一种深井接地极电解反应模拟系统的制作方法

本实用新型涉及直流输电工程接地极技术领域，尤其涉及一种深井接地极电解反应模拟系统。

背景技术：

近年来，在环境恶化以及资源需求的条件下，常常需要进行远距离、高电压、大容量的输电，而在这种输电情况下，通常会采用具有较小的损耗、较易的调节性能和控制性能的直流输电方式进行输电。在直流输电系统中，通常设置接地极，以将直流电流导入大地，其中，由于深井接地极具有极址条件较低、占地面积较小的优势，在直流输电系统中得到越来越多的应用。

深井接地极是指先通过深井钻孔，然后将设计深度等长的垂直接地极置入孔中，采用低电阻率材料填充空隙，最后达到高效降低接地电阻目的的一种垂直接地体。然而，深井接地极在井内通常会与土壤、填充材料等发生电解反应，进而在井内产生气体，并造成气阻效应，造成深井接地极与土壤、填充材料之间的接触电阻增加，导致深井接地极的功能受到影响，即导致深井接地极不能将直流电流安全导入大地。

深井接地极作为一种较新的接地极，在极址选址方面、占地面积方面具有较大的优势，因而为了将深井接地极较好的应用在直流输电系统中，对深井接地极的电解反应进行深入分析和研究是非常必要的。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种深井接地极电解反应模拟系统，用于对深井接地极的电解反应进行模拟和分析。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种深井接地极电解反应模拟系统，包括：盛放电解质的反应容器，所述反应容器包括连通箱和位于所述连通箱上方的两个反应筒，两个所述反应筒对称分布在所述连通箱的中线的两侧，所述反应筒的底端与所述连通箱密闭连通，所述反应筒的顶端设置有密封端盖；其中一个所述反应筒内设置有阳极馈电棒，另一个所述反应筒内设置有阴极馈电棒；直流电源，所述阳极馈电棒通过穿过对应的所述密封端盖的电线与所述直流电源的正极连接，所述阴极馈电棒通过穿过对应的所述密封端盖的电线与所述直流电源的负极连接；两个内部呈真空状态的集气装置，其中一个所述集气装置通过穿过其中一个所述反应筒的密封端盖的集气管，与对应的所述反应筒连通；另一个所述集气装置通过穿过另一个所述反应筒的密封端盖的集气管，与对应的所述反应筒连通。

在本实用新型提供的深井接地极电解反应模拟系统中，两个反应筒分别与连通箱密闭连通，向反应容器中添加电解质，并将阳极馈电棒和阴极馈电棒分别设置在对应的反应筒中，阳极馈电棒与直流电源的正极连接，阴极馈电棒与直流电源的负极连接，以利用直流电源向阳极馈电棒和阴极馈电棒通入电流，通过密封端盖将反应筒的顶端封盖，使得反应容器呈密闭状态，然后利用一个集气装置收集阳极馈电棒在电解质中发生电解反应时产生的气体，利用另一个集气装置收集阴极馈电棒在电解质中发生电解反应时产生的气体，从而可以对深井接地极的电解反应进行模拟，同时，根据直流电源通入的电流以及各集气装置收集的气体的体积，可以获取直流电源通入的电流与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系，以获取直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的对应关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的对应关系，从而可以反映在向深井接地极通入的电流下产生的气体的体积，进而对深井接地极电解反应进行模拟和分析。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本实用新型的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统的示意图；

