一种测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置及其测定方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置，包括恒温恒湿箱，所述恒温恒湿箱内放置有盛土容器和淋水器，所述淋水器位于盛土容器上方，所述盛土容器底部设置有盛土容器开孔，所述盛土容器内盛有土壤，所述土壤中间设置有六水合氯化铁固体，所述盛土容器内还设置有土壤湿度计，所述土壤湿度计位于土壤中，所述取土样处位于土壤上层。所述盛土容器下方设置垫圈。本发明专利技术还涉及土壤中铁离子扩散曲线的测定，为通过测定土壤中铁离子浓度判定地网腐蚀状态奠定了基础，提供了依据。该曲线用于接地网腐蚀状态的检测，具有效率高，成本低的优点。

An experimental device and method for measuring the diffusion curve of iron ion in soil

The invention relates to an experimental device for determining the diffusion curve of iron ions in soil, which includes a constant temperature and humidity box. The constant temperature and humidity box is provided with a soil container and a water drencher, the water drencher is located above the soil container, the bottom of the soil container is provided with a hole for the soil container, the soil container is provided with soil, the middle of the soil is provided with a hexahydrate ferric chloride solid, and the A soil hygrometer is also arranged in the soil container, the soil hygrometer is located in the soil, and the soil sample is located in the upper layer of the soil. A gasket is arranged under the soil container. The invention also relates to the determination of iron ion diffusion curve in soil, which lays a foundation and provides a basis for determining the corrosion state of ground grid by measuring the concentration of iron ion in soil. The curve is used to detect the corrosion state of the grounding grid, which has the advantages of high efficiency and low cost.

【技术实现步骤摘要】
一种测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置及其测定方法
本专利技术涉及一种测定土壤中铁离子扩散曲线的方法，利用确定质量的三价铁在选定的土壤中进行预埋，对预埋土壤进行定时铁离子浓度测定，根据测定结果，进而得出土壤中铁离子扩散曲线。根据土壤中铁离子扩散曲线可以间接推断铁基接地网在地下的腐蚀状态，属于变电站地网腐蚀状态评估领域。
技术介绍
目前我国普遍采用镀锌钢作为接地导体。由于接地导体常年埋于地下运行，在土壤环境中腐蚀因素和接地短路电流电动力的共同作用，运行一定年限后，接地网各支路导体会发生不同程度的腐蚀，严重时甚至断裂，导致最初设计时所希望接地网具备的电气连接性能，因为接地电阻值的增高而被破坏。此时，如果电力系统出现接地短路，会因接地网无法提供一个很好的泄流通道而使接地网电位异常升高，二次设备的绝缘能力会因高压产生的反击和电缆外皮环流遭到破坏，造成控制设备和检测设备不动作或误动作，在运行人员的生命安全造成极大威胁的同时，也会对电气设备造成损坏，对社会造成不可挽回的负面影响。对地网腐蚀状态的检测及其重要。采用不开挖地网的方式进行腐蚀状态检测，直接取一定距离的土样进行分析，通过对铁元素浓度的分析，实现对地网腐蚀情况判定。使用该方法检测地网的腐蚀情况的前提条件是要测定铁元素在该土壤中扩散曲线，根据曲线间接推断地网的腐蚀情况。直接取土预埋地网材料测定铁元素在该土壤中扩散曲线时间较长，直接将铁离子在该土壤中进行预埋，测定其土壤中扩散曲线，时间短，效率高，完全可以用于地网腐蚀情况的判定。目前国内外尚未见利用铁离子扩散曲线进行地网腐蚀检测和铁离子土壤扩散曲线测定的相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是利用在选定土壤中预埋铁离子的方法测定铁离子在土壤中扩散曲线。在选取一定质量的土壤中预埋一定质量氯化铁固体，随着时间的推移，氯化铁在土壤中进行扩散，定时取土测定铁离子浓度，进而得出铁离子在该土壤中扩散曲线。本专利技术所采用的技术方案是：一种测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置，包括恒温恒湿箱，所述恒温恒湿箱内放置有盛土容器和淋水器，所述淋水器位于盛土容器上方，所述盛土容器底部设置有盛土容器开孔，所述盛土容器内盛有土壤，所述土壤中间设置有六水合氯化铁固体，所述盛土容器内还设置有土壤湿度计，所述土壤湿度计位于土壤中，所述取土样处位于土壤上层。进一步的，所述盛土容器下方设置垫圈。一种测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置的测定方法，包括以下步骤：从待检测地网腐蚀状态的位置取土进行扩散试验，取土后对土壤进行烘干称取质量为M的土壤，称取质量为m的六水合氯化铁固体，将土壤放在试验装置中，同时使六水合氯化铁固体居于土壤中间，对土壤压实给予一定湿度，在试验过程中保持该湿度，每隔一定时间取一定体积的土壤进行三价铁离子浓度测量。进一步的，具体包括以下步骤：1）在待检测地网腐蚀状态的位置取土，烘干，称取质量为M的土壤；2）取M/2的烘干土壤放入盛土容器中，使用盛土容器等截面木板加力F将其压实后，在盛土容器中心位置放置质量为m的六水合氯化铁固体，将剩余的M/2的土壤放入盛土容器中，再次使用盛土容器等截面木板加力F将其压实；3）使用去离子水通过淋水器对土壤进行加湿，使土壤湿度均匀，同时使用土壤湿度计对土壤湿度进行测量记录；4）在土壤湿度均匀，且达到设定值H时，开始记录扩散时间为0；5）在扩散试验中，恒温恒湿箱的温度和湿度保持不变，土壤湿度H保持不变；6）从取土样处取出土样进行氯化铁浓度检测；7）时间记为X轴，土壤六水合氯化铁扩散浓度N记为Y轴，将实际测定六水合氯化铁扩散浓度填入坐标系，将系列点描为曲线，该曲线为给定温度湿度条件下土壤中铁离子扩散曲线；8）改变土壤温度湿度重复步骤1）~7）测定出系列给定温度湿度条件下土壤中铁离子扩散曲线。进一步的，步骤1）中取质量为M的土壤，土壤的质量取值范围为40-60Kg。进一步的，步骤2）中等截面木板加力F取值范围10-20N，六水合氯化铁固体质量m与土壤M的质量比为1:200。进一步的，步骤4）中土壤湿度H取值范围30%-70%。进一步的，步骤5）中恒湿箱的温度取值范围30-70℃，湿度取值范围30%-70%。进一步的，步骤6）中检测方法为：称取质量为100克的烘干土样，加入400克去离子水，将土样充分溶解过滤，得到水溶液，测定水溶液中氯化铁含量同时换算为六水合氯化铁质量为x毫克，则此时土壤六水合氯化铁扩散浓度为N=10x毫克/千克，第1次取样后土壤六水合氯化铁扩散浓度N1；第2次取样后浓度N2；第x次取样后浓度Nx。进一步的，步骤6）中Nx和Nx+1相邻两次取样时间间隔为24小时。本专利技术的技术效果：本专利技术的实验装置结构简单，实用方便，便于掌握。本专利技术实现了土壤中铁离子扩散曲线的测定，为通过测定土壤中铁离子浓度判定地网腐蚀状态奠定了基础，提供了依据。该曲线用于接地网腐蚀状态的检测，具有效率高，成本低的优点。附图说明图1为本专利技术的结构示意图。图2为本专利技术实施例取样天数与浓度关系曲线图。附图中，1恒温恒湿箱；2盛土容器；3淋水器；4垫圈；5盛土容器开孔底；6土壤；7六水合氯化铁；8土壤湿度计；9取土样处。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。在本申请的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置，其特征在于，包括恒温恒湿箱（1），所述恒温恒湿箱（1）内放置有盛土容器（2）和淋水器（3），所述淋水器（3）位于盛土容器（2）上方，所述盛土容器（2）底部设置有盛土容器开孔（5），所述盛土容器（2）内盛有土壤（6），所述土壤（6）中间设置有六水合氯化铁固体（7），所述盛土容器（2）内还设置有土壤湿度计（8），所述土壤湿度计（8）位于土壤（6）中，所述取土样处（9）位于土壤（6）上层。/n

