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的延長電極，所述四根延長電極一端與所述中部接地體固定連接，且所述四根延長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結構對稱，一根以上所述延長電極上固定有兩根以上接地極出線端頭。本實用新型通過在接地裝置延長電極上增加接地極出線端頭，增強了接地裝置局部電場強度，促進了沖擊散流過程中的火花效應，達到了降低沖擊接地阻抗的目的。
【專利說明】—種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輸電線路防雷接地【技術領域】，特別是一種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，適用于山區等高土壤電阻率地區輸電線路桿塔的現有集中接地裝置的改造和新接地裝置的設計。
【背景技術】
[0002]集中接地裝置的沖擊接地阻抗是電力系統防雷設計的重要參數。輸電線路遭受雷擊時，沖擊雷電流通過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，由于土壤對入地電流的散流能力較差，沖擊接地阻抗往往很大，對系統安全運行造成威脅，因此降低高土壤電阻率地區集中接地裝置的沖擊接地阻抗對于提高輸電線路耐雷水平具有重要意義。
[0003]長期以來，輸電線路桿塔接地裝置一直按照《電力設備接地設計規程》(SDJ8-79)的規定進行設計。1997年更新為《交流電氣裝置的接地》(DL/T621-1997)，兩個規程中有關輸電線路桿塔接地裝置的基本內容沒有變化，因此長期以來的接地設計的基本原則是一致的，即將工頻接地電阻通過沖擊系數換算為沖擊接地電阻來描述接地裝置在沖擊電流下的性能特性，根據工頻接地電阻值的大小來確定接地裝置的結構。但是往往在工頻接地電阻的實測結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揮其有效作用，線路仍然出現跳閘。即是對于輸電線路桿塔接地裝置的設計應該從沖擊散流特性來分析，而不能僅僅從工頻接地電阻的角度進行設計。
[0004]對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的應用條件，在高土壤電阻率地區設計一個技術上和經濟上都合理且沖擊接地阻抗滿足要求的接地裝置仍然十分困難。
【發明內容】
[0005]本實用新型所要解決的技術問題是，針對現有技術不足，提供一種具備沖擊降阻功能的放射形接地裝置，通過改變集中接地裝置的局部結構，增強局部電場強度，促進沖擊散流過程中的火花效應，達到降低沖擊接地阻抗的目的。
[0006]為解決上述技術問題，本實用新型所采用的技術方案是: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的延長電極，所述四根延長電極一端與所述中部接地體固定連接，且所述四根延長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結構對稱，一根以上所述延長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，所述四根延長電極分別與所述正方形的四個頂點固定連接。
[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電極垂直相交，且所述接地極出線端頭與所述延長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電極上，每根延長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度，H取值范圍為1.5m?2m ;對于正方形中部接地體，正方形任一頂點距離與該頂點連接的延長電極上靠近該頂點的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長；對于直線形中部接地體，直線任一端距離與該端連接的延長電極上靠近該端的接地極出線端頭的距離為
1.5d，其中d為直線長度。
[0010]所述接地極出線端頭一端與所述延長電極垂直連接，且所述接地極出線端頭與所述延長電極所在平面垂直，每根延長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度，H取值范圍為1.5m?2m ;對于正方形中部接地體，正方形任一頂點距離與該頂點連接的延長電極上靠近該頂點的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長；對于直線形中部接地體，直線任一端距離與該端連接的延長電極上靠近該端的接地極出線端頭的距離為1.5d，其中d為直線長度。
[0011]接地極出線端頭之間間距的設置以及接地極出線端頭與中部接地體之間間距的設置，能夠減小所添加的相鄰接地極出線之間的屏蔽效應，使其散流效果更好。
[0012]與現有技術相比，本實用新型所具有的有益效果為:本實用新型通過在接地裝置延長電極上增加接地極出線端頭，增強了接地裝置局部電場強度，促進了沖擊散流過程中的火花效應，達到了降低沖擊接地阻抗的目的。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型第一種實施例接地極出線端頭水平固定示意圖；
[0014]圖2為本實用新型第一種實施例接地極出線端頭垂直固定示意圖；
[0015]圖3為本實用新型第二種實施例接地極出線端頭水平固定示意圖；
[0016]圖4為本實用新型第二種實施例接地極出線端頭垂直固定示意圖；
[0017]圖5為本實用新型改進后集中接地裝置進行模擬試驗的平臺示意圖。
[0018]圖6 (a)為現有放射形接地裝置未加出線端頭時的火化放電區域分布圖；圖6 (b)為本實用新型放射形接地裝置添加出線端頭后的火化放電區域分布圖；圖6 (a)和圖6 (b)中的黑色區域為火花放電區域，其場強大于土壤擊穿場強。
【具體實施方式】