图2为图1中反应容器的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟方法的流程图。

附图标记：

10-反应容器， 11-连通箱，

111-支架， 112-排液管，

113-排液阀， 12-第一反应筒，

13-第二反应筒， 14-第一密封端盖，

15-第二密封端盖， 20-阳极馈电棒，

30-阴极馈电棒， 40-直流电源，

51-第一集气装置， 52-第二集气装置，

53-第一集气管， 54-第二集气管，

55-气体流量计， 56-排气阀，

60-电压检测器， 70-电流计，

81-第一温度传感器， 82-第二温度传感器，

83-第三温度传感器， 84-温度巡检仪。

具体实施方式

为了进一步说明本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统包括反应容器10、直流电源40和两个内部呈真空状态的集气装置，其中，反应容器10用于盛放电解质，反应容器10包括连通箱11和位于连通箱11上方的两个反应筒，两个反应筒对称分布在连通箱11的中线的两侧，反应筒的底端与连通箱11密闭连通，反应筒的顶端设置有密封端盖；其中一个反应筒内设置有阳极馈电棒20，另一个反应筒内设置有阴极馈电棒30；阳极馈电棒20通过穿过对应的密封端盖的电线与直流电源40的正极连接，阴极馈电棒30通过穿过对应的密封端盖的电线与直流电源40的负极连接；两个集气装置中，其中一个集气装置通过穿过其中一个反应筒的密封端盖的集气管，与对应的反应筒连通；另一个集气装置通过穿过另一个反应筒的密封端盖的集气管，与对应的反应筒连通。

举例来说，请继续参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统包括反应容器10、直流电源40和两个呈真空状态的集气装置，其中，反应容器10包括连通箱11和两个反应筒，连通箱11为长方体型连通箱11，图2中连通箱11的上侧具有两个通孔，两个通孔对称分布在图2中连通箱11的上侧的中线的两侧，即两个通孔相对图2中连通箱11的上侧的中线对称，两个反应筒分别为第一反应筒12和第二反应筒13，第一反应筒12的底端与连通箱11的其中一个通孔密闭连通，例如，第一反应筒12的底端与对应的通孔利用法兰进行连通，且第一反应筒12与法兰之间、法兰与连通箱11之间均设置有密封垫，第二反应筒13的底端与连通箱11的另一个通孔密闭连通，例如，第二反应筒13的底端与对应的通孔利用法兰连通，且第二反应筒13与法兰之间、法兰与连通箱11之间均设置有密封垫；第一反应筒12的顶端设置有第一密封端盖14，第一密封端盖14可以为法兰，第一密封端盖14将第一反应筒12的顶端密封，第二反应筒13的顶端设置有第二密封端盖15，第二密封端盖15可以为法兰，第二密封端盖15将第二反应筒13的顶端密封；第一反应筒12内设置有阳极馈电棒20，阳极馈电棒20通过穿过第一反应筒12顶端的第一密封端盖14的电线与直流电源40的正极连接，第二反应筒13内设置有阴极馈电棒30，阴极馈电棒30通过穿过第二反应筒13顶端的第二密封端盖15的电线与直流电源40的负极连接，当在反应容器10中注入电解质后，阳极馈电棒20和阴极馈电棒30均插入电解质中，直流电源40可向阳极馈电棒20和阴极馈电棒30通入电流；两个集气装置分别为第一集气装置51和第二集气装置52，第一集气装置51通过穿过第一反应筒12顶端的第一密封端盖14的第一集气管53，与第一反应筒12连通，第二集气装置52通过穿过第二反应筒13顶端的第二密封端盖15的第二集气管54，与第二反应筒13连通。

