有限元分析法用于接地網(wǎng)的特性分析時，在很多方面優(yōu)于其他分析方法。這是因為計算完全以場的形式進行，從而可以精確模擬實際地網(wǎng)，既可避免離散化地網(wǎng)區(qū)域時帶來的計算誤差，又避免了由于各種參數(shù)的忽略或近似求取帶來的計算差，如接地網(wǎng)導體間互阻的計算等。此外，應用有限元法還可十分方便地考慮土壤結構、土壤電阻率、地網(wǎng)埋深及短路電流入流點因素等對地網(wǎng)特性的影響。
      由于接地網(wǎng)的工頻交流接地電阻與直流接地電阻非常接近，因此可近似利用接地網(wǎng)在直流激勵下的響應代替工頻激勵下的響應。
      有限元的計算機理是將區(qū)域離散后對每個單元建立微分方程，將各個微分方程線性化后聯(lián)立形成整體計算矩陣。為獲取較高的計算精度，必須使計算區(qū)域足夠大且使計算所涉及的區(qū)域剖分更加密集。這樣剖分后形成的單元越多，計算量也越大，對計算機的性能要求也越高。當自由度達到一定極限時，單臺機就無法繼續(xù)計算了，這時需進行并行計算。應用有限元法分析大型接地網(wǎng)特性時的主要問題是仿真計算這樣一個形狀和分布復雜的三維問題時，由于其變量多和剖分密集，計算機內存無法滿足計算要求。
      由上述分析可知，對接地網(wǎng)進行三維有限元分析時，必須在建模和剖分時采取一定的技巧以盡量減少剖分后的單元和節(jié)點數(shù)量。采用具有8個節(jié)點的六面體形式三維單元剖分后的單元和節(jié)點數(shù)量最少，因此建模時必須將地網(wǎng)和土壤作為一整體，采用切割或者拉升的方法進行整體建模，從而保證剖分后所有的單元均為六面體單元。地網(wǎng)導體及其周圍土壤中解的變化較大，因此對這一部分需要進行特別剖分。此外，為盡量反映地網(wǎng)導體端部比較密集的散流，地網(wǎng)導體端部的剖分還需加密，離地網(wǎng)導體越遠的區(qū)域采用越稀疏的單元。這樣處理后可在保證計算精度的前提下提高計算速度。
      采用上述處理辦法對一個邊長為90m的正方形地網(wǎng)進行了三維有限元分析，這樣一個小型接地網(wǎng)的未知數(shù)已達到單機計算量的極限。顯然，實際的接地網(wǎng)，特別是500kV變電站的大型接地網(wǎng)的面積遠遠大于90mx90m，因此完全應用三維有限元對其進行分析是不可行的。

                                                                                  專業(yè)從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優(yōu)化│技術服務與解決方案
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