专利名称：水平接地装置及由其构成的组合接地装置的制作方法
专利说明
一、技术领域本实用新型涉及接地装置，尤其涉及这样的接地装置，能够将化学电阻降阻剂供给到环绕接地装置主体的土壤中，从而减小接地装置和土壤之间的接触电阻，并能长效维持接地装置的接地性能。
二背景技术：
接地是属于与大地进行区域性连接的技术。长期以来，人们一直为使接地装置能确保人身、建筑设施防雷，以及电气、信息、微电子设备安全进行不懈的努力。随着现代建设的飞速发展与科学技术的进步，接地技术也在不断地完善。
对于土壤电阻率高而要求接地电阻低的接地，最早是采用增大铁质接地极的几何尺寸，或以低电阻物营造接地环境来降低接地电阻。然而低电阻物的导电与腐蚀的正负功效同在，加之低电阻物中的电解质要随水解而流失，难于长效降阻。为了解决这一问题，后来人们提出了以接地降阻剂减小接地电阻，并结合大地土壤的导电性对接地降阻剂进行了广泛的研究，开发出了品种繁多的降阻剂，既有化学降阻剂又有非电解质导电的物理降阻剂。由化学降阻剂研究到物理降阻剂研究，降阻剂的研究前后经历了20多年，以希望能找到具有更好接地效果的接地降阻剂。以物理降阻剂降低接地电阻，虽然能基本上解决铁质接地极的腐蚀，但存在的问题也十分突出。这些问题包括接地系统占地面积大，造价高，在城市人口密集区域难以实施，对于高山复杂地形，不仅造价高，还难达到“高土壤低接地”的接地要求，同时久而久之接地装置达不到接地要求时，又无法维修补就，只好废弃重作，经济损失大。
为了克服以物理降阻剂降低接地电阻技术路线存在的问题，满足移动通信站、电子计算机房、楼宇自动化等现代微电子设施接地的更高要求，近年人们又对以化学降阻剂降低接地电阻的技术路线进行了不懈的研究，开发出了一种新的化学降阻剂接地技术。该接地技术的要点是通过将化学降阻剂持续不断地供给到接地极周围的土壤中，改善接地极周围土壤的电阻率，减小接地装置和土壤之间的接触电阻，以提高和维持接地装置的接地性能。专利号为ZL00252843.6的接地棒和公开号为CN1299161A的接地棒及其安装方法，即为这种接地技术具体体现。现有技术的这种接地装置都属于单一的垂直接地装置，由作为装置主体的管式垂直接地体，固定安装在垂直接地体下端的封盖和设置在其上端的通气防护罩构成，管壁上设计有连通口和用于连接地线的引线。装置投入使用时，其安装过程是先在土壤中挖出预定深度的井腔，将下端已封盖的管式垂直接地体置入井腔内，向井腔与接地体之间的环形空腔浇灌外填充剂，由管体上端口灌装内填充剂，然后用通气防护罩将管体上端封盖好。这种接地装置，能使化学电阻降阻剂持续不断地供应到装置周围的土壤中，有效地降低了装置与土壤之间的接触电阻，提高了装置的接地性，同时还具有占地面积小，有一定的稳定性的优点，特别适合用作人口密集的城市接地装置。但这种接地装置也存在着不足。移动通讯基站、电子计算机房、楼宇自动化等现代设施对接地装置的接地性能要求很高。由于土壤的电阻率通常是随地下深度而增加，为了保障接地装置整体有足够小的电阻率，很好的接地性能，这就要求这种垂直接地装置要有足够深的长度，有的可达60m之多，而井腔的成形和接地装置的安置，随着深度的加深施工难度越来越大，技术要求越来越高，费用支出越来越多。因此，对于某些地点环境，这种垂直接地装置还不是十分理想的接地装置。
三
发明内容
针对现有技术接地装置的不足，本实用新型的目的旨在提供一种在能够进行挖沟的地点环境实施的，既保持了垂直接地装置可以将化学降阻剂持续不断地供应到接地主体周围的土壤中，使装置与土壤之间的接触电阻降低的优点，又具有施工难度小，施工费用低的水平接地装置以及由其组成的组合接地装置。
本实用新型的上述目的可通过以下技术方案来实现。
本实用新型提供的水平接地装置由与地面大至平行的水平接地主管和与接地主管相联结的用于灌装内填充剂的接管构成，接地主管的末端为封闭端，管壁上设计有用于连接地线的引线和连通口，各构件均由对化学电阻降阻填充剂耐腐蚀的金属材质制成。
上述所说的水平接地主管的水平，并不是物理学意义上的水平，而表示的是接地主管铺设的一种方式，所说的与地面平行也不是绝对平行，实际上也可与地面成一定角度，这都是为了与垂直接地装置的垂直接地体的设置方式相区别，为了文字上叙述方便。
