本發(fā)明屬于接地參數(shù)分析計(jì)算，具體地說(shuō)是一種考慮腐蝕產(chǎn)物膨脹特性的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)。
背景技術(shù)：
1、接地網(wǎng)大多由碳鋼材料組成，長(zhǎng)期投運(yùn)的接地裝置難以避免發(fā)生腐蝕。接地網(wǎng)腐蝕后接地性能下降，嚴(yán)重危害電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，容易導(dǎo)致潛在的電力安全隱患，準(zhǔn)確計(jì)算腐蝕產(chǎn)物膨脹特性對(duì)保證電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的意義。
2、接地網(wǎng)腐蝕產(chǎn)物主要是由接地網(wǎng)金屬溶解部分和土壤中水分、氧氣等其他物質(zhì)結(jié)合產(chǎn)生，腐蝕產(chǎn)物的體積通常大于接地導(dǎo)體溶解部分的體積，即腐蝕產(chǎn)物存在一定膨脹特性。接地網(wǎng)接地參數(shù)分析計(jì)算中通常以接地導(dǎo)體表面覆一層腐蝕產(chǎn)物等效腐蝕接地網(wǎng)，而實(shí)際腐蝕接地網(wǎng)通常為非均勻腐蝕，腐蝕接地網(wǎng)的直徑難以直接測(cè)量，腐蝕產(chǎn)物厚度無(wú)法確定，無(wú)法建立準(zhǔn)確的分析計(jì)算模型。
3、現(xiàn)有的腐蝕接地網(wǎng)接地參數(shù)計(jì)算方法通常把接地網(wǎng)腐蝕狀態(tài)劃分為嚴(yán)重腐蝕和未腐蝕兩種情況，并將接地網(wǎng)的腐蝕情況直接等效為接地導(dǎo)體的斷裂情況，難以準(zhǔn)確評(píng)估不同腐蝕程度接地網(wǎng)參數(shù)。另有部分算法將腐蝕產(chǎn)物近似為接地導(dǎo)體表面的高電阻率涂層，但接地網(wǎng)腐蝕產(chǎn)物具有非均勻分布和膨脹特性等特點(diǎn)，該類方法仍存在難以準(zhǔn)確等效接地網(wǎng)實(shí)際腐蝕情況等不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供一種考慮腐蝕產(chǎn)物膨脹特性的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)，其通過(guò)構(gòu)建腐蝕產(chǎn)物厚度計(jì)算模型，結(jié)合腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)、去除腐蝕產(chǎn)物后的接地導(dǎo)體半徑和腐蝕前的接地導(dǎo)體半徑，以精確計(jì)算腐蝕產(chǎn)物厚度；并利用所得數(shù)據(jù)可修正腐蝕接地網(wǎng)的幾何模型，以提高接地網(wǎng)參數(shù)的精確性。
2、為此，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案。
3、第一方面，本發(fā)明提供一種考慮腐蝕產(chǎn)物膨脹特性的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法，其包括：
4、對(duì)腐蝕后的接地導(dǎo)體進(jìn)行xrd物相分析，確定接地導(dǎo)體腐蝕產(chǎn)物的主要成分并得到腐蝕產(chǎn)物各主要成分體積比例；
5、根據(jù)腐蝕產(chǎn)物各主要成分體積比例，結(jié)合各主要成分的密度和摩爾質(zhì)量，求得接地導(dǎo)體溶解量與腐蝕產(chǎn)物各主要成分之間的體積關(guān)系和腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)；
6、研磨去除腐蝕產(chǎn)物，測(cè)量去除腐蝕產(chǎn)物后的接地導(dǎo)體半徑；
7、構(gòu)建腐蝕產(chǎn)物厚度計(jì)算模型，結(jié)合腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)、去除腐蝕產(chǎn)物后的接地導(dǎo)體半徑和腐蝕前的接地導(dǎo)體半徑，計(jì)算腐蝕產(chǎn)物厚度。
8、本發(fā)明確定接地導(dǎo)體腐蝕產(chǎn)物的主要成分并得到腐蝕產(chǎn)物各主要成分體積比例，為后續(xù)腐蝕產(chǎn)物各主要成分之間的體積關(guān)系和腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)的計(jì)算提供數(shù)據(jù)支持。
9、進(jìn)一步地，所述的接地導(dǎo)體為鐵，所述接地導(dǎo)體腐蝕產(chǎn)物的主要成分為fe3o4、fe2o3和feooh，其中feooh分為α-feooh和γ-feooh。
10、進(jìn)一步地，假設(shè)腐蝕產(chǎn)物體積為vc，腐蝕產(chǎn)物中主要成分i的體積占腐蝕產(chǎn)物體積vc的比例百分?jǐn)?shù)為pi，則腐蝕產(chǎn)物中主要成分i的物質(zhì)的量為：
11、
12、式中，ρi為主要成分i的密度，mi為主要成分i的摩爾質(zhì)量；
13、假設(shè)1molfe2+/fe3+離子溶解生成kimol主要成分i，得：
14、
15、式中，為fe2+/fe3+離子的物質(zhì)的量，fe2+/fe3+離子全部來(lái)自于接地導(dǎo)體的溶解量；nα-feooh為α-feooh的物質(zhì)的量；nγ-feooh為γ-feooh的物質(zhì)的量；為fe2o3的物質(zhì)的量；為fe3o4的物質(zhì)的量；