当使用本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统模拟深井接地极的电解反应时，可以先将第一反应筒12和第二反应筒13分别与连通箱11上对应的通孔密闭连通；然后向反应容器10内添加电解质，电解质在反应筒内的上表面与反应筒的顶端之间保持预设距离，即电解质在第一反应筒12内的上表面与第一反应筒12的顶端之间保持预设距离，电解质在第二反应筒13内的上表面与第二反应筒13的顶端之间保持预设距离，其中，预设距离可以根据实际需要进行设定，例如，预设距离可以为10cm；然后将阳极馈电棒20设置在第一反应筒12内，阳极馈电棒20位于第一反应筒12的中心线处，阳极馈电棒20插入第一反应筒12内的电解质中，且阳极馈电棒20通过穿过第一密封端盖14的电线与直流电源40的正极连接，将阴极馈电棒30设置在第二反应筒13内，阴极馈电棒30位于第二反应筒13的中心线处，阴极馈电棒30插入第二反应筒13内的电解质中，且阴极馈电棒30通过穿过第二密封端盖15的电线与直流电源40的负极连接；然后将第一密封端盖14与第一反应筒12密封连接，第一密封端盖14将第一反应筒12的顶端密封，将第二密封端盖15与第二反应筒13密封连接，第二密封端盖15将第二反应筒13的顶端密封；然后在第一密封端盖14上插入第一集气管53，在第二密封端盖15上插入第二集气管54，插入第一密封端盖14的第一集气管53与第一反应筒12连通，插入第二密封端盖15的第二集气管54与第二反应筒13连通；然后将第一集气管53和第二集气管54分别与真空泵连通，利用真空泵对反应容器10抽取真空，使反应容器10内呈真空状态；然后将呈真空状态的第一集气装置51与插入第一密封端盖14的第一集气管53连通，实现第一集气装置51与第一反应筒12连通，将呈真空状态的第二集气装置52与插入第二密封端盖15的第二集气管54连通，实现第二集气装置52与第二反应筒13连通；然后检测第一集气装置51和第二集气装置52中是否注入有气体，当第一集气装置51和第二集气装置52内均未注入气体，则表明反应容器10具有良好的密封性，且呈真空状态，当第一集气装置51或/和第二集气装置52内注入气体，且第一集气装置51或/和第二集气装置52内未持续注入气体，则表明反应容器10具有良好的密封性，当反应容器10内未呈真空状态，此时，则将第一集气装置51和第二集气装置52拆卸下来，并在此利用真空泵经第一集气管53和第二集气管54对反应容器10抽取真空，然后将第一集气装置51和第二集气装置52均安装在反应容器10上，并在此检测第一集气装置51和第二集气装置52内是否注入有气体，当第一集气装置51或/和第二集气装置52内持续注入气体时，则表明反应容器10漏气，则需要将电解质排出后重新对反应容器10进行组装；当第一集气装置51和第二集气装置52均未注入气体时，则开启直流电源40，直流电源40向阳极馈电棒20和阴极馈电棒30通入电流，阳极馈电棒20和阴极馈电棒30则在电解质中发生电解反应，通过第一集气装置51收集阳极馈电棒20在电解质中发生电解反应时产生的气体，通过第二集气装置52收集阴极馈电棒30在电解质中发生电解反应时产生的气体，从而可以获得直流电源40通入的电流与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系，进而可以获得直流电源40通入的电流与阳极馈电棒20发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源40通入的电流与阴极馈电棒30发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，其中，阴极馈电棒30可以视作深井接地极，通过获得直流电源40通入的电流与第二集气装置52收集的气体的体积之间的对应关系，以获得直流电源40通入的电流与阴极馈电棒30发生电解反应时产生的气体的体积之间的对应关系，进而可以获得向深井接地极通入的电流与深井接地极发生电解反应的产气量之间的关系，可以实现对深井接地极电解反应进行模拟和分析。

在实际应用中，通过改变直流电源40向阳极馈电棒20和阴极馈电棒30通入的电流，例如，直流电源40向阳极馈电棒20和阴极馈电棒30通入的电流可以为0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A，获取直流电源40通入的不同电流与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系，进而获取直流电源40通入的不同电流与阳极馈电棒20发生电解反应时产生的气体的体积之间的对应关系，以及直流电源40通入的不同电流与阴极馈电棒30发生电解反应时产生的气体的体积之间的对应关系，可以增加对深井接地极电解反应想模拟和分析时的准确性和稳定性；通过向反应容器10内添加不同的电解质，例如，电解质可以为水，土壤模拟溶液，或者，水与焦炭形成的混合浆液，则可以获取不同的电解质与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系，即，可以获取不同的电解质与阳极馈电棒20在不同的电解质中发生电解反应时产生的气体的体积之间的对应关系，以及不同的电解质与阴极馈电棒30在不同的电解质中发生电解反应时产生的气体的体积之间的对应关系；通过改变阳极馈电棒20的材料，例如，阳极馈电棒20的材料可以为碳钢、铜或混合金属氧化物(Mixed Metal Oxide，MMO)，可以获取不同阳极馈电棒20的材料与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系。