对土壤比较干燥的环境，为了使空气中的水分能够进入管内，使电阻降阻剂电解质溶解，可在用于灌装内填充剂的接管上端设置呼吸罩，为了使呼吸罩得到保护，还可在呼吸罩外再设置通气防护罩。防护罩上的通气口方向最好与呼吸罩上的呼吸口方向垂直。通常是将防护罩通气口方向设计为垂直方向，呼吸罩呼吸口的方向设计为水平方向。当土壤潮湿时，也可不使用呼吸罩与通气防护罩。
水平接地主管与灌装接管除了采用“L”型方式联结，即水平接地主管向一个方向延伸外，也可采用倒“T”型方式联结，即水平接地主管向两个相反的方向延伸。联结的固定方式种类很多，如法兰联接、插接、卡接等，优选的方式为承插卡套固定联结。
位于接地管壁上的连通口是用于使土壤中的水分进入接地管内，溶解电阻降阻剂的电解质，同时也是电解质的离子进入接地管周围土壤中的通道。连通口在接地管壁上应均匀分布，其数量应能保证接地管内的电解质离子及时地供应到周围的土壤中，使土壤保持足够低的电阻率，又不能使电解质的离子随水过多的流失。连通口主要设计在接地主管壁上。
当接地点的环境许可而接地要求更高时，也可采用组合接地装置，即由本实用新型公开的水平接地装置与现有技术的垂直接地装置构成，对于组合接地装置，其水平接地主管与垂直地主管可直接贯通，也可不直接贯通，如不直接贯通，则需用导线连接成一体。这种组合接地装置，既有足够高的接地性能，又可避免一个单独的垂直接地装置施工存在的钻挖深井的困难。也可将垂直接地装置相互并联组合实施。垂直接地装置的结构如前所述，由垂直接地主管和位于管壁上的连通口以及用于连接地线的引线构成，接地管的下端为封闭端，上端设置有呼吸罩。同样，在呼吸罩外还可设置通气防护罩，并且使防护罩上的通气口方向与呼吸罩上的呼吸口方向垂直。
接地装置构件的材质为电阻降阻填充剂不能腐蚀的材料。实践证明硅锰合金青铜、铜包钢、不锈钢等都是很好的耐腐蚀材料，用其加工制作接地装置构件，不仅有很好的耐腐蚀性，材料的电阻率也低，磁导率也小于普通钢的磁导率，这对防止高频雷电感应脉冲袭击具有特殊的功能，对保护现代电子信息微电安全敏感系统具有特别意义。
本实用新型揭示的接地装置，由于其接地管壁与外填充剂构成的高粘度浆料紧密结合，外填充剂中的导电离子向土壤渗透，使得接地体与填料间、填料与土壤间的接触电阻减小，这相当于接地体直径增大，因此可使装置的降阻率可达50％以上。强吸湿性的管内填充剂，被经由防护罩通气口及呼吸罩呼吸口进入管内的空气中的水分缓释成溶液，通过连通口与土壤建立起导电离子浓度差水系平衡，不断地使土壤导电范围扩大，装置的降阻率进一步提高，一年后降阻率可达80％以上。这就解决了已有技术的导电与腐蚀的矛盾。此外接地装置还可拆开防护罩作常规不定期检查，补充管内填充剂。本实用新型可适应任何环境下的任何接地要求，且长效稳定降阻。
四
在上述附图中，各标号所指如下1防护罩，2通气口，3呼吸罩，4呼吸口，5纤维，6内填充剂，7弯头接管，8外填充剂，9接头卡套，10水平接地主管，11连通口，12地线引线，13垂直接地主管，14封盖，15定位结构，16离子渗透区。
附图1是水平接地装置实施状态结构示意图。
附图2是垂直接地与水平接地构成的组合接地装置实施状态结构示意图。
附图3是垂直接地装置实施状态结构示意图。
五具体实施方式
下面结合接地装置的现场实施给出本实用新型的具体实施方式
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实施例1水平接地装置的具体结构如附图1所示。装置的所有构件均采用硅锰合金青铜材质。按设计长度和方位挖0.8～1.0米深的沟，再在沟底中间挖横截面为0.1×0.1～0.2×0.2m/m同向接地小沟，将水平接地主管10用支撑物置于小沟中间，其末端用封盖进行封闭，撕掉连通口11上的封膜，同时使灌装内填充剂6的接管7通过其弯头水平部分与水平接地主管承插对接，对接处设置有卡套11，且使接管7的垂直部分保持与地面垂直。然后将管外填充剂8加水调浆，浇灌于水平接地主管10周围，将水平接地主管按定量均匀全部包裹，待初凝时，先用细土回填，后用粗土回填夯实。回填接管垂直部分，用套模使管体处于套模之中，然后逐步浇灌浆料，逐步回填土、逐步拔模，并理出接地引线12，直浇灌到安装防护罩的部位，并且待接管垂直部分被固定好后，向管内灌装作为电阻降阻剂的电解质填充剂6，灌装结束后，在接管7上端内填置吸水纤维5，之后再先安装呼吸罩1，后安装通气防护罩4，并在回填平整地面时使防护罩的通气口2露在大气中，以便空气中的水分通过防护罩的通气口和呼吸罩的呼吸口3进入接地主管内，使电解质溶解。16是填充剂的离子渗透区。
