高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及輸電系統(tǒng)，特別指一種高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002] 高壓直流接地極是換流站的重要組成部分。高壓直流接地極不同于變電站內(nèi)的接 地網(wǎng)（有部分變電站接地網(wǎng)用的垂直接地棒也叫做"垂直接地極"，但是和"高壓直流垂直 型接地極"是完全不同的兩個(gè)概念），高壓直流接地極主要起到錯(cuò)制換流站中性點(diǎn)電位為零 和在換流站單極大地運(yùn)行方式時(shí)提供回流通道的作用。
[0003] 我國(guó)從1989年建成投運(yùn)的第一條±500kV直流工程葛上直流開(kāi)始，迄今已經(jīng)建 設(shè)了數(shù)十條直流工程，相應(yīng)的高壓直流接地極工程也建設(shè)了數(shù)十個(gè)。目前直流工程的電壓 等級(jí)也從最初的±500kV發(fā)展到現(xiàn)在的+llOOkV，額定入地電流也從幾百安培增加到超過(guò) 六千安培。特別是隨著西電東送和全國(guó)聯(lián)網(wǎng)的穩(wěn)步推進(jìn)，我國(guó)直流輸電正朝著高電壓、大 容量的方向快速發(fā)展，高壓直流接地極入地電流還將繼續(xù)增大，按照傳統(tǒng)的水平淺埋接地 極設(shè)計(jì)方案（W下簡(jiǎn)稱水平布置方案），接地極的占地面積越來(lái)越大，選址工作變得愈加困 難。
[0004] 目前我國(guó)已經(jīng)建成投運(yùn)和在建的高壓直流接地極工程（除普巧接地極工程外）， 均采用水平布置方案。該方案接地極占地面積通常在400畝~800畝，甚至更大。并且要 求地形平坦、±壤電阻率低。但是隨著我國(guó)電力工業(yè)的快速發(fā)展，符合條件的接地極極址越 來(lái)越難選。一方面，在電源集中的西部山區(qū)，受地理?xiàng)l件的制約，尋找面積較大（適于埋設(shè) 接地極）的平地越來(lái)越困難。另一方面，我國(guó)負(fù)荷多集中在東部發(fā)達(dá)地區(qū)，電力系統(tǒng)異常復(fù) 雜（接地極選址時(shí)首先要考慮減少對(duì)電力系統(tǒng)的影響），接地極離換流站的距離將會(huì)越來(lái) 越遠(yuǎn)，經(jīng)常要選到距離換流站上百公里外的地方去，與當(dāng)?shù)貐f(xié)調(diào)難度加大、線路造價(jià)及施工 難度大大提高，甚至有時(shí)會(huì)面臨無(wú)合適的接地極極址可選的尷尬。為解決接地極選址難的 問(wèn)題，需要對(duì)接地極的設(shè)計(jì)采取有效措施，大幅減小占地面積，靈活應(yīng)對(duì)復(fù)雜的地形地貌。 【實(shí)用新型內(nèi)容】 陽(yáng)〇化]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有的水平接地極占地面積過(guò)大而提供的高壓直流 垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)。
[0006] 本實(shí)用新型是按如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：
[0007] 高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在電極井頂部、電纜壞溝、電極井底 部，所述電極井頂部和所述電極井底部之間設(shè)置有若干個(gè)垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段；
[0008] 所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段包括排氣管，所述排氣管外側(cè)間隔布置有若干個(gè)定位鋼筋， 所述排氣管外側(cè)綁扎有若干根饋電棒；
[0009] 所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段中部設(shè)置有放熱焊點(diǎn)，所述放熱焊點(diǎn)與饋電棒之間通過(guò)饋電 棒自帶導(dǎo)流電纜辮子連接；所述放熱焊點(diǎn)還連接有引流電纜，所述引流電纜向上延伸并匯 聚至所述電纜壞溝；
[0010] 所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)填充有填充焦炭；相鄰所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段之間設(shè)置有管 道接口。
[0011] 所述排氣管為PPR排氣管，所述排氣管管壁布置有若干排氣孔，所述定位鋼筋固 定所述排氣管于所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)部的中屯、位置。
[0012] 所述饋電棒為長(zhǎng)1. 5m的高娃銘鐵饋電棒。
[0013] W普巧換流站設(shè)計(jì)方案為例，對(duì)現(xiàn)有的水平接地極及本實(shí)用新型的垂直接地極的 技術(shù)經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行比較，如下表所示：