由上述可知，在本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统中，两个反应筒分别与连通箱11密闭连通，向反应容器10中添加电解质，并将阳极馈电棒20和阴极馈电棒30分别设置在对应的反应筒中，阳极馈电棒20与直流电源40的正极连接，阴极馈电棒30与直流电源40的负极连接，以利用直流电源40向阳极馈电棒20和阴极馈电棒30通入电流，通过密封端盖将反应筒的顶端封盖，使得反应容器10呈密闭状态，然后利用一个集气装置收集阳极馈电棒20在电解质中发生电解反应时产生的气体，利用另一个集气装置收集阴极馈电棒30在电解质中发生电解反应时产生的气体，从而可以对深井接地极的电解反应进行模拟，同时，根据直流电源40通入的电流以及各集气装置收集的气体的体积，可以获取直流电源40通入的电流与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系，以获取直流电源40通入的电流与阳极馈电棒20发生电解反应产生的气体的体积之间的对应关系，以及直流电源40通入的电流与阴极馈电棒30发生电解反应产生的气体的体积之间的对应关系，从而可以反映在向深井接地极通入的电流下产生的气体的体积，进而对深井接地极电解反应进行模拟和分析。

另外，在本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统中，反应容器10包括两个反应筒，阳极馈电棒20和阴极馈电棒30分设于不同的反应筒中，因此，阳极馈电棒20在对应的反应筒中发生电解反应，阴极馈电棒30在对应反应筒中发生电解反应，阳极馈电棒20和阴极馈电棒30不会相互干扰，阳极馈电棒20发生电解反应时产生的气体与阴极馈电棒30发生电解反应时产生的气体不会相互混合，从而可以增加对深井接地极电解反应进行模拟的可靠性和准确性。

尤其地，电解质中通常含有水，阳极馈电棒20发生的电解反应通常包括：2H₂O→4H⁺+O₂(g)+4e^-，且当电解质中含有氯离子(Cl^-)时，阳极馈电棒20发生的电解反应还包括：2Cl^-→Cl₂(g)+2e^-，阴极馈电棒30发生的电解反应通常包括：2H₂O+2e^-→H₂(g)+2OH^-，也就是说，阳极馈电棒20发生电解反应会产生氧气(O₂)，并可能产生氯气(Cl₂)，阴极馈电棒30发生电解反应会产生氢气(H₂)，利用两个反应筒，将阳极馈电棒20和阴极馈电棒30分隔开，可以增加深井接地极电解反应模拟系统的安全性。

再者，在本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统中，通过一个集气装置收集阳极馈电棒20发生电解反应时产生的气体，通过另一个集气装置收集阴极馈电棒30发生电解反应时产生的气体，不仅可以获取直流电源40通入的电流与各集气装置收集的气体的体积之间的关系，还可以对各集气装置中的气体进行成分分析，以获取阳极馈电棒20发生电解反应时产生的气体的成分，以及阴极馈电棒30发生电解反应时产生的气体的成分，从而进一步对深井接地极电解反应进行模拟和分析。

请继续参阅图1，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统还包括电压检测器60，电压检测器60分别与阳极馈电棒20和阴极馈电棒30连接。举例来说，请继续参阅图1，电压检测器60通过穿过第一密封端盖14的电线与阳极馈电棒20连接，电压检测器60还通过穿过第二密封端盖15的电线与阴极馈电棒30连接，当采用本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统模拟深井接地极的电解反应时，电压检测器60可以检测阳极馈电棒20和阴极馈电棒30之间的电压，并对阳极馈电棒20和阴极馈电棒30之间的电压进行监测，以获取阳极馈电棒20发生电解反应和阴极馈电棒30发生电解反应的不同时段的电压，从而可以进一步对深井接地极电解反应进行模拟和分析。

