[发明专利]土壤电离的临界电场强度估计方法

权利要求书

1.一种土壤电离的临界电场强度估计方法，其特征在于：包括以下步骤：

（1）选定测试区域；

（2）在该测试区域内搭建对地放电回路；

（3）选定一个放电接地位置和一个测试位置，在放电接地位置设置放电接地电极，在测试位置设置两个测试电极，两个测试电极之间的距离小于对地放电的脉冲电源所含主信号带宽中所对应的上限频率的波长的十分之一；

（4）利用对地放电的脉冲电源和对地放电回路实施对地放电；

（5）采集两个测试电极之间的电压；

（6）根据以下公式计算该位置的电场强度E：E=ΔU/d，其中，ΔU表示采集得到的两个测试电极之间的电压，d表示两个测试电极之间的距离；

（7）连续获取该位置不同时刻的电场强度，并根据电场强度由大到小突变时的最大电场强度所对应的时间确定放电接地位置土壤电离的大概时间；

（8）根据放电接地电极与两个测试电极中最接近的测试电极之间的距离计算电流由放电接地电极到达最接近的测试电极所需的延迟时间；

（9）根据第（7）步骤的大概时间和第（8）步骤的延迟时间确定放电接地位置土壤电离的准确时间；

（10）测量测试区域土壤的电导率、磁导率和介电常数，在此基础上根据麦克斯韦方程计算放电接地电极整个放电时间段内每一时刻的最大电场强度并制作二维曲线，根据该曲线和放电接地位置土壤电离的准确时间确定放电接地位置土壤电离的临界电场强度；

（11）判断是否选定测试区域内的下一个测试位置，如果选择，则选定下一个测试位置，然后重复步骤（3）-（10），如果不选择，则进入下一步骤；

（12）计算不同测试位置时放电接地位置土壤电离的临界电场强度的平均值，获得放电接地位置的土壤电离的临界电场强度，并作为测试区域的土壤电离的临界电场强度，结束。

2.根据权利要求1所述的土壤电离的临界电场强度估计方法，其特征在于：所述步骤（3）中，设置两个测试电极的方法为：以放电接地电极为圆心、以放电接地电极与两个测试电极中最接近的第一个测试电极之间的距离为半径作圆，第二个测试电极置于沿第一个测试电极在该圆周上所做的切线上。

3.根据权利要求1或2所述的土壤电离的临界电场强度估计方法，其特征在于：所述步骤（3）中，两个测试电极之间的距离为0.061m，对地放电的脉冲电流为8/20μs脉冲电流；放电接地电极与两个测试电极中最接近的测试电极之间的距离为1.83m。

4.根据权利要求1所述的土壤电离的临界电场强度估计方法，其特征在于：所述步骤（7）中，电场强度绝对值由大到小突变的认定方法为：当波峰值减去波谷值的突变范围不小于波峰值的20%即认定为发生突变。

5.根据权利要求1所述的土壤电离的临界电场强度估计方法，其特征在于：所述步骤（8）中，计算电流由放电接地电极到达最接近的测试电极所需的延迟时间的公式为：

tl=mv=m×μϵ]]>

上述公式中，t_l表示延迟时间，m表示放电接地电极与两个测试电极中最接近的测试电极之间的距离，v表示土壤中传导电流的速度，μ表示土壤磁导率，ε表示土壤介电常数。

6.根据权利要求1所述的土壤电离的临界电场强度估计方法，其特征在于：所述步骤（9）中，确定该位置土壤电离的准确时间的方法为：步骤（7）的大概时间减去步骤（8）的延迟时间，即得准确时间。

7.根据权利要求1所述的土壤电离的临界电场强度估计方法，其特征在于：所述步骤（2）中，对地放电的脉冲电源的上升沿尽可能缓慢。