一種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，包括中部接地體和四根等長(zhǎng)的延長(zhǎng)電極，所述四根延長(zhǎng)電極一端與所述中部接地體固定連接，且所述四根延長(zhǎng)電極與所述中部接地體位于同一平面上，所述中部接地體左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)稱，一根以上所述延長(zhǎng)電極上固定有兩根以上接地極出線端頭。本實(shí)用新型通過(guò)在接地裝置延長(zhǎng)電極上增加接地極出線端頭，增強(qiáng)了接地裝置局部電場(chǎng)強(qiáng)度，促進(jìn)了沖擊散流過(guò)程中的火花效應(yīng)，達(dá)到了降低沖擊接地阻抗的目的。
【專利說(shuō)明】—種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及輸電線路防雷接地【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是一種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，適用于山區(qū)等高土壤電阻率地區(qū)輸電線路桿塔的現(xiàn)有集中接地裝置的改造和新接地裝置的設(shè)計(jì)。
【背景技術(shù)】
[0002]集中接地裝置的沖擊接地阻抗是電力系統(tǒng)防雷設(shè)計(jì)的重要參數(shù)。輸電線路遭受雷擊時(shí)，沖擊雷電流通過(guò)桿塔接地裝置散流入地，在沖擊大電流作用下其沖擊接地阻抗的大小對(duì)輸電線線路的反擊耐雷性能有直接影響。在高土壤電阻率地區(qū)，由于土壤對(duì)入地電流的散流能力較差，沖擊接地阻抗往往很大，對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行造成威脅，因此降低高土壤電阻率地區(qū)集中接地裝置的沖擊接地阻抗對(duì)于提高輸電線路耐雷水平具有重要意義。
[0003]長(zhǎng)期以來(lái)，輸電線路桿塔接地裝置一直按照《電力設(shè)備接地設(shè)計(jì)規(guī)程》(SDJ8-79)的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計(jì)。1997年更新為《交流電氣裝置的接地》(DL/T621-1997)，兩個(gè)規(guī)程中有關(guān)輸電線路桿塔接地裝置的基本內(nèi)容沒有變化，因此長(zhǎng)期以來(lái)的接地設(shè)計(jì)的基本原則是一致的，即將工頻接地電阻通過(guò)沖擊系數(shù)換算為沖擊接地電阻來(lái)描述接地裝置在沖擊電流下的性能特性，根據(jù)工頻接地電阻值的大小來(lái)確定接地裝置的結(jié)構(gòu)。但是往往在工頻接地電阻的實(shí)測(cè)結(jié)果滿足要求的情況下其沖擊接地電阻卻不符合要求，線路遭受雷擊后仍不能發(fā)揮其有效作用，線路仍然出現(xiàn)跳閘。即是對(duì)于輸電線路桿塔接地裝置的設(shè)計(jì)應(yīng)該從沖擊散流特性來(lái)分析，而不能僅僅從工頻接地電阻的角度進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0004]對(duì)于降低輸電線路桿塔的沖擊接地電阻，工程中常常采用的措施主要有加大接地體的尺寸、利用自然接地體、水平外延接地、深埋式接地、局部換土、采用降阻劑、爆破式接地等。然而這些方法各有其相對(duì)的應(yīng)用條件，在高土壤電阻率地區(qū)設(shè)計(jì)一個(gè)技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上都合理且沖擊接地阻抗?jié)M足要求的接地裝置仍然十分困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，通過(guò)改變集中接地裝置的局部結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)局部電場(chǎng)強(qiáng)度，促進(jìn)沖擊散流過(guò)程中的火花效應(yīng)，達(dá)到降低沖擊接地阻抗的目的。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，包括中部接地體和四根等長(zhǎng)的延長(zhǎng)電極，所述四根延長(zhǎng)電極一端與所述中部接地體固定連接，且所述四根延長(zhǎng)電極與所述中部接地體位于同一平面上，所述中部接地體左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)稱，一根以上所述延長(zhǎng)電極上固定有兩根以上接地極出線端頭。
[0007]所述中部接地體為正方形，所述四根延長(zhǎng)電極分別與所述正方形的四個(gè)頂點(diǎn)固定連接。
[0008]所述中部接地體為直線形，所述直線兩端分別連接兩根所述接地電極。
[0009]所述接地極出線端頭與所述延長(zhǎng)電極垂直相交，且所述接地極出線端頭與所述延長(zhǎng)電極處于同一平面上，所述接地極出線端頭中部固定在所述延長(zhǎng)電極上，每根延長(zhǎng)電極上的相鄰兩根接地極出線端頭的間距為1.5XH/2，其中H為接地極出線端頭的長(zhǎng)度，H取值范圍為1.5m?2m ;對(duì)于正方形中部接地體，正方形任一頂點(diǎn)距離與該頂點(diǎn)連接的延長(zhǎng)電極上靠近該頂點(diǎn)的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長(zhǎng)；對(duì)于直線形中部接地體，直線任一端距離與該端連接的延長(zhǎng)電極上靠近該端的接地極出線端頭的距離為