在上述实施例中，直流电源40向阳极馈电棒20和阴极馈电棒30通入电流时，在确定直流电源40向阳极馈电棒20和阴极馈电棒30通入的电流的大小时，可以利用直流电源40的输出控制电路来确定，或者，请继续参阅图1，可以在阳极馈电棒20和直流电源40之间串联电流计70，通过电流计70来确定直流电源40输出的电流的大小，同时，电流计70还可以对阳极馈电棒20和阴极馈电棒30中的电流进行监测，以获取阳极馈电棒20发生电解反应和阴极馈电棒30发生电解反应的不同时段的电流，从而可以进一步对深井接地极电解反应进行模拟和分析。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统中，连通箱11内设置有支架111，支架111上设置有第一温度传感器81，第一温度传感器81位于连通箱11内的中部；其中至少一个反应筒的底端设置有第二温度传感器82；阳极馈电棒20或/和阴极馈电棒30设置有第三温度传感器83；第一温度传感器81、第二温度传感器82和第三温度传感器83分别通过穿过密封端盖、对应的检测线，与温度巡检仪84连接。举例来说，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统还包括第一温度传感器81、第二温度传感器82、第三温度传感器83和温度巡检仪84，连通箱11为长方体连通箱11，图1或图2中连通箱11的顶壁设置有伸向连通箱11内的中部的支架111，第一温度传感器81设置在支架111位于连通箱11内的中部的部位；第二温度传感器82设置在反应筒的底端，第二温度传感器82的数量可以为两个，其中一个第二温度传感器82设置在其中一个反应筒的底端，另一个第二温度传感器82设置在另一个反应筒的底端，或者，第二温度传感器82的数量可以为一个，该第二温度传感器82设置在其中一个反应筒的底端，在实用新型实施例中，请继续参阅图1，第二温度传感器82的数量为一个，该第二温度传感器82设置在第一反应筒12的底端；第三温度传感器83的数量可以为一个，该第三温度传感器83设置在阳极馈电棒20上或者阴极馈电棒30上，第三温度传感器83的数量可以为两个，其中一个第三温度传感器83设置在阳极馈电棒20上，另一个第三温度传感器83设置在阴极馈电棒30上，在本实用新型实施例中，请继续参阅图1，第三温度传感器83的数量为一个，该第三温度传感器83设置在阳极馈电棒20上，且第三温度传感器83位于阳极馈电棒20的底端，反应容器10中添加电解质后，第三温度传感器83也没入电解质中。

第一温度传感器81、第二温度传感器82和第三温度传感器83分别通过穿过密封端盖、对应的检测线，与温度巡检仪84连接，举例来说，请继续参阅图1，第一温度传感器81位于连通箱11的中部，第二温度传感器82的数量为一个，该第二温度传感器82设置在第一反应筒12的底端，第三温度传感器83的数量为一个，该第三温度传感器83设置在阳极馈电棒20上，第一温度传感器81通过穿过第一密封端盖14、对应的检测线与温度巡检仪84连接，第二温度传感器82通过穿过第一密封端盖14、对应的检测线与温度巡检仪84连接，第三温度传感器83通过穿过第一密封端盖14、对应的检测线与温度巡检仪84连接，温度巡检仪84可以采集第一温度传感器81、第二温度传感器82和第三温度传感器83所检测的反应容器10内对应部位的温度，以对反应容器10内不同部位的温度进行监测。

通过第一温度传感器81、第二温度传感器82、第三温度传感器83和温度巡检仪84，对采用本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统模拟深井接地极电解反应时，反应容器10内不同部位的温度进行监测，防止反应容器10内某些部位的温度升高造成危险，例如反应容器10损坏而造成电解质外漏。

