CN207718000U - 一种用于降低接地电阻的供电电极装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及地球物理勘探领域，特别是一种用于降低接地电阻的供电电极装置，包括贴于地面并夯实的黏土层，所述黏土层周围堆砌有黏土墙，多个供电电极组成并联电极组，所述并联电极组下部埋入所述黏土层，所述黏土层和所述黏土墙围成积液区域，所述积液区域灌注有导电液体。本实用新型提供的用于降低接地电阻的供电电极装置，采用多个供电电极组合的并联电极组形式，通过铺设夯实黏土层以及将并联电极组侵入导电液体中的方式，显著降低了供电电极的接地电阻，提高了观测信号强度及观测精度，从而提高了观测数据质量。采用该供电电极装置，能够基本保证供电电流在1A以上，形成稳定的直流电场，满足大功率电法勘探的实际需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及地球物理勘探领域，特别是一种用于降低接地电阻的供电电极装置。
背景技术
在常规直流电法勘探领域中，目前供电电极一般采用铁或钢制的钎状电极，可卷起携带的带状薄铜片、带状铜丝编织带、铝板和铁板等电极。在某些特殊地区如地形切割剧烈、高阻硬质岩裸露区，造成电极接地十分困难或根本无法将电极打入基岩。又如在成片碎块石堆积区，土层较薄，表面大多为腐殖土，腐殖土之下多为基岩风化裂隙中充填黏土等杂物，电极打入点很难找到风化裂隙，多数电极在穿过表层腐殖土后即碰到石头而无法进入风化裂隙，导致单根接地电阻极大。采用传统的诸如增大电极入土深度、电极周围浇灌盐水等方法对降低接地电阻有一定效果，但电流一般在1A以下，且电流不稳定，无法形成稳定的直流电场，对大幅度提高电流效果不佳。以上技术现状表明：现有的降低接地电阻的供电电极方案电阻降低仍然有限，且电流场稳定性较差，已无法满足当前地球物理大功率电法勘探需求。
实用新型内容
针对现有技术方案存在的上述不足，本实用新型提供一种装置简易、施工方便、可显著降低接地电阻的供电电极装置。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：
一种用于降低接地电阻的供电电极装置，包括贴于地面并夯实的黏土层，所述黏土层周围堆砌有黏土墙，多个供电电极组成并联电极组，所述并联电极组下部埋入所述黏土层，所述黏土层和所述黏土墙围成积液区域，所述积液区域灌注有导电液体。
应当理解，所述积液区域为所述黏土层为底部，所述黏土墙为四周阻挡的仅上部空间敞开的半封闭区域。所述黏土墙靠近所述积液区域的一侧为内侧，另一侧为外侧。
该方案应用在接地电阻高的特殊地形区，在地面表层铺设夯实的黏土层，并与黏土层上方积蓄有导电液体，电极经过所述导电液体以及所述黏土层接地，虽然黏土以及导电液的电阻率大于供电电极本身，但是远小于基岩电阻，该方案相当于增大了供电电极的电极半径，该方案基于该原理达到显著降低接地电阻的目的。
所述并联电极组连接测量仪器，当将电极并联形成电极组时，且电极间距大于2倍入土深度时，根据接地电阻公式：
其中RD为并联电极组的接地电阻；
R为单根电极的接地电阻；
n为电极的根数；
根据公式(1)，组成所述并联电极组的电极可以尽量采用多根。
进一步地，所述黏土层以平铺方式贴于地面。具体的实施方式中，首先于供电点位置处平整处一块平地，所述黏土层以平铺方式贴于地面并夯实。所述黏土层以平铺方式贴于地面，作为所述积液区域的底部，可以保证所述积液区域各处水深大体一致，以达到所述并联电极组各个供电电极接地电阻大体一致。
进一步地，所述导电液体淹没所述并联电极组。所述导电液体淹没所述并联电极组，即所述积液区域所积蓄的液体高度大于所述并联电子组漏出所述黏土层的高度，采用该措施，可进一步降低接地电阻。
优选的实施方案中，所述黏土层中混合有降阻剂，所述降阻剂为膨润土降阻剂。所述黏土层中的膨润土降阻剂吸水后体积膨胀，一方面膨润土与所述并联电极组紧密接触，另一方面膨润土与周围黏土可靠接触，基本消除了接触电阻。同时，由于膨润土自身的防腐性能，所述并联电极组避免了由于腐蚀现象产生接触电阻。
进一步地，为了所述积液区域中积蓄的液体处于微渗透的状态，在所述积液区域中保持相对更长的时间，所述黏土层底部做防快渗漏处理。
进一步地，基于同样的目的，所述黏土墙内侧也做防快渗漏处理。
进一步地，所述导电液体为水。
为了进一步降低接地电阻，所述导电液体为盐水。
可选的实施方案中，所述黏土墙外侧也铺设有黏土层。在地形起伏相对平缓的地区，在所述黏土墙外侧也铺设所述黏土层，可进一步降低该测点位置附近的导电条件，作为降低接地电阻的辅助方式。
进一步地，所述黏土墙外侧的黏土层也可以选择添加膨润土降阻剂。
本实用新型的有益效果：
本实用新型提供的用于降低接地电阻的供电电极装置，在传统方式改良单一供电电极接地电阻的基础上，采用多个供电电极组合的并联电极组形式，通过铺设夯实黏土层以及将并联电极组侵入导电液体中的方式，显著降低了供电电极的接地电阻，提高了观测信号强度及观测精度，从而提高了观测数据质量。采用该供电电极装置，能够基本保证供电电流在1A以上，形成稳定的直流电场，满足大功率电法勘探的实际需求。
黏土层中混合膨润土降阻剂，明显消除接触电阻的影响，同时避免了电极组腐蚀产生接触电阻，进一步降低了供电电极装置的接地电阻。
附图说明
图1为本实用新型实施例1供电电极装置结构图；
图2为本实用新型实施例2供电电极装置结构图。
图中标记：01-黏土层，02-黏土墙，03-并联电极组，04-盐水，05-墙外黏土层。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