[0014]
陽(yáng)015] 上表中接地極本體費(fèi)用垂直接地極高于水平接地極789萬(wàn)元（未含征地費(fèi)用）。 由于接地極線路造價(jià)每公里大約70萬(wàn)元，789萬(wàn)元相當(dāng)于11. 3公里的接地極線路造價(jià)。由 于垂直接地極對(duì)地形要求不高，極址選址難度低，如果采用垂直接地極可W減少11. 3公里 接地極線路長(zhǎng)度，則兩種方案的總造價(jià)將持平。
[0016] 另外由于W往有些工程不考慮整個(gè)極址征地，因此上表中未含征地費(fèi)用。但是目 前大部分工程當(dāng)?shù)卣家笳麄€(gè)極址征地，比如普巧換流站接地極要求征地，每畝大概 是5. 6萬(wàn)元，那么垂直接地極和水平接地極征地總費(fèi)用相差1831. 2萬(wàn)元。所W如果考慮征 地費(fèi)用，高壓直流垂直型接地極的經(jīng)濟(jì)效益更明顯。
【附圖說(shuō)明】
[0017] 圖1為本實(shí)用新型高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0018] 圖2為圖1中垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖中：電極井頂部1 ;電纜壞溝2 ;垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段3 ;引流電纜31 ;填充焦炭32 ; 放熱焊點(diǎn)33 ;定位鋼筋34 ;排氣管35 ;饋電棒36 ;饋電棒自帶導(dǎo)流電纜辮子361 ;管道接口 37 ;電極井底部4。
【具體實(shí)施方式】
[0020] W下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述，但該實(shí)施例不應(yīng)該理 解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，僅作舉例而已，同時(shí)通過(guò)說(shuō)明本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)將變得更加清 楚和容易理解。
[0021] 如附圖所示，高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在電極井頂部1、電纜壞 溝2、電極井底部4,電極井頂部1和電極井底部4之間設(shè)置有若干個(gè)垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段3 ;
[0022] 垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段3包括排氣管35,排氣管35外側(cè)間隔布置有若干個(gè)定位鋼筋34， 排氣管35外側(cè)綁扎有若干根饋電棒36。
[0023] 垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段3中部設(shè)置有放熱焊點(diǎn)33,放熱焊點(diǎn)33與饋電棒36之間通過(guò)饋 電棒自帶導(dǎo)流電纜辮子361連接；放熱焊點(diǎn)33還連接有引流電纜31，引流電纜31向上延 伸并匯聚至電纜壞溝2 ;
[0024] 作為優(yōu)選方案，垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段3設(shè)置有3段，每段長(zhǎng)10m，每段對(duì)應(yīng)設(shè)置有一根引 流電纜31，=根引流電纜31向上延伸匯聚。
[00巧]垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段3內(nèi)填充有填充焦炭32 ;相鄰垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段3之間設(shè)置有管道 接口 37。
[00%] 排氣管35為PPR排氣管，排氣管35管壁布置有若干排氣孔，定位鋼筋34固定排 氣管35于垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段3內(nèi)部的中屯、位置。
[0027] 饋電棒36為長(zhǎng)1. 5m的高娃銘鐵饋電棒。
[0028] 高壓直流垂直型接地極設(shè)計(jì)方案（W下簡(jiǎn)稱垂直布置方案）采用將幾十米甚至上 百米的子電極垂直布置于地下，所有子電極依地形呈環(huán)狀分布。運(yùn)樣做的優(yōu)勢(shì)在于直接將 換流站送來(lái)的大電流導(dǎo)入大地深處，可W在很小的極址范圍內(nèi)滿足電氣要求。W普巧換流 站接地極為例，如果采用水平布置方案，則需要采用雙圓環(huán)水平淺埋布置，外環(huán)半徑300m， 內(nèi)環(huán)半徑210m，其本體占地面積為424畝。當(dāng)采用垂直布置方案時(shí)，共需設(shè)63個(gè)垂直深井， 子電極長(zhǎng)度30m，電極井深度平均約35m，其本體占地面積為97畝。通過(guò)比較，可W看出普巧 換流站接地極采用垂直布置方案比水平布置方案節(jié)省占地77%。另一方面，高壓直流垂直 型接地極相對(duì)于目前的水平布置方式不僅占地面積小，還可W顯著的降低極址地面最大跨 步電位差的數(shù)值。還W普巧換流站接地極為例，當(dāng)采用水平布置方式時(shí)，經(jīng)計(jì)算其地表最大 跨步電位差數(shù)值為11. 95V/m，采用垂直布置方式時(shí)，其地表最大跨步電位差數(shù)值為9. 72V/ m〇
