[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

权利要求书

1.一种测试不同接地材料与土壤接触性能差异的方法，其特征在于，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)掀开面板，先将金属回流极通过伸缩轴与固定轴固定安装在移动腔内；

(3)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；

(4)盖上面板，盖上透明防护盖，对金属接地体A进行测试；

(5)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

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——金属接地体A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)

式中：R——金属接地体A每次试验测量得到的电阻值，Ω；

④金属接地体A与模拟土壤的接触电阻，以及金属回流极与模拟土壤的接触电阻可分别由式(4)和式(5)进行计算：

式中：S₁——金属接地体A与土壤的总接触面积，mm²；

S₂——金属回流极与土壤的总接触面积，mm²；

(6)打开面板，打开透明防护盖，更换石墨基柔性接地体B并进行测试；

(7)将石墨基柔性接地体B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；

(8)盖上面板，盖上透明防护盖，对石墨基柔性接地体B进行测试；

(9)采用伏安法测量并计算石墨基柔性接地体B与模拟土壤中的电阻值每次测量石墨基柔性接地体B时得到的电阻值R'减去模拟土壤电阻、金属回流极与模拟土壤的接触电阻，得到石墨基柔性接地体B与模拟土壤的接触电阻如式(6)：

式中：R'——石墨基柔性接地体B每次试验测量得到的电阻值，Ω；

(10)测试完成后，将电流表、电压表、电源拆除，旋转套筒使伸缩轴与半球形槽之间处于非压紧状态；

(11)在移动腔下方设置收纳盒，转动半球形槽将模拟土壤沿着倾斜下料板从土壤倾泻口倒出至收纳盒中；

(12)比较步骤(5)中得到的以及步骤(9)中得到的由此得出金属接地体A与模拟土壤的接触电阻、石墨基柔性接地体B与模拟土壤的接触电阻的差别。