【技术特征摘要】
1.一种测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置，其特征在于，包括恒温恒湿箱（1），所述恒温恒湿箱（1）内放置有盛土容器（2）和淋水器（3），所述淋水器（3）位于盛土容器（2）上方，所述盛土容器（2）底部设置有盛土容器开孔（5），所述盛土容器（2）内盛有土壤（6），所述土壤（6）中间设置有六水合氯化铁固体（7），所述盛土容器（2）内还设置有土壤湿度计（8），所述土壤湿度计（8）位于土壤（6）中，所述取土样处（9）位于土壤（6）上层。


2.根据权利要求1所述的一种测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置，其特征在于，所述盛土容器（2）下方设置垫圈（4）。


3.一种用权利要求1或2所述的测定土壤中铁离子扩散曲线的实验装置的测定方法，其特征在于，包括以下步骤：
从待检测地网腐蚀状态的位置取土进行扩散试验，取土后对土壤进行烘干称取质量为M的土壤，称取质量为m的六水合氯化铁固体，将土壤放在试验装置中，同时使六水合氯化铁固体居于土壤中间，对土壤压实给予一定湿度，在试验过程中保持该湿度，每隔一定时间取一定体积的土壤进行三价铁离子浓度测量。


4.根据权利要求3所述的测定方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
1）在待检测地网腐蚀状态的位置取土，烘干，称取质量为M的土壤；
2）取M/2的烘干土壤放入盛土容器中，使用盛土容器等截面木板加力F将其压实后，在盛土容器中心位置放置质量为m的六水合氯化铁固体，将剩余的M/2的土壤放入盛土容器中，再次使用盛土容器等截面木板加力F将其压实；
3）使用去离子水通过淋水器对土壤进行加湿，使土壤湿度均匀，同时使用土壤湿度计对土壤湿度进行测量记录；
4）在土壤湿度均匀，且达到...

【专利技术属性】
技术研发人员：李文彬，冯砚厅，王勇，徐雪霞，王庆，陈二松，李国维，董国振，敬尚前，
申请(专利权)人：国网河北省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，国网河北能源技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13