电流值、流经与接地引下线相连的杆脚电流作为第一接地体电流值、其余各杆脚的自然接地体电流作为第二接地体电流值，根据第一引下线电流值、第一接地体电流值和第二接地体电流值计算第一工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第一支路电流。

S503、在第二工况下，测量流经接地引下线短接节点的第二引下线电流值、流经与接地引下线相连的杆脚电流作为第三接地体电流值、其余各杆脚的自然接地体电流作为第四接地体电流值，根据第二引下线电流值、第三接地体电流值和第四接地体电流值计算得工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第二支路电流。

S504、根据预设的远端多级接地体的并联等效电阻寻找远端多级接地体的并联等效电阻的最优解。

具体地，通过将预设的远端多级接地体的并联等效电阻代入迭代算法计算远端多级接地体的并联等效电阻的最优解。

示例性地，以一条有20基杆塔的线路举例说明，图10是本发明实施例提供的一种寻找远端多级接地体的并联等效电阻的最优解的流程图，参考图10，可选的，寻找远端多级接地体的并联等效电阻的最优解的方法，包括：

S5041：预设远端多级接地体的并联等效电阻的初始值。

具体地，根据经验值预设远端多级接地体的并联等效电阻的初始值可以为1Ω。

S5042：将第一工况下激励电压源的电压、第一引下线电流值、第一接地体电流值、第二接地体电流值、第一支路电流，和第二工况下激励电压源的电压、第二引下线电流值、第三接地体电流值、第四接地体电流值、第二支路电流，以及远端多级接地体的并联等效电阻的初始值输入对应的第一支路电流计算公式、第二支路电流计算公式、第一KVL方程和第二KVL方程，得到被测杆塔的接地电阻中间解析值。

具体地，将已知的U1～U2、I1～I8，以及远端多级接地体的并联等效电阻的初始值R6＝1Ω，输入公式(3)～公式(7)，即解析算法，得到被测杆塔的接地电阻中间解析值，即每基杆塔的R1～R5的值。

S5043：将被测杆塔的接地电阻中间解析值中的接地引下线对应的人工接地体接地电阻的中间解析值、第一工况下激励电压源的电压、第一引下线电流值、第一接地体电流值、第二接地体电流值、第一支路电流，和第二工况下激励电压源的电压、第二引下线电流值、第三接地体电流值、第四接地体电流值、第二支路电流输入对应的第一支路电流计算公式、第二支路电流计算公式、第一KVL方程和第二KVL方程，得到远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值。

具体地，将迭代算法输出的R1、R2的值，以及已知的U1～U2、I1～I8再次输入公式(3)～公式(7)，即解析算法中进行计算，得到远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值，即新的R6的值。

S50441：将远端多级接地体的并联等效电阻的初始值更新为远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值，并计算损失函数。

具体地，将通过迭代算法得到的远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值作为新的远端多级接地体的并联等效电阻R6，将得到的被测杆塔的接地电阻中间解析值，即每基杆塔的R1～R5的值，与上一轮迭代算法输出的被测杆塔的接地电阻中间解析值作比较，计算损失函数。

S50442：判断损失函数是否小于设定阈值，若是，则继续执行S5045；若否，则返回S5042，继续执行S5042后续步骤直至损失函数小于设定阈值。

具体地，判断损失函数是否小于设定阈值，设定阈值可以根据需要进行设置，示例性地可以为R1的解析误差均值改变量小于0.5％；若损失函数小于设定阈值，则继续执行步骤S5045；若损失函数大于或等于设定阈值，则返回步骤S5042，继续执行步骤S5042的后续步骤直至损失函数小于设定阈值。

示例性地，将R1为2.9Ω时的仿真电路得到的数据输入解析算法进行迭代，第一次迭代得到的被测杆塔的接地电阻中间解析值与R1为2.9Ω作比较，得到的数据如下表所示：

由上表可知，迭代到第4次时，20基杆塔的R1的解析误差均值改变量已经小于0.5％，但迭代第5次的数据误差更小，数据更准确；迭代到第6次的数据与迭代第5次数据与一致，因此当迭代到第5次时，误差基本稳定，将迭代第5次的解作为R6的最优解。

S5045：将损失函数小于设定阈值时的远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值确定为远端多级接地体的并联等效电阻；其中，损失函数是各远端多级接地体的并联等效电阻取值之间，接地引下线对应的人工接地体接地电阻预测值与真值之间的误差均值改变量，远端多级接地体的并联等效电阻取值包括远端多级接地体的并联等效电阻的初始值和远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值。

