一种具备冲击降阻功能的环形接地装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种具备冲击降阻功能的环形接地装置，包括正方形接地体和两根固定在所述正方形接地体内且与所述正方形接地体侧边固定连接的接地电极，两根接地电极垂直相交，所述正方形接地体一条以上侧边上固定有一根或两根接地极出线端头。本发明通过在环形接地装置正方形接地体侧边上增加接地极出线端头，增强了环形接地装置局部电场强度，促进了冲击散流过程中的火花效应，达到了降低冲击接地阻抗的目的。
【专利说明】—种具备冲击降阻功能的环形接地装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及输电线路防雷接地【技术领域】，特别是一种具备冲击降阻功能的环形接地装置，适用于山区等高土壤电阻率地区输电线路杆塔的现有集中接地装置的改造和新接地装置的设计。
【背景技术】
[0002]集中接地装置的冲击接地阻抗是电力系统防雷设计的重要参数。输电线路遭受雷击时，冲击雷电流通过杆塔接地装置散流入地，在冲击大电流作用下其冲击接地阻抗的大小对输电线线路的反击耐雷性能有直接影响。在高土壤电阻率地区，由于土壤对入地电流的散流能力较差，冲击接地阻抗往往很大，对系统安全运行造成威胁，因此降低高土壤电阻率地区集中接地装置的冲击接地阻抗对于提高输电线路耐雷水平具有重要意义。
[0003]长期以来，输电线路杆塔接地装置一直按照《电力设备接地设计规程》(SDJ8-79)的规定进行设计。1997年更新为《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)，两个规程中有关输电线路杆塔接地装置的基本内容没有变化，因此长期以来的接地设计的基本原则是一致的，即将工频接地电阻通过冲击系数换算为冲击接地电阻来描述接地装置在冲击电流下的性能特性，根据工频接地电阻值的大小来确定接地装置的结构。但是往往在工频接地电阻的实测结果满足要求的情况下其冲击接地电阻却不符合要求，线路遭受雷击后仍不能发挥其有效作用，线路仍然出现跳闸。即是对于输电线路杆塔接地装置的设计应该从冲击散流特性来分析，而不能仅仅从工频接地电阻的角度进行设计。
[0004]对于降低输电线路杆塔的冲击接地电阻，工程中常常采用的措施主要有加大接地体的尺寸、利用自然接地体、水平外延接地、深埋式接地、局部换土、采用降阻剂、爆破式接地等。然而这些方法各有其相对的应用条件，在高土壤电阻率地区设计一个技术上和经济上都合理且冲击接地阻抗满足要求的接地装置仍然十分困难。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种具备冲击降阻功能的环形接地装置，通过改变环形接地装置的局部结构，增强局部电场强度，促进冲击散流过程中的火花效应，达到降低冲击接地阻抗的目的。
[0006]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:一种具备冲击降阻功能的环形接地装置，包括正方形接地体和两根固定在所述正方形接地体内且与所述正方形接地体侧边固定连接的接地电极，两根接地电极垂直相交，所述正方形接地体一条以上侧边上固定有一根或两根接地极出线端头；当所述正方形接地体的侧边上固定有两根接地极出线端头时，所述正方形接地体同一侧边上两根接地极出线端头的间距为d/2米，其中d为正方形接地体侧边长度；所述接地极出线端头长度为1.5?2m。
[0007]接地极出线端头之间间距的设置，能够减小所添加的相邻接地极出线之间的屏蔽效应，使其散流效果更好。[0008]所述接地极出线端头一端与所述正方形接地体的侧边垂直相交，且所述接地极出线端头与所述正方形接地体处于同一平面上。
[0009]所述接地极出线端头一端与正方形接地体的侧边垂直连接，且所述接地极出线端头与所述正方形接地体所在平面垂直。
[0010]所述接地极出线端头固定在所述正方形接地体侧边除正方形顶点及该侧边与接地电极连接点以外的位置上，更有利于降低冲击接地阻抗，散流效果更好。
[0011]所述正方形接地体四个侧边上各固定有两根接地极出线端头，增强降阻效果。