实施例1
实施例1提供一种用于降低接地电阻的供电电极装置，如图1所示，包括贴于地面并夯实的黏土层01，所述黏土层01周围堆砌有黏土墙02，多个供电电极组成并联电极组03，所述并联电极组03下部埋入所述黏土层01，所述黏土层01和所述黏土墙02围成积液区域，所述积液区域灌注有盐水04。
所述积液区域为所述黏土层01为底部，所述黏土墙02为四周阻挡的仅上部空间敞开的半封闭区域。所述黏土墙02靠近所述积液区域的一侧为内侧，另一侧为外侧。所述并联电极组03下部埋入所述黏土层01，应当理解，所述并联电极组03向下穿过所述黏土层01后，视地表情况，其最下端部分埋入地表以下。
所述黏土层01以平铺方式贴于地面。具体地，布置电极时首先清理干净地面杂草、石子、浮土等不良导电杂物直到露出基岩或原生土新鲜面，如果无法清理至原生土，须对堆积土进行夯实，用黏土在布置范围外侧堆砌起高度大于 20cm的黏土墙02并夯实土，在底部铺垫黏土层01及膨润土降阻剂并夯实。
在黏土墙02及底部黏土层01表面喷洒适量的水，人工方法来回搓动使夯实的黏土层01在泥浆的充填下更加紧密。
所述黏土层01以平铺方式贴于地面，作为所述积液区域的底部，可以保证所述积液区域各处水深大体一致，以达到所述并联电机组03各个供电电极接地电阻大体一致。
在所述积液区域注入高度大约15cm的水并向水中投入适量食盐，采用所述盐水04作为导电液体以降低接地电阻。
所述盐水04淹没所述并联电极组03。所述并连电极组03全部淹没在所述盐水04中，供电过程中所述盐水04因渗透、电解等原因会减少，在停电状态下补充加水，所述盐水04的水位保持在电极不露出水面。
所述黏土层01中混合膨润土降阻剂。所述黏土层01中的膨润土降阻剂吸水后体积膨胀，一方面膨润土与所述并联电极组03紧密接触，另一方面膨润土与周围黏土可靠接触，基本消除了接触电阻。同时，由于膨润土自身的防腐性能，所述并联电极组03避免了由于腐蚀现象产生接触电阻。
所述黏土层01底部做防快渗漏处理。所述黏土墙02内侧也做防快渗漏处理。所述盐水04处于微渗透的状态。
实施例2
实施例2提供一种用于降低接地电阻的供电电极装置，如图2所示。实施例2与实施例1的区别在于：所述黏土墙01外侧铺设有墙外黏土层05。在地形起伏相对平缓的地区，在所述黏土墙02外侧铺设墙外黏土层05，可进一步降低该测点位置附近的导电条件，作为进一步降低接地电阻的辅助方式。
所述墙外黏土层05也可以选择添加膨润土降阻剂。
所述墙外黏土层05也可以选择浇灌盐水。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种用于降低接地电阻的供电电极装置，其特征在于：包括贴于地面并夯实的黏土层，所述黏土层周围堆砌有黏土墙，多个供电电极组成并联电极组，所述并联电极组下部埋入所述黏土层，所述黏土层和所述黏土墙围成积液区域，所述积液区域灌注有导电液体。
2.根据权利要求1所述的供电电极装置，其特征在于：所述黏土层以平铺方式贴于地面。
3.根据权利要求1所述的供电电极装置，其特征在于：所述导电液体淹没所述并联电极组。
4.根据权利要求1所述的供电电极装置，其特征在于：所述黏土层底部做防快渗漏处理。
5.根据权利要求1或4所述的供电电极装置，其特征在于：所述黏土墙内侧做防快渗漏处理。
6.根据权利要求1所述的供电电极装置，其特征在于：所述导电液体为水。
7.根据权利要求1所述的供电电极装置，其特征在于：所述导电液体为盐水。
8.根据权利要求1所述的供电电极装置，其特征在于：所述黏土墙外侧也铺设有黏土层。
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| CN201820038517.3U CN207718000U (zh) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | 一种用于降低接地电阻的供电电极装置 |
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| CN201820038517.3U CN207718000U (zh) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | 一种用于降低接地电阻的供电电极装置 |
Publications (1)
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| CN201820038517.3U Active CN207718000U (zh) | 2018-01-10 | 2018-01-10 | 一种用于降低接地电阻的供电电极装置 |
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| CN (1) | CN207718000U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110265800A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-20 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 基于土钉支护条件下的接地装置及其施工方法 |
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