1.5d，其中d為直線長(zhǎng)度。
[0010]所述接地極出線端頭一端與所述延長(zhǎng)電極垂直連接，且所述接地極出線端頭與所述延長(zhǎng)電極所在平面垂直，每根延長(zhǎng)電極上的相鄰兩根接地極出線端頭的間距> 2 H，其中H為接地極出線端頭的長(zhǎng)度，H取值范圍為1.5m?2m ;對(duì)于正方形中部接地體，正方形任一頂點(diǎn)距離與該頂點(diǎn)連接的延長(zhǎng)電極上靠近該頂點(diǎn)的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長(zhǎng)；對(duì)于直線形中部接地體，直線任一端距離與該端連接的延長(zhǎng)電極上靠近該端的接地極出線端頭的距離為1.5d，其中d為直線長(zhǎng)度。
[0011]接地極出線端頭之間間距的設(shè)置以及接地極出線端頭與中部接地體之間間距的設(shè)置，能夠減小所添加的相鄰接地極出線之間的屏蔽效應(yīng)，使其散流效果更好。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型所具有的有益效果為:本實(shí)用新型通過(guò)在接地裝置延長(zhǎng)電極上增加接地極出線端頭，增強(qiáng)了接地裝置局部電場(chǎng)強(qiáng)度，促進(jìn)了沖擊散流過(guò)程中的火花效應(yīng)，達(dá)到了降低沖擊接地阻抗的目的。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例接地極出線端頭水平固定示意圖；
[0014]圖2為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例接地極出線端頭垂直固定示意圖；
[0015]圖3為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例接地極出線端頭水平固定示意圖；
[0016]圖4為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例接地極出線端頭垂直固定示意圖；
[0017]圖5為本實(shí)用新型改進(jìn)后集中接地裝置進(jìn)行模擬試驗(yàn)的平臺(tái)示意圖。
[0018]圖6 (a)為現(xiàn)有放射形接地裝置未加出線端頭時(shí)的火化放電區(qū)域分布圖；圖6 (b)為本實(shí)用新型放射形接地裝置添加出線端頭后的火化放電區(qū)域分布圖；圖6 (a)和圖6 (b)中的黑色區(qū)域?yàn)榛鸹ǚ烹妳^(qū)域，其場(chǎng)強(qiáng)大于土壤擊穿場(chǎng)強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型第一種實(shí)施例接地裝置為鐵塔接地裝置，包括中部接地體I和四根等長(zhǎng)的延長(zhǎng)電極3，所述四根延長(zhǎng)電極3 —端與所述中部接地體I固定連接，且所述四根延長(zhǎng)電極3與所述中部接地體I位于同一平面上，所述中部接地體I左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)稱，四根延長(zhǎng)電極3上均固定有兩根以上接地極出線端頭2，其中中部接地體為正方形。
[0020]如圖1所示，接地極出線端頭2與延長(zhǎng)電極3垂直相交且處于同一平面上時(shí)，接地極出線端頭2中部焊接在延長(zhǎng)電極3上，每根延長(zhǎng)電極3上的相鄰兩根接地極出線端頭2的間距為1.5XH/2，其中H為接地極出線端頭2的長(zhǎng)度，H取值范圍為1.5m?2m;正方形任一頂點(diǎn)距離與該頂點(diǎn)連接的延長(zhǎng)電極3上靠近該頂點(diǎn)的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長(zhǎng)。[0021]如圖2所示，接地極出線端頭2與延長(zhǎng)電極3垂直相交且接地極出線端頭垂直于延長(zhǎng)電極3所在平面，每根延長(zhǎng)電極3上的相鄰兩根接地極出線端頭2的間距> 2 H，其中H為接地極出線端頭2的長(zhǎng)度，H取值范圍為1.5m?2m ;正方形任一頂點(diǎn)距離與該頂點(diǎn)連接的延長(zhǎng)電極3上靠近該頂點(diǎn)的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長(zhǎng)，S為8?10m。
[0022]如圖3和圖4所示，本實(shí)用新型第二種實(shí)施例接地裝置為水泥桿放射形接地裝置，其中部接地體I為直線形，直線任一端距離與該端連接的延長(zhǎng)電極上靠近該端的接地極出線端頭的距離為1.5d，其中d為直線長(zhǎng)度，d為10m。圖3和圖4中接地極出線端頭之間的間距分別與圖1和圖2相同。
[0023]延長(zhǎng)電極長(zhǎng)度一般為L(zhǎng)=20?50m。
[0024]接地極出線的長(zhǎng)度要適當(dāng)，避免對(duì)原集中接地裝置造成屏蔽效應(yīng)；不能太短，否則由于集中接地裝置自身的屏蔽作用，所添加接地極出線起不到散流作用；不能太長(zhǎng)，由于接地極在高頻的沖擊電流下具有電感效應(yīng)，接地極過(guò)長(zhǎng)的部分得不到利用，同樣起不到散流作用，造成浪費(fèi)。第一種實(shí)施例和第二種實(shí)施例中，接地極出線端頭長(zhǎng)度均為2m。