值得一提的，为了方便对阳极馈电棒20和阴极馈电棒30之间的电压进行监测，并方便对反应容器10内不同部位的温度进行监测，请继续参阅图1，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统还可以包括计算机，计算机分别与电压检测器60和温度巡检仪84连接，以方便工作人员对阳极馈电棒20和阴极馈电棒30之间的电压进行监测，以及对反应容器10内不同部位的温度进行监测。

请继续参阅图1，在本实用新型实施例中，可以在集气管上设置气体流量计55和排气阀56，具体地，连通第一反应筒12和第一集气装置51的第一集气管53上设置有气体流量计55和排气阀56，连通第二反应筒13和第二集气装置52的第二集气管54上也设置有气体流量计55和排气阀56，气体流量计55可以测量由对应的反应筒经集气管通入对应的集气装置的气体的流量，排气阀56可以对由对应的反应筒经集气管通入对应的集气装置的气体的流量进行调节。

在本实用新型实施例中，集气装置可以为自带进气阀的集气装置，例如集气装置可以为自带进气阀的集气袋，进气阀可以位于集气装置的进气口。

在本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统中，反应容器10可以设定为透明反应容器10，反应容器10可以采用透明有机玻璃制造，如此设计，可以直观地观察采用本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟系统模拟深井接地极电解反应时，反应容器10内的反应情况。

请继续参阅图1或图2，在本实用新型实施例中，连通箱11的侧壁的底部设置有排液管112，排液管112上设置有排液阀113。当需要将反应容器10内的电解质排出时，则可以将排液阀113打开，电解质则可以经排液管112排出反应容器10外，方便电解质的排出。

请参阅图3，本实用新型实施例还提供一种深井接地极电解反应模拟方法，应用于如上述实施例所述的深井接地极电解反应模拟系统，所述深井接地极电解反应模拟方法包括：

步骤S1、将反应容器的两个反应筒分别与反应容器的连通箱密闭连通。

具体地，反应筒可以通过法兰与连通箱密封连接，反应筒与法兰之间、法兰与连通箱之间均设置密封垫，实现反应筒与连通箱的密闭连通。

步骤S2、向反应容器内添加电解质，电解质在反应筒内的上表面与反应筒的顶端之间保持预设距离。

具体地，向反应容器内添加电解质时，可以通过其中一个反应筒的顶端向反应容器内添加电解质，或者，可以同时通过两个反应筒的顶端向反应容器内添加电解质，其中，电解质在反应筒内的上表面与反应筒的顶端之间保持预设距离，该预设距离可以根据实际需要进行设定，例如，预设距离可以为10cm。

步骤S3、将阳极馈电棒置于其中一个反应筒内，并插入电解质内，并将阳极馈电棒通过穿过对应的密封端盖的电线与直流电源的正极连接；将阴极馈电棒置于另一个反应筒内，并插入电解质内，并将阴极馈电棒通过穿过对应的密封端盖的电线与直流电源的负极连接。

具体地，阳极馈电棒置于其中一个反应筒内并插入该反应筒内的电解质中，阳极馈电棒通过穿过对应的反应筒顶端的密封端盖的电线与直流电源的正极连接；阴极馈电棒置于另一个反应筒内并插入该反应筒内的电解质中，阴极馈电板通过穿过对应的反应筒顶端的密封端盖的电线与直流电源的负极连接。值得一提的是，阳极馈电棒插入电解质中的长度与阴极馈电板插入电解质中的长度优选为相同。

步骤S4、使密封端盖将对应的反应筒的顶端密封。

具体地，将密封端盖与对应的反应筒密封连接，密封端盖将对应的反应筒的顶端密封，其中，密封端盖可以为法兰。

步骤S5、利用真空泵经穿过反应筒的密封端盖的集气管对反应容器抽取真空。

具体地，使密封端盖将对应的反应筒的顶端密封后，将集气管对应插在密封端盖上，即每个密封端盖上插一个集气管，集气管穿过对应的密封端盖与对应的反应筒连通，集气管与密封端盖之间设置有密封件例如橡胶密封圈，然后将真空泵与集气管连通，利用真空泵经集气管对反应容器抽取真空，使反应容器内呈真空状态，其中，真空泵可以采用1L/min的真空泵，对反应容器抽取真空的时间可以为10min～20min，例如可以为13min。