[0029] 需要說(shuō)明的是，對(duì)于所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不改變本實(shí)用新型原理的前提 下還可W對(duì)本實(shí)用新型作出若干的改變或變形，運(yùn)同樣屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在電極井頂部（1)、電纜壕溝（2)、電極 井底部（4)，其特征在于：所述電極井頂部（1)和所述電極井底部（4)之間設(shè)置有若干個(gè)垂 直地極標(biāo)準(zhǔn)段（3); 所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段（3)包括排氣管（35)，所述排氣管（35)外側(cè)間隔布置有若干個(gè)定 位鋼筋（34)，所述排氣管（35)外側(cè)綁扎有若干根饋電棒（36); 所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段（3)中部設(shè)置有放熱焊點(diǎn)（33)，所述放熱焊點(diǎn)（33)與饋電棒 (36)之間通過(guò)饋電棒自帶導(dǎo)流電纜辮子（361)連接；所述放熱焊點(diǎn)（33)還連接有引流電 纜（31)，所述引流電纜（31)向上延伸并匯聚至所述電纜壕溝⑵； 所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段（3)內(nèi)填充有填充焦炭（32);相鄰所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段（3)之間 設(shè)置有管道接口（37)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述排氣管 (35)為PPR排氣管，所述排氣管（35)管壁布置有若干排氣孔，所述定位鋼筋（34)固定所述 排氣管（35)于所述垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段（3)內(nèi)部的中心位置。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述饋 電棒（36)為長(zhǎng)1. 5m的高硅鉻鐵饋電棒。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高壓直流垂直型接地極布置結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在電極井頂部、電纜壕溝、電極井底部，電極井頂部和電極井底部之間設(shè)置有若干個(gè)垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段；垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段包括排氣管，排氣管外側(cè)間隔布置有若干個(gè)定位鋼筋，排氣管外側(cè)綁扎有若干根饋電棒；垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段中部設(shè)置有放熱焊點(diǎn)，放熱焊點(diǎn)與饋電棒之間通過(guò)饋電棒自帶導(dǎo)流電纜辮子連接；放熱焊點(diǎn)還連接有引流電纜，引流電纜向上延伸并匯聚至電纜壕溝；垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)填充有填充焦炭；相鄰垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段之間設(shè)置有管道接口。定位鋼筋固定排氣管于垂直地極標(biāo)準(zhǔn)段內(nèi)部的中心位置。垂直型接地極占地面積遠(yuǎn)小于現(xiàn)有的水平接地極，為輸電系統(tǒng)的規(guī)劃、建設(shè)提供了極大的便利。
【IPC分類】H02H9/08, H02J3/36
【公開(kāi)號(hào)】CN205104914
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520804658
【發(fā)明人】曾連生, 王偉剛, 楊金根, 周挺, 許斌, 戚樂(lè), 曾維雯
【申請(qǐng)人】中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)中南電力設(shè)計(jì)院有限公司
【公開(kāi)日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年10月15日