示例性地，将迭代得到电阻R6为0.1399Ω的值作为远端多级接地体的并联等效电阻的最优参数，代入解析算法得到20基杆塔的各支路电阻值，如下表所示：

标号	R1(Ω)	R2(Ω)	R3(Ω)	R4(Ω)	R5(Ω)
						1	2.043	99.658	152.770	29.710	33.616
2	2.143	100.046	152.356	29.711	33.617
						3	2.243	99.961	151.885	29.710	33.616
4	2.343	99.944	151.467	29.710	33.616
						5	2.443	100.713	151.262	29.712	33.618
6	2.543	100.299	150.823	29.711	33.617
						7	2.643	100.318	150.504	29.710	33.616
8	2.743	100.860	150.335	29.712	33.618
						9	2.843	100.907	150.273	29.612	33.505
10	2.943	100.628	149.749	29.711	33.617
						11	3.043	100.617	149.505	29.710	33.616
12	3.143	100.705	149.305	29.711	33.617
						13	3.243	100.420	149.025	29.710	33.616
14	3.343	100.570	148.863	29.710	33.616
						15	3.443	100.847	148.743	29.710	33.616
16	3.543	100.860	148.572	29.710	33.616
						17	3.643	101.099	148.466	29.711	33.617
18	3.743	100.984	148.285	29.711	33.617
						19	3.843	100.893	148.114	29.711	33.617
20	3.943	101.000	148.001	29.711	33.617

得到20基杆塔的R1～R5的相对误差数据见下表：

从上表可知，当R6取最优解时，R1、R2的误差不超过2％，在工程上是可以接受的，由此可以验证解析算法的有效性。

继续参考图10，可选的，在步骤S5041之前，还包括：

步骤S10、设置所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻的取值范围以及取值级差；

具体地，接地引下线对应的人工接地体接地电阻的取值范围可以根据经验值进行设置，示例性地，接地引下线对应的人工接地体接地电阻的取值范围可以设为2Ω～4Ω，取值级差可以设为0.1Ω。

步骤S20、根据所述接地引下线的人工接地体接地电阻在不同取值时的所述第一工况下所述激励电压源的电压、所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值、所述第二接地体电流值、所述第一支路电流，和所述第二工况下所述激励电压源的电压、所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值、所述第四接地体电流值、所述第二支路电流确定所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻的真值。

示例性地，当接地引下线对应的人工接地体接地电阻的取值范围可以设为2Ω～4Ω，取值级差可以设为0.1Ω时，可以得到如下表格：

具体地，根据土壤的环境参数进行取值，当电阻率为50Ω·m时，接地引下线对应的人工接地体接地电阻得取值为2.9Ω，将R1为2.9Ω作为人工接地体接地电阻的真值。将接地引下线对应的人工接地体接地电阻得取值为2.9Ω对应的电压值、电流值代入解析算法可以得到R1～R6的取值：R1为2.9Ω，R2为102.465Ω，R3为84.87Ω，R4为29.705Ω和R5为33.61Ω，R6为0.084Ω，将上述取值作为电路仿真参数输入Multisim进行仿真，可以验证解析算法的准确性。

S505、将远端多级接地体的并联等效电阻的最优解确定为远端多级接地体的并联等效电阻。

具体地，将远端多级接地体的并联等效电阻的最优解确定为远端多级接地体的并联等效电阻可以使输电杆塔接地电阻测量模型的测量结果更加准确。

S506、根据第一工况下所满足的第一KVL方程和第二工况下所满足的第二KVL方程解析得到被测杆塔的接地电阻。

可选地，通过电压耦合的方式施加激励电压源。

具体地，各等效电路回路共用一个激励电压源即通过电压耦合的方式施加激励电压源。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，包括：

将被测杆塔各杆脚对应的接地引下线短接，且保留所述接地引下线与其中一个所述杆脚的连接、断开所述接地引下线与其余所述杆脚的连接；

分别在第一工况和第二工况下测量流经所述接地引下线的电流对应的引下线电流值，以及测量流经各所述杆脚的自然接地体的电流对应的接地体电流值，分别根据所述第一工况和所述第二工况下的所述引下线电流值以及各所述接地体电流值计算与被测杆塔相连的远端多级接地体的支路电流；其中，所述第一工况下，在所述接地引线的短接节点施加激励电压源，所述第二工况下，在所述输电杆塔的塔身施加电压源；

根据所述第一工况和所述第二工况下的所述引下线电流值以及各所述接地体电流值、所述远端多级接地体的支路电流以及预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻。

2.根据权利要求1所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，所述分别在第一工况和第二工况下测量流经所述接地引下线的电流对应的引下线电流值，以及测量流经各所述杆脚的自然接地体的电流对应的接地体电流值，分别根据所述第一工况和所述第二工况下的所述引下线电流值以及各所述接地体电流值计算与被测杆塔相连的远端多级接地体的支路电流，包括：

在所述第一工况下，测量流经所述接地引下线短接节点的第一引下线电流值、流经与所述接地引下线相连的杆脚电流作为第一接地体电流值、其余各所述杆脚的自然接地体电流作为第二接地体电流值，根据所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值和所述第二接地体电流值计算所述第一工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第一支路电流；

