[发明专利]一种深井接地极电解反应模拟系统及方法

说明书

本发明公开一种深井接地极电解反应模拟系统及方法，以对深井接地极的电解反应进行模拟和分析。所述深井接地极电解反应模拟系统包括：反应容器包括连通箱和两个反应筒，反应筒的底端与连通箱密闭连通，反应筒的顶端设置有密封端盖；阳极馈电棒和阴极馈电棒分设于两个反应筒；至少一个反应筒内设置有可拆卸的密封隔板，密封隔板将对应的反应筒隔离为集气腔和位于集气腔下方的反应腔，设置有密封隔板的反应筒内的馈电棒位于对应的反应腔内；密封隔板穿设有排气管，排气管上开设有多个气孔；阳极馈电棒与直流电源的正极连接，阴极馈电棒与直流电源的负极连接；两个集气装置，集气装置与对应的反应筒的顶端连通。

技术领域

本发明涉及直流输电工程接地极技术领域，尤其涉及一种深井接地极电解反应模拟系统及方法。

背景技术

近年来，在环境恶化以及资源需求的条件下，常常需要进行远距离、高电压、大容量的输电，而在这种输电情况下，通常会采用具有较小的损耗、较易的调节性能和控制性能的直流输电方式进行输电。在直流输电系统中，通常设置接地极，以将直流电流导入大地，其中，由于深井接地极具有极址条件较低、占地面积较小的优势，在直流输电系统中得到越来越多的应用。

深井接地极是指先通过深井钻孔，然后将设计深度等长的垂直接地极置入孔中，采用低电阻率材料填充空隙，最后达到高效降低接地电阻目的的一种垂直接地体。然而，深井接地极在井内通常会与土壤、填充材料等发生电解反应，进而在井内产生气体，并造成气阻效应，造成深井接地极与土壤、填充材料之间的接触电阻增加，导致深井接地极的功能受到影响，即导致深井接地极不能将直流电流安全导入大地。

深井接地极作为一种较新的接地极，在极址选址方面、占地面积方面具有较大的优势，因而为了将深井接地极较好的应用在直流输电系统中，对深井接地极的电解反应进行深入分析和研究是非常必要的，尤其地，对深井接地极发生电解反应时产生的气体可能引起的气阻效应的分析和研究是非常必要的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种深井接地极电解反应模拟系统及方法，用于对深井接地极的电解反应进行模拟和分析。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的第一方面提供一种深井接地极电解反应模拟系统，包括：盛放电解质的反应容器，所述反应容器包括连通箱和位于所述连通箱上方的两个反应筒，两个所述反应筒对称分布在所述连通箱的中线的两侧，所述反应筒的底端与所述连通箱密闭连通，所述反应筒的顶端设置有密封端盖；其中一个所述反应筒内设置有阳极馈电棒，另一个所述反应筒内设置有阴极馈电棒；至少一个所述反应筒内设置有可拆卸的密封隔板，所述密封隔板将对应的所述反应筒隔离为集气腔和位于所述集气腔下方的反应腔，设置有所述密封隔板的所述反应筒内的馈电棒位于对应的所述反应腔内；所述密封隔板上穿设有排气管，所述排气管的一端位于所述集气腔内，所述排气管的另一端位于所述反应腔内，所述排气管上开设有多个气孔；直流电源，所述阳极馈电棒通过穿过对应的所述密封端盖的电线与所述直流电源的正极连接，所述阴极馈电棒通过穿过对应的所述密封端盖的电线与所述直流电源的负极连接；两个内部呈真空状态的集气装置，其中一个所述集气装置通过穿过其中一个所述反应筒的密封端盖的集气管，与对应的所述反应筒的顶端连通；另一个所述集气装置通过穿过另一个所述反应筒的密封端盖的集气管，与对应的所述反应筒的顶端连通。

本发明的第二方面提供一种深井接地极电解反应模拟方法，包括：

步骤S1、将反应容器的两个反应筒分别与所述反应容器的连通箱密闭连通，且两个所述反应筒内均不设置密封隔板和排气管；

步骤S2、向所述反应容器内添加电解质，所述电解质在所述反应筒内的上表面与所述反应筒的顶端之间保持预设距离；

步骤S3、将阳极馈电棒置于其中一个反应筒内，并插入电解质内，并将所述阳极馈电棒通过穿过对应的密封端盖的电线与直流电源的正极连接；将阴极馈电棒置于另一个反应筒内，并插入电解质内，并将所述阴极馈电棒通过穿过对应的密封端盖的电线与所述直流电源的负极连接；