[0019]如圖1和圖2所示，本實用新型第一種實施例接地裝置為鐵塔接地裝置，包括中部接地體I和四根等長的延長電極3，所述四根延長電極3 —端與所述中部接地體I固定連接，且所述四根延長電極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左右兩側結構對稱，四根延長電極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與延長電極3垂直相交且處于同一平面上時，接地極出線端頭2中部焊接在延長電極3上，每根延長電極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的長度，H取值范圍為1.5m?2m;正方形任一頂點距離與該頂點連接的延長電極3上靠近該頂點的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長。[0021]如圖2所示，接地極出線端頭2與延長電極3垂直相交且接地極出線端頭垂直于延長電極3所在平面，每根延長電極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的長度，H取值范圍為1.5m?2m ;正方形任一頂點距離與該頂點連接的延長電極3上靠近該頂點的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長，S為8?10m。
[0022]如圖3和圖4所示，本實用新型第二種實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]延長電極長度一般為L=20?50m。
[0024]接地極出線的長度要適當，避免對原集中接地裝置造成屏蔽效應；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，由于接地極在高頻的沖擊電流下具有電感效應，接地極過長的部分得不到利用，同樣起不到散流作用，造成浪費。第一種實施例和第二種實施例中，接地極出線端頭長度均為2m。
[0025]如圖5所示，本實用新型中使用的模擬試驗裝置主要包括沖擊高電壓大電流發生器、模擬大地試驗槽、不同結構的集中接地裝置、管式分流器、沖擊分壓器、數字示波器等。試驗中的集中接地裝置的材料與實際接地裝置相同，按照沖擊試驗相似理論的原理，尺寸和埋深按實際情況等比例縮小。按照圖5所示的試驗原理圖接線。做好試驗前期準備工作開始進行試驗，使用數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比試驗。改變接地裝置的局部結構，在接地裝置上添加出線端頭，同時考慮添加出線的數量和位置的影響，分析比較不同情況下的沖擊接地電阻。其中一組對比的集中接地裝置在沖擊散流時的火花放電區域如圖6(a)和圖6 (b)所示。從圖6 (a)和圖6 (b)可以看出，通過在常規集中接地裝置合適位置添加出線端頭可以明顯地擴大沖擊散流時的火花放電區域,從而降低沖擊接地電阻,證明了本實用新型裝置的有效性。
[0027]同時對人工沙池內的土壤通過改變水含量來調節其土壤電阻率，對不同土壤電阻率情況下的集中接地裝置對比組進行沖擊散流試驗，尤其是在高土壤電阻率的情況下，如圖1?圖4所示的改進型的集中接地裝置的降阻效果更為顯著，證明了本實用新型裝置在高土壤電阻率下的有效性。
【權利要求】
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)和四根等長的延長電極(3)，所述四根延長電極(3) —端與所述中部接地體(I)固定連接，且所述四根延長電極(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)左右兩側結構對稱，其特征在于，一根以上所述延長電極(3)上固定有兩根以上接地極出線端頭(2)。
2.根據權利要求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，所述四根延長電極(3)分別與所述正方形的四個頂點固定連接。
3.根據權利要求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.根據權利要求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)與所述延長電極(3)垂直相交，且所述接地極出線端頭(2)與所述延長電極(3)處于同一平面上。
5.根據權利要求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電極(3 )上。
6.根據權利要求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)—端與所述延長電極(3)垂直連接，且所述接地極出線端頭(2)與所述延長電極(3)所在平面垂直。
7.根據權利要求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)的長度，H取值范圍為1.5m?2m ;對于正方形中部接地體(I)，正方形任一頂點距離與該頂點連接的延長電極(3)上靠近該頂點的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長；對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為直線長度。
8.根據權利要求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)的長度，H取值范圍為1.5m?2m ;對于正方形中部接地體(I )，正方形任一頂點距離與該頂點連接的延長電極(3)上靠近該頂點的接地極出線端頭的距離為1.5S，其中S為正方形的邊長；對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為直線長度。
9.根據權利要求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，所述四根延長電極(3 )上均固定有接地極出線端頭(2 )。
【文檔編號】H01R4/66GK203456602SQ201320605037
【公開日】2014年2月26日 申請日期:2013年9月29日 優先權日:2013年9月29日
【發明者】齊飛, 周衛華, 單周平 申請人:國家電網公司, 國網湖南省電力公司電力科學研究院, 湖南省湘電試研技術有限公司