[0025]如圖5所示，本實(shí)用新型中使用的模擬試驗(yàn)裝置主要包括沖擊高電壓大電流發(fā)生器、模擬大地試驗(yàn)槽、不同結(jié)構(gòu)的集中接地裝置、管式分流器、沖擊分壓器、數(shù)字示波器等。試驗(yàn)中的集中接地裝置的材料與實(shí)際接地裝置相同，按照沖擊試驗(yàn)相似理論的原理，尺寸和埋深按實(shí)際情況等比例縮小。按照?qǐng)D5所示的試驗(yàn)原理圖接線。做好試驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作開始進(jìn)行試驗(yàn)，使用數(shù)字示波器記錄不同接地裝置下沖擊電流和沖擊電壓的波形，讀取沖擊電壓和沖擊電流的峰值，并計(jì)算模擬接地裝置的沖擊接地電阻。
[0026]利用上述裝置開展多組集中接地裝置沖擊散流對(duì)比試驗(yàn)。改變接地裝置的局部結(jié)構(gòu)，在接地裝置上添加出線端頭，同時(shí)考慮添加出線的數(shù)量和位置的影響，分析比較不同情況下的沖擊接地電阻。其中一組對(duì)比的集中接地裝置在沖擊散流時(shí)的火花放電區(qū)域如圖6(a)和圖6 (b)所示。從圖6 (a)和圖6 (b)可以看出，通過(guò)在常規(guī)集中接地裝置合適位置添加出線端頭可以明顯地?cái)U(kuò)大沖擊散流時(shí)的火花放電區(qū)域,從而降低沖擊接地電阻,證明了本實(shí)用新型裝置的有效性。
[0027]同時(shí)對(duì)人工沙池內(nèi)的土壤通過(guò)改變水含量來(lái)調(diào)節(jié)其土壤電阻率，對(duì)不同土壤電阻率情況下的集中接地裝置對(duì)比組進(jìn)行沖擊散流試驗(yàn)，尤其是在高土壤電阻率的情況下，如圖1?圖4所示的改進(jìn)型的集中接地裝置的降阻效果更為顯著，證明了本實(shí)用新型裝置在高土壤電阻率下的有效性。
【權(quán)利要求】
1.一種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，包括中部接地體(I)和四根等長(zhǎng)的延長(zhǎng)電極(3)，所述四根延長(zhǎng)電極(3) —端與所述中部接地體(I)固定連接，且所述四根延長(zhǎng)電極(3)與所述中部接地體(I)位于同一平面上，所述中部接地體(I)左右兩側(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)稱，其特征在于，一根以上所述延長(zhǎng)電極(3)上固定有兩根以上接地極出線端頭(2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，其特征在于，所述中部接地體(I)為正方形，所述四根延長(zhǎng)電極(3)分別與所述正方形的四個(gè)頂點(diǎn)固定連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，其特征在于，所述中部接地體(I)為直線形，所述直線兩端分別連接兩根所述接地電極(3 )。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，其特征在于，所述接地極出線端頭(2)與所述延長(zhǎng)電極(3)垂直相交，且所述接地極出線端頭(2)與所述延長(zhǎng)電極(3)處于同一平面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，其特征在于，所述接地極出線端頭(2 )中部固定在所述延長(zhǎng)電極(3 )上。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，其特征在于，所述接地極出線端頭(2)—端與所述延長(zhǎng)電極(3)垂直連接，且所述接地極出線端頭(2)與所述延長(zhǎng)電極(3)所在平面垂直。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，其特征在于，每根延長(zhǎng)電極(3)上的相鄰兩根接地極出線端頭(2)的間距為1.5XH/2，其中H為接地極出線端頭(2)的長(zhǎng)度，H取值范圍為1.5m?2m ;對(duì)于正方形中部接地體(I)，正方形任一頂點(diǎn)距離與該頂點(diǎn)連接的延長(zhǎng)電極(3)上靠近該頂點(diǎn)的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長(zhǎng)；對(duì)于直線形中部接地體(1)，直線任一端距離與該端連接的延長(zhǎng)電極(3)上靠近該端的接地極出線端頭的距離為1.5d，其中d為直線長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，其特征在于，每根延長(zhǎng)電極(3)上的相鄰兩根接地極出線端頭(2)的間距> 2 H，其中H為接地極出線端頭(2)的長(zhǎng)度，H取值范圍為1.5m?2m ;對(duì)于正方形中部接地體(I )，正方形任一頂點(diǎn)距離與該頂點(diǎn)連接的延長(zhǎng)電極(3)上靠近該頂點(diǎn)的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長(zhǎng)；對(duì)于直線形中部接地體(1)，直線任一端距離與該端連接的延長(zhǎng)電極(3)上靠近該端的接地極出線端頭的距離為1.5d，其中d為直線長(zhǎng)度。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，其特征在于，所述四根延長(zhǎng)電極(3 )上均固定有接地極出線端頭(2 )。
【文檔編號(hào)】H01R4/66GK203456602SQ201320605037
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】齊飛, 周衛(wèi)華, 單周平 申請(qǐng)人:國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司電力科學(xué)研究院, 湖南省湘電試研技術(shù)有限公司