步骤S6、将一个集气装置通过穿过其中一个反应筒的密封端盖的集气管，与对应的反应筒连通；将另一个集气装置通过穿过另一个反应筒的密封端盖的集气管，与对应的反应筒连通；并检测集气装置内是否注入有气体。

具体地，完成对反应容器抽取真空后，将一个集气装置与其中一个集气管连通，实现该集气装置通过该集气管与对应的反应筒连通，将另一个集气装置与另一个集气管连通，实现另一个集气装置通过另一个集气管与对应的反应筒连通。由于集气装置呈真空状态，因而当将集气装置通过对应的集气管与对应反应筒连通后，如果反应容器内不存在气体，即反应容器呈真空状态，则集气装置内不会注入气体；如果反应容器内存在气体，则该气体会通入集气装置内，此时集气装置内则注入有气体，表明反应容器未呈真空状态，当集气装置内注入有气体但未持续注入气体时，反应容器未呈真空状态且反应容器不漏气，则只需再次对反应容器抽取真空即可，当集气装置内注入有气体且持续注入气体时，表明反应容器漏气，则需要对法兰和法兰上的各个螺栓重新拧紧，并重新对反应容器抽取真空，甚至需要将电解质排出反应容器后对反应容器进行清理后重新组装。

步骤S7、当集气装置内未注入有气体时，开启直流电源，直流电源向阳极馈电棒和阴极馈电棒通入电流。

具体地，当集气装置内未注入有气体时，即反应容器呈真空状态时，开启直流电源，直流电源向阳极馈电棒和阴极馈电棒通入电流，阳极馈电棒在对应的反应筒内发生电解反应，并产生气体，阳极馈电棒发生电解反应产生的气体经对应的集气管通入对应的集气装置内，阴极馈电棒在对应的反应筒内发生电解反应，并产生气体，阴极馈电棒发生电解反应产生的气体经对应的集气管通入对应的集气装置内。

步骤S8、获取直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系。

具体地，根据直流电源通入的电流、以及两个集气装置分别收集的气体的体积，获取直流电源通入的电流与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系，即可获取直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，从而可以获取向深井接地极通入的电流与深井接地极发生电解反应时的产气量之间的关系，以对深井接地极电解反应进行模拟和分析。

值得一提的是，获取直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系时，可以测量在预设时间内各集气装置收集的气体的体积，以获取在预设时间内直流电源通入的电流与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系；或者，可以测量集气装置收集到预设气体体积时所需要的时间，以获取直流电源通入的电流与各集气装置收集的气体的体积之间的对应关系。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于方法实施例而言，由于其基本相似于系统实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见系统实施例的部分说明即可。

请继续参阅图3，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟方法还包括：

步骤S9、更改直流电源通入的电流，重复执行步骤S1至步骤S8。

具体地，当需要获取直流电源通入的不同电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的不同电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系时，则可以采用如下方式：第一次执行步骤S1至步骤S8，此时可以使直流电源向阳极馈电棒和阴极馈电棒通入第一电流，例如第一电流可以为0.5A，以获取第一电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及第一电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系；然后第二次执行步骤S1至步骤S8，此时可以使直流电源向阳极馈电棒和阴极馈电棒通入第二电流，例如第二电流可以为1A，以获取第二电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及第二电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系；然后第三次执行步骤S1至步骤S8，此时可以使直流电源向阳极馈电棒和阴极馈电棒通入第三电流，例如第三电流可以为1.5A，以获取第三电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及第三电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系。如此多次重复执行步骤S1至步骤S8，且每次执行步骤S1至步骤S8时直流电源通入的电流均不同，例如，直流电源通入的电流可以为0.5A、1A、1.5A、2A、2.5A、3A等，以获取直流电源通入的不同电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的不同电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系。

