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　　土壤介質(zhì)分布十分復(fù)雜，在大尺度范圍下難以刻畫和建立土壤模型。在接地極設(shè)計(jì)和計(jì)算中，一般采用均勻的分層土壤模型。不論是水平分層還是垂直分層，接地極計(jì)算都是求解土壤模型的格林函數(shù)<14-16>.多層土壤結(jié)構(gòu)的格林函數(shù)一般可以通過(guò)滿足一定邊界條件的下列拉普拉斯方程得到：20φ=（1）式中φ為電位。采取圓柱坐標(biāo)系，結(jié)合土壤分界面的邊界條件，可以得到由泰勒公式展開(kāi)的無(wú)窮階級(jí)數(shù)構(gòu)成的格林函數(shù)形式，其物理意義是用無(wú)窮多重鏡像代替分層土壤的邊界作用。也可應(yīng)用Prony法<16-17>，采用有限項(xiàng)的復(fù)系數(shù)指數(shù)級(jí)數(shù)擬和無(wú)窮階泰勒級(jí)數(shù)，即等值復(fù)數(shù)鏡像法。在研究接地極對(duì)地表電位分布的影響時(shí)，需要注意到海洋和陸地是尺度相當(dāng)?shù)慕橘|(zhì)，建立土壤模型時(shí)應(yīng)考慮大海的影響。因此在廣域上土壤模型是一種復(fù)合分層結(jié)構(gòu)，即陸地和海洋構(gòu)成了垂直分層的土壤結(jié)構(gòu)，而陸地本身可以看成是多層水平分層的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)土壤模型的格林函數(shù)求解更加復(fù)雜。但根據(jù)鏡像法的物理意義，可以推導(dǎo)出地表電位的解析表達(dá)式。文獻(xiàn)<16>中提到了一種等值復(fù)數(shù)鏡像求解復(fù)合分層土壤中的格林函數(shù)的方法。

　　復(fù)合分層土壤結(jié)構(gòu)盡管陸地土壤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，土壤電阻率變化不均勻，但是從整個(gè)交直流電網(wǎng)跨越的范圍來(lái)看，海洋在面積上遠(yuǎn)大于陸地，而電阻率遠(yuǎn)小于土壤，因此考慮海洋對(duì)于接地極入地電流造成的大地電位分布影響時(shí)，整個(gè)土壤模型為如所示的復(fù)合分層結(jié)構(gòu)，即陸地土壤模型水平分層，陸地和海洋又構(gòu)成垂直分層。根據(jù)鏡像法的物理意義，在陸地水平分層中，地表電位由無(wú)窮多個(gè)點(diǎn)的鏡像共同作用引起；在考慮陸地和海洋的垂直分層中，可以把這些電源鏡像點(diǎn)看作在相同土壤層中的多個(gè)電源點(diǎn)，根據(jù)垂直分層結(jié)構(gòu)的推導(dǎo)，向海洋層進(jìn)行一次鏡像，使之滿足垂直分層的邊界條件，這樣利用1.2中的推導(dǎo)，可以寫出地表電位的表達(dá)式。也就是把水平雙層土壤中一個(gè)電源點(diǎn)的作用，通過(guò)鏡像，化為多個(gè)電源點(diǎn)共同作用下的效果，然后利用垂直雙層的土壤模型進(jìn)行求解。

　　計(jì)算參數(shù)本文在復(fù)合土壤模型下，仿真計(jì)算直流單極大地回路運(yùn)行時(shí)，廣東省500kV交流系統(tǒng)各廠站接地中性點(diǎn)流過(guò)的直流電流，網(wǎng)絡(luò)等值簡(jiǎn)化后的交流系統(tǒng)陸地和海洋的分界面近似根據(jù)海岸線確定，靠近嶺澳和大亞灣核電站。在復(fù)合土壤模型中陸地2層水平土壤電阻率分別為500、9000m，第1層土壤厚度為100m，垂直層海水電阻率為0.5m.接地極根據(jù)相應(yīng)直流工程的實(shí)際布置選取，計(jì)算模型中按貴廣直流I廣東側(cè)參數(shù)選取，即接地極為同圓心雙環(huán)布置，外環(huán)和內(nèi)環(huán)直徑分別為800和600m，埋深4m.500kV廠站等值接地網(wǎng)電阻一般取0.4；500kV中性點(diǎn)接地變壓器的直流等值電阻值根據(jù)配置情況取為0.10.2；線路等值直流電阻根據(jù)實(shí)際導(dǎo)線型號(hào)、長(zhǎng)度和回路數(shù)確定。