16、將上式轉(zhuǎn)化為接地導(dǎo)體溶解量與腐蝕產(chǎn)物各主要成分之間的體積關(guān)系：
17、
18、式中，vfe為接地導(dǎo)體的溶解體積，mfe和ρfe分別為接地導(dǎo)體的摩爾質(zhì)量和密度。
19、進(jìn)一步地，系數(shù)kα-feooh和kγ-feooh均為1，系數(shù)為0.5，系數(shù)為1/3，結(jié)合腐蝕產(chǎn)物各主要成分的密度和摩爾質(zhì)量，得：
20、
21、式中，ce為接地導(dǎo)體腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)。
22、進(jìn)一步地，所述的腐蝕產(chǎn)物厚度計(jì)算模型如下：
23、
24、式中，dc為腐蝕產(chǎn)物的厚度，ce為接地導(dǎo)體腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)，r0為腐蝕前的接地導(dǎo)體半徑，rm為去除腐蝕產(chǎn)物后的接地導(dǎo)體半徑，rc為腐蝕后的接地導(dǎo)體半徑。
25、第二方面，本發(fā)明提供一種考慮腐蝕產(chǎn)物膨脹特性的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算系統(tǒng)，其包括：
26、xrd物相分析單元：對(duì)腐蝕后的接地導(dǎo)體進(jìn)行xrd物相分析，確定接地導(dǎo)體腐蝕產(chǎn)物的主要成分并得到腐蝕產(chǎn)物各主要成分體積比例；
27、膨脹系數(shù)獲取單元：根據(jù)腐蝕產(chǎn)物各主要成分體積比例，結(jié)合各主要成分的密度和摩爾質(zhì)量，求得接地導(dǎo)體溶解量與腐蝕產(chǎn)物之間的體積關(guān)系和腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)；
28、測(cè)量單元：研磨去除腐蝕產(chǎn)物，測(cè)量腐蝕后的接地導(dǎo)體半徑；
29、腐蝕產(chǎn)物厚度計(jì)算單元：構(gòu)建腐蝕產(chǎn)物厚度計(jì)算模型，結(jié)合腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)、腐蝕后的接地導(dǎo)體半徑和腐蝕前的接地導(dǎo)體半徑，計(jì)算腐蝕產(chǎn)物厚度。
30、第三方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)所述腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法的步驟。
31、第四方面，本發(fā)明提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)所述腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法的步驟。
32、本發(fā)明具有的有益效果如下：本發(fā)明通過(guò)腐蝕產(chǎn)物厚度計(jì)算模型，結(jié)合腐蝕產(chǎn)物的膨脹系數(shù)、去除腐蝕產(chǎn)物后的接地導(dǎo)體半徑和腐蝕前的接地導(dǎo)體半徑，能精確計(jì)算出腐蝕產(chǎn)物厚度；并利用所述腐蝕產(chǎn)物厚度修正腐蝕接地網(wǎng)的幾何模型，從而提高了接地網(wǎng)參數(shù)的精確性。
1.一種考慮腐蝕產(chǎn)物膨脹特性的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法，其特征在于，所述的接地導(dǎo)體為鐵，所述接地導(dǎo)體腐蝕產(chǎn)物的主要成分為fe3o4、fe2o3和feooh，其中feooh分為α-feooh和γ-feooh。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法，其特征在于，假設(shè)腐蝕產(chǎn)物體積為vc，腐蝕產(chǎn)物中主要成分i的體積占腐蝕產(chǎn)物體積vc的比例百分?jǐn)?shù)為pi，則腐蝕產(chǎn)物中主要成分i的物質(zhì)的量為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法，其特征在于，系數(shù)kα-feooh和kγ-feooh均為1，系數(shù)為0.5，系數(shù)為1/3，結(jié)合腐蝕產(chǎn)物各主要成分的密度和摩爾質(zhì)量，得：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法，其特征在于，所述的腐蝕產(chǎn)物厚度計(jì)算模型如下：
6.一種考慮腐蝕產(chǎn)物膨脹特性的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述的接地導(dǎo)體為鐵，所述接地導(dǎo)體腐蝕產(chǎn)物的主要成分為fe3o4、fe2o3和feooh，其中feooh分為α-feooh和γ-feooh；
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，系數(shù)kα-feooh和kγ-feooh均為1，系數(shù)為0.5，系數(shù)為1/3，結(jié)合腐蝕產(chǎn)物各主要成分的密度和摩爾質(zhì)量，得：
9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述腐蝕接地網(wǎng)精細(xì)化計(jì)算方法的步驟。