在所述第二工况下，测量流经所述接地引下线短接节点的第二引下线电流值、流经与所述接地引下线相连的杆脚电流作为第三接地体电流值、其余各所述杆脚的自然接地体电流作为第四接地体电流值，根据所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值和所述第四接地体电流值计算得所述工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第二支路电流。

3.根据权利要求2所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，所述根据所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值和所述第二接地体电流值计算所述第一工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第一支路电流，包括采用以下第一支路电路计算公式计算第一支路电流：

I₄＝I₁-I₂-I₃；

其中，I1表示所述第一引下线电流值，I2表示所述第一接地体电流值，I3表示所述第二接地体电流值，I4表示所述第一支路电流。

4.根据权利要求3所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，所述根据所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值和所述第四接地体电流值计算得所述工况下与被测杆塔相连的远端多级接地体的第二支路电流，包括采用以下第二支路电路计算公式计算第二支路电流：

I₈＝I₅+I₆-I₇；

其中，I5表示所述第二引下线电流值，I6表示所述第三接地体电流值，I7表示所述第四接地体电流值，I8表示所述第二支路电流。

5.根据权利要求4所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，所述根据所述第一工况和所述第二工况下的所述引下线电流值以及各所述接地体电流值、所述远端多级接地体的支路电流以及预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻计算被测杆塔的接地电阻，包括：

根据预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻确定所述远端多级接地体的并联等效电阻；

根据所述第一工况下所满足的第一KVL方程和所述第二工况下所满足的第二KVL方程解析得到被测杆塔的接地电阻；

其中，所述第一KVL方程包括：

所述第二KVL方程包括：

U₂＝I₇R₅+I₆R₄，

其中，U1表示所述第一工况下所述激励电压源的电压，U2表示所述第二工况下所述激励电压源的电压，R1为所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻，R2为与所述接地引下线相连的杆脚的自然接地体接地电阻；R3为所述人工接地体与所述自然接地体之间的互阻；R4为与所述接地引下线相连杆脚的等效电阻；R5为被测杆塔其余杆脚的等效电阻；R6为所述远端多级接地体的并联等效电阻。

6.根据权利要求5所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，所述根据预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻确定所述远端多级接地体的并联等效电阻，包括：

将预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻的经验值确定为所述远端多级接地体的并联等效电阻。

7.根据权利要求5所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，所述根据预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻确定所述远端多级接地体的并联等效电阻，包括：

根据预设的所述远端多级接地体的并联等效电阻寻找所述远端多级接地体的并联等效电阻的最优解；

将所述远端多级接地体的并联等效电阻的最优解确定为所述远端多级接地体的并联等效电阻。

8.根据权利要求7所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，所述寻找所述远端多级接地体的并联等效电阻的最优解，包括：

步骤1：预设所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值；

步骤2：将所述第一工况下所述激励电压源的电压、所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值、所述第二接地体电流值、所述第一支路电流，和所述第二工况下所述激励电压源的电压、所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值、所述第四接地体电流值、所述第二支路电流，以及所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值输入对应的所述第一支路电流计算公式、所述第二支路电流计算公式、所述第一KVL方程和所述第二KVL方程，得到所述被测杆塔的接地电阻中间解析值；

步骤3：将所述被测杆塔的接地电阻中间解析值中的所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻的中间解析值、所述第一工况下所述激励电压源的电压、所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值、所述第二接地体电流值、所述第一支路电流，和所述第二工况下所述激励电压源的电压、所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值、所述第四接地体电流值、所述第二支路电流输入对应的所述第一支路电流计算公式、所述第二支路电流计算公式、所述第一KVL方程和所述第二KVL方程，得到所述远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值；

步骤4：将所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值更新为所述远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值，并计算损失函数，在所述损失函数大于或等于设定阈值时返回步骤2，并继续执行步骤2后续步骤直至损失函数小于设定阈值；

步骤5：将所述损失函数小于所述设定阈值时的所述远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值确定为所述远端多级接地体的并联等效电阻；

其中，所述损失函数是各所述远端多级接地体的并联等效电阻取值之间，所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻预测值与真值之间的误差均值改变量，所述远端多级接地体的并联等效电阻取值包括所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值和所述远端多级接地体的并联等效电阻的中间解析值。

9.根据权利要求8所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，在所述预设所述远端多级接地体的并联等效电阻的初始值之前，还包括：

设置所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻的取值范围以及取值级差；

根据所述接地引下线的人工接地体接地电阻在不同取值时的所述第一工况下所述激励电压源的电压、所述第一引下线电流值、所述第一接地体电流值、所述第二接地体电流值、所述第一支路电流，和所述第二工况下所述激励电压源的电压、所述第二引下线电流值、所述第三接地体电流值、所述第四接地体电流值、所述第二支路电流确定所述接地引下线对应的人工接地体接地电阻的真值。

10.根据权利要求1所述的输电杆塔接地电阻的测量方法，其特征在于，通过电压耦合的方式施加激励电压源。

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