水平层状土壤接地问题的理论推导与数值分析

水平层状结构土壤格林函数的理论推导过程复杂且数值求解步骤繁琐。为降低理论难度和提高算法可靠性,把水平多层土壤接地问题等价为首层电阻率为无穷大的全空间层状土壤的情况,并根据分离变量法和全空间层状土壤的边界条件给出全空间任意层格林函数的通用理论表达式。通过对格林函数数值特性的分析提出了格林函数系数的智能采样方法,讨论了格林函数的数值求解方案。通过与接地标准软件CDEGS的对比算例表明该方法的正确性。算例表明,变电站的接地电阻与深度在地网对角线长度范围内的土壤存在较明显的关系,且高阻层较低阻层更能够屏蔽深层土壤。最后推导了垂直多层土壤格林函数的表达式,拓展了该方法的应用范围。