[发明专利]一种测试不同接地材料与土壤接触性能差异的方法

说明书

本发明涉及一种测试不同接地材料与土壤接触性能差异的方法，分别制作金属接地体A和石墨基柔性接地体B，将接地体放在金属回流极的正中间、周围填入模拟土壤，通过四极法测量模拟土壤的电阻率，计算出模拟土壤的电阻，再结合试验测量得到的A、B不同材料接地模型的电阻值、金属回流极、金属材料与模拟土壤之间的接触电阻，得出A、B不同材料接地体与模拟土壤之间的接触电阻的差别；本发明的装置和方法方便金属回流极的安装和拆卸、模拟土壤的更换，适用性高，操作简单，可有效提高试验效率。

技术领域

本发明涉及岩土工程测量领域，更具体地说，涉及一种测试不同接地材料与土壤接触性能差异的方法。

背景技术

土壤电阻率是土壤的一种基本物理特性，是土壤在单位体积内的正方体相对两面间在一定电场作用下，对电流的导电性能。土壤电阻率的测量的测量方法很多，如地质判定法、双回路互感法、自感法、线圈法、偶极法以及四电极测深法等。四极电测深法通过实践检验，其准确性，完全能满足工程计算要求，这种测量方法所需仪表设备少，操作简单，成为工程设计中的一种常用的方法。

目前接地体与土壤之间接触电阻的测量方法比较少，因此，本申请设计一种接地体接触电阻的测量装置，为接地体接触电阻的科学测量推算提供一种思路，利用此装置可以针对多种类型的土壤、接地体进行电阻率测试，具有精度高、操作简单、便捷有效等特点。

发明内容

有鉴于此，为解决上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种测试不同接地材料与土壤接触性能差异的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种测试不同接地材料与土壤接触性能差异的方法，包括以下步骤：

(1)分别制作两个相同的半径为94～100mm的金属半球体，其中一个金属半球体上设置第二接线端子作为金属接地体A，另一个金属半球体上设置第二接线端子和石墨带作为石墨基柔性接地体B；

(2)将金属接地体A放置于金属回流极的正中间部位，在周围填入模拟土壤，振动实在，将电压表、电流表和电源与第一接地端子和第二接线端子连接好，采用伏安法测量并计算金属接地体A与模拟土壤的接触电阻值R^J_J1：

①采用4极法测量模拟土壤的电阻率，模拟土壤的电阻由式(1)进行计算：

式中：R₁——模拟土壤的电阻，Ω；

ρ——模拟土壤的电阻率，Ω·m；

D₂——金属回流极的内直径，m，本试验中D₂＝980～1000mm；

D₁——金属接地体A的直径，m，本试验中D₁＝94～100mm；

r₂——金属回流极的内半径，m，本试验中r₂＝470～500mm；

r₁——接地体的半径，m，本试验中r₁＝47～50mm；

②金属材料与模拟土壤的接触电阻R_J1为金属回流极以及金属接地体A与模拟土壤接触电阻之和，如式(2)：

上标H和J分别表示金属回流极和接地体；

③由试验过程中电压表和电流表测出的电压值U与电流值I，计算得出R，R_J1数值上等于每次测量的金属接地体模型(即采用金属接地体A)时的总电阻R减去模拟土壤的电阻R₁，如式(3)：

R_J1＝R-R₁……(3)