请继续参阅图3，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟方法还包括：

步骤S10、更改向反应容器内添加的电解质，重复执行步骤S1至步骤S8。

具体地，当需要获取在不同的电解质下，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系时，则可以采用如下方式：第一次执行步骤S1至步骤S8，此时向反应容器内添加的电解质为第一电解质，例如，第一电解质可以为水，以获取在电解质为水时，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系；然后第二次执行步骤S1至步骤S8，此时向反应容器内添加的电解质为第二电解质，例如，第二电解质可以为土壤模拟溶液，以获取在电解质为土壤模拟溶液时，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系；然后第三次执行步骤S1至步骤S8，此时向反应容器内添加的电解质为第三电解质，例如，第三电解质可以为水与焦炭形成的混合浆液，以获取在电解质为水与焦炭形成的混合浆液时，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系。如此多次重复执行步骤S1至步骤S8，且每次重复执行步骤S1至步骤S8时向反应容器内添加的电解质不同，从而可以获取在不同的电解质下，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，进而可以对深井接地极在不同的设置环境进行模拟和分析。

值得指出的是，在本实用新型实施例中，在对不同的电解质进行模拟和分析时，还可以获取在不同的电解质下，直流电源通入的不同电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的不同电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，此时，则需要多次重复执行步骤S1至步骤S9，且每次重复执行步骤S1至步骤S9时向反应容器内添加的电解质不同。

请继续参阅图3，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟方法还包括：

步骤S11、更改阳极馈电棒，重复执行步骤S1至步骤S8。

具体地，当需要获取在不同的阳极馈电棒下，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系时，则可以采用如下方式：第一次执行步骤S1至步骤S8，此时阳极馈电棒采用第一阳极馈电棒，例如，第一阳极馈电棒可以为碳钢馈电棒，以获取在阳极馈电棒为碳钢馈电棒时，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系；然后第二次执行步骤S1至步骤S8，此时阳极馈电棒采用第二阳极馈电棒，例如，第二阳极馈电棒可以为铜馈电棒，以获取在阳极馈电棒为铜馈电棒时，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系；然后第三次执行步骤S1至步骤S8，此时阳极馈电棒采用第三阳极馈电棒，例如，第三阳极馈电棒可以为混合金属氧化物馈电棒(Mixed Metal Oxide，MMO)，以获取在阳极馈电棒为混合金属氧化物馈电棒时，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系。如此多次重复执行步骤S1至步骤S8，且每次重复执行步骤S1至步骤S8时阳极馈电棒均不同，从而可以获取在不同的阳极馈电棒下，直流电源通入的电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，进而可以对深井接地极采用不同的材料时进行模拟和分析。

值得指出的是，在本实用新型实施例中，当执行步骤S1至步骤S11，则可以获取在不同的电解质、不同的阳极馈电棒下，直流电源通入的不同电流与阳极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，以及直流电源通入的不同电流与阴极馈电棒发生电解反应产生的气体的体积之间的关系，从而实现对深井接地极电解反应进行多方面的模拟和分析。

请继续参阅图3，本实用新型实施例提供的深井接地极电解反应模拟方法中，步骤S3还包括将电压检测器分别与阳极馈电棒和阴极馈电棒连接；将第一温度传感器、第二温度传感器和第三温度传感器分别通过穿过密封端盖、对应的检测线，与温度巡检仪连接；将阳极馈电棒通过穿过对应的密封端盖的电线与直流电源的正极连接时，在阳极馈电棒和直流电源之间串联电流计。

在执行步骤S7时，通过电压检测器对阳极馈电棒与阴极馈电棒之间的电压进行监测，从而可以分析气体在阳极馈电棒或/和阴极馈电棒处溢出的效率；通过第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和温度巡检仪对反应容器内各部位的温度进行监测，防止反应容器内温度过高。电流计的设置，可以对直流电源向阳极馈电棒和阴极馈电棒通入的电流进行监测。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。