实施例2组合接地装置的具体结构如附图1所示，由水平接地装置和垂直接地装置构成，水平接地主管10与垂直接地主管13贯通联接，所有的构件都采用铜包钢材质，其中水平接地装置组成部分的结构和现场实施均与实施例1相同。下面结合垂直接地装置的现场实施给出垂直接地装置的具体实施方式
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垂直接地现场实施。在接地处钻挖3倍于垂直接地主管13直径的井腔，深度与接地管的长度相适，约三米深长，在井腔口处挖出与防护罩相当的口腔，将垂直接地管的下端口用封盖14封闭，并撕掉连通口上的封带，理出接地引线，之后将接地主管置于井腔中，并通过接地管外壁上的定位结构15，使管体处于井腔的中央。若是组合结构，垂直接地主管与水平接地主管通过焊接贯通联接。之后将调制成浆的外填充剂浇灌到管体周围。初灌时，须向上提动管体，使外填充剂填充到管体的底部，在浇灌的过程中理出接地引线。外填充剂浇灌结束后，将作为电阻减阻剂的电解质内填充剂6从管口灌入管内，之后在管体的上端安装呼吸罩，在呼吸罩外再安装通气防护罩，回填平整地面时，应使防护罩的通气口露在大气中。在垂直接地主管内上下两端都置入纤维5。
权利要求1.一种水平接地装置，其特征是由与地面大至平行的内外分别浇灌有不同性质填充剂的水平接地主管(10)和与接地主管相联结的用于灌装内填充剂的接管(7)构成，接地主管的末端为封闭端，管壁上设计有用于连接地线的引线和连通口(11)，各构件均由对电阻降阻填充剂耐腐蚀的金属材质制成。
2.根据权利要求1所述的水平接地装置，其特征是所说的用于灌装内填充剂的接管上端设置有呼吸罩(4)，呼吸罩上设计有呼吸口(3)。
3.根据权利要求2所述的水平接地装置，其特征是在呼吸罩外还设置有通气防护罩(1)，防护罩上设计有通气口(2)，且防护罩的通气口方向与呼吸罩的呼吸口方向基本垂直。
4.根据权利要求1所述的水平接地装置，其特征是所说的用于灌装内填充剂的接管为垂直弯头接管，接管通过其水平弯头部分与水平接地主管联结。
5.根据权利要求4所述的水平接地装置，其特征是所说的接管与水平接地主管的联结为承插卡套联结。
6.根据权利要求1所述的水平接地装置，其特征是所说的连通口(11)均匀设置在接地管壁上。
7.一种组合接地装置，其特征是由权利要求1至权利要求6中的任一项权利要求所述的水平接地装置和垂直接地装置构成，所说的垂直接地装置主要由内外分别浇灌有不同性质填充剂的垂直接地主管构成，接地主管壁上设计有连通口，接地主管的下端为封闭端。
8.根据权利要求7所述的组合接地装置，其特征是水平接地主管(10)与垂直接地主管(13)贯通联接。
9.根据权利要求8所述的组合接地装置，其特征是垂直接地管的上端设置有呼吸罩(4)，呼吸罩上设计有呼吸口(3)。
10.根据权利要求9所述的组合接地装置，其特征是呼吸罩外还设置有防护罩，防护罩上设计有通气口(2)，且防护罩上的通气口方向与呼吸罩上的呼吸口方向基本垂直。
专利摘要本实用新型公开的是水平接地装置以及由其构成的组合接地装置。水平接地装置由水平接地主管和用于灌装内填充剂的接管构成，组合接地装置由水平接地装置和现有技术的垂直接地装置构成。水平接地主管埋设在地下一米左右深的地下，作为构成组合接地装置组成一部分的垂直接地主管深入到地下三米左右。接地主管内外分别浇灌不同的填充剂。本实用新型相对于现有技术的垂直接地装置，施工难度大大降低，装置建设费用大大减少。本实用新型还具有接地性能好，且长效、稳定、安全的优点，可满足现代各类电气设施、电子设备在不同的环境土壤中进行接地的要求。
文档编号H01R4/66GK2701098SQ20042003372
公开日2005年5月18日 申请日期2004年5月26日 优先权日2004年5月26日
发明者余旭东, 寇承平 申请人:四川桑莱特电气有限责任公司