专利汇可以提供不同酸碱度下分层土壤电阻非线性特性的试验方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且不同酸 碱 度下分层 土壤 电阻 非线性特性的试验方法,试验方法包括搭建不同酸碱度下分层土壤电阻非线性特性的试验平台;试验平台的冲击 电流 发生器输出端连接到 分压器 的高压端,分压器的高压端连接到左 铜 电极 ;右铜电极通过冲击电流发生器的接地端连接到接地装置;电流采集模 块 用于测量流经左铜电极和右铜电极的电流,当绝缘隔板插入实验箱时,将实验箱从左至右分割为两个以上的空间。还包括设定土壤试品酸碱度并进行土壤填充、测量土壤样品在当前酸碱度下的 电压 与电流和评估土壤电阻非线性特性等步骤。对土壤进行 水 平分层,有效模拟了接地系统周围土壤水平分层工况。获取不同酸碱度下的电阻全时域 波形 曲线,进一步提高了准确性。,下面是不同酸碱度下分层土壤电阻非线性特性的试验方法专利的具体信息内容。
1.不同酸碱度下分层土壤电阻非线性特性的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:
第一步:搭建不同酸碱度下分层土壤电阻非线性特性的试验平台,试验平台包括实验箱(01);实验箱(01)上面板设有一字槽螺钉(02);实验箱(01)左侧壁设置有左铜电极(04);
实验箱(01)右侧壁设置有右铜电极(05);左铜电极(04)和右铜电极(05)均为竖直圆盘,且紧贴左右侧壁;实验箱(01)内部含有一块以上绝缘隔板(06),绝缘隔板(06)平行于左铜电极(04)和右铜电极(05)表面;实验箱(01)以外的装置包括接地装置(11)、冲击电流发生器(12)、分压器(13)、电流采集模块(14)、上位机(15)、高压电缆(16)、电缆接头(17)、铜导线(18);
其中:冲击电流发生器(12)输出端连接到分压器(13)的高压端,分压器(13)的高压端通过高压电缆(16)和电缆接头(17)连接到左铜电极(04);右铜电极(05)通过铜导线(18)连接到冲击电流发生器(12)的接地端,接地端连接到接地装置(11);分压器(13)的接地端也连接到接地装置(11),分压器(13)的通信端连接到上位机(15);电流采集模块(14)通信端连接到上位机(15),电流采集模块(14)测试端连接到铜导线(18),用于测量流经左铜电极(04)和右铜电极(05)的电流;还包括一块以上绝缘隔板(06),绝缘隔板(06)可竖直插入或抽出实验箱(01),当绝缘隔板(06)插入实验箱(01)时,将实验箱(01)从左至右分割为两个以上的空间;
第二步:设定土壤试品酸碱度并进行土壤填充:设定试验酸碱度,测试各土壤试品的酸碱度,并根据设定酸碱度向试品中加入适量的pH调节剂,期间充分搅拌土壤试品使土壤试品的酸碱度分布均匀,直至各土壤试品的酸碱度在设定试验酸碱度误差允许范围内;拧松一字槽螺钉(02),打开实验箱(01)的上面板,根据待测试分层土壤的实际厚度比,确定需要分层的层数以及各层分层比,通过分层比设置各分层顺序及宽度,使用绝缘隔板(06)按设置的分层宽度将实验箱(01)内空间分隔开;向实验箱(01)各空间内依次填充各土壤试品,使土壤试品充满整个土壤箱(01)后,撤去绝缘隔板(06),使各土壤试品贴合在一起,形成水平分层土壤;盖住上面板,拧紧一字槽螺钉(02);
第三步:测量土壤试品在当前酸碱度下的电压与电流:开启冲击电流发生器(12),通过分压器(13)测量左铜电极(04)和右铜电极(05)间的电压并传输给上位机(15);通过电流采集模块(14)测量流经左铜电极(04)和右铜电极(05)的电流并传输给上位机(15);
第四步:评估土壤电阻非线性特性:通过上位机(15)得到的电压和电流,获取土壤电阻非线性特性全时域R(t)波形曲线,并提取出电阻最小值R(t)min、电阻最大值R(t)max、下降时间Δt1以及有效恢复时间Δt2,上位机(15)根据R(t)波形曲线与当前试验酸碱度对土壤进行电阻非线性特性评估;
计算土壤电阻在冲击电流下的平均下降速率k:
式中,R(t)min为R(t)波形曲线中电阻最小值,R(t)max为R(t)波形曲线中电阻最大值,Δt1表示R(t)从最大值R(t)max下降到最小值R(t)min的时间间隔;
计算R(t)min与k的复合评判因子q1:
计算R(t)min与Δt1的复合评判因子q2:
近似计算最小曲率半径γ:
其中,
式中,tm∈[ta+0.1,tb),ta为R(t)max对应时刻,tb为R(t)min对应时刻,上式表示在R(t)波形曲线下降的时间段内,从ta+0.1时刻开始,每次间隔0.1μs,计算一次该时刻所对应的曲率半径,直到tm大于等于tb时结束,由此可计算出最小曲率半径γ;
计算考虑pH与最小曲率半径γ的修正系数k1:
式中,pH为当前试验酸碱度,γ为最小曲率半径;
计算评判余项q3:
q3=0.0358log(0.29Δt1+0.371Δt2-15.03)-0.03881log(R(t)min+1.05)
式中,Δt2表示R(t)从R(t)min上升至有效恢复电阻R(t)eff的时间;其中R(t)eff=R(t)min+0.8(R(t)max-R(t)min),R(t)eff表示R(t)从电阻最小值R(t)min逐渐恢复,当恢复量为80%最大下降差值(R(t)max-R(t)min)时所对应的电阻值;
计算土壤在该冲击电流与酸碱度下的电阻非线性特性评判因数为q:
q=k1(q1+q2)+q3
当q∈(0,0.25]时,表征土壤电阻非线性特性较弱;当q∈(0.25,0.65]时,表征土壤电阻非线性特性一般;当q∈(0.65,0.9]时,表征土壤电阻非线性特性较强;当q∈(0.9,1]时,表征土壤电阻非线性特性极强;
第五步:不同酸碱度下分层土壤电阻非线性特性试验:设定不同试验酸碱度,在不同设定酸碱度下,按照上述第二步、第三步和第四步反复试验,进行不同酸碱度下分层土壤电阻非线性特性评估。
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