[0012]与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为:本发明通过在环形接地装置正方形接地体上增加接地极出线端头，增强了环形接地装置局部电场强度，促进了冲击散流过程中的火花效应，达到了降低冲击接地阻抗的目的。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明一实施例接地极出线端头水平固定示意图；
图2为本发明一实施例接地极出线端头垂直固定示意图；
图3为本发明改进后环形接地装置进行模拟试验的平台示意图；
图4 Ca)为现有环形接地装置未加出线端头时的火化放电区域分布图；图4 (b)为本发明环形接地装置添加出线端头后的火化放电区域分布图；图4 (a)和图4 (b)中的黑色区域为火花放电区域，其场强大于土壤击穿场强。
【具体实施方式】
[0014]如图1所示，本发明环形接地装置为对称结构，包括正方形接地体I和两根固定在所述正方形接地体I内且与所述正方形接地体I侧边中点固定连接的接地电极3，两根接地电极3垂直相交，所述正方形接地体I每条侧边上均固定有两根接地极出线端头2，所述接地极出线端头2 —端与所述正方形接地体I的侧边垂直相交，且所述接地极出线端头2与所述正方形接地体I处于同一平面上。
[0015]如图2所示，接地极出线端头2 —端与正方形接地体I的侧边垂直连接，且所述接地极出线端头2与所述正方形接地体I所在平面垂直。
[0016]图1和图2中，正方形接地体I同一侧边上两根接地极出线端头2的间距为d/2米，其中d为正方形接地体I侧边长度，d的取值范围为5?13m ;所述接地极出线端头2长度为1.5?2mο
[0017]接地极出线端头焊接在正方形接地体侧边上。
[0018]接地极出线的长度要适当，避免对原环形接地装置造成屏蔽效应；不能太短，否则由于集中接地装置自身的屏蔽作用，所添加接地极出线起不到散流作用；不能太长，由于接地极在高频的冲击电流下具有电感效应，接地极过长的部分得不到利用，同样起不到散流作用，造成浪费。本发明中，接地极出线端头长度为2m。
[0019]如图3所示，本发明中使用的模拟试验装置主要包括冲击高电压大电流发生器、模拟大地试验槽、不同结构的集中接地装置、管式分流器、冲击分压器、数字示波器等。试验中的集中接地装置的材料与实际接地装置相同，按照冲击试验相似理论的原理，尺寸和埋深按实际情况等比例缩小。按照图3所示的试验原理图接线。做好试验前期准备工作开始进行试验，使用数字示波器记录不同接地装置下冲击电流和冲击电压的波形，读取冲击电压和冲击电流的峰值，并计算模拟接地装置的冲击接地电阻。
[0020]利用上述装置开展多组环形接地装置冲击散流对比试验。改变接地装置的局部结构，在环形接地装置上添加出线端头，同时考虑添加出线的数量和位置的影响，分析比较不同情况下的冲击接地电阻。其中一组对比的集中接地装置在冲击散流时的火花放电区域如图4 (a)和图4 (b)所示。从图4 (a)和图4 (b)可以看出，通过在常规环形接地装置合适位置添加出线端头可以明显地扩大冲击散流时的火花放电区域，从而降低冲击接地电阻，证明了本发明装置的有效性。
[0021]同时对人工沙池内的土壤通过改变水含量来调节其土壤电阻率，对不同土壤电阻率情况下的集中接地装置对比组进行冲击散流试验，尤其是在高土壤电阻率的情况下，图1和图2所示的改进型的环形接地装置的降阻效果更为显著，证明了本发明装置在高土壤电阻率下的有效性。
【权利要求】
1.一种具备冲击降阻功能的环形接地装置，包括正方形接地体(I)和两根固定在所述正方形接地体(I)内且与所述正方形接地体(I)侧边固定连接的接地电极(3 )，两根接地电极(3)垂直相交，其特征在于，所述正方形接地体(I) 一条以上侧边上固定有一根或两根接地极出线端头(2);当所述正方形接地体(I)的侧边上固定有两根接地极出线端头时，所述正方形接地体(I)同一侧边上两根接地极出线端头(2)的间距为d/2米，其中d为正方形接地体(I)侧边长度；所述接地极出线端头(2)长度为1.5?2m。
2.根据权利要求1所述的具备冲击降阻功能的环形接地装置，其特征在于，所述接地极出线端头(2)—端与所述正方形接地体(I)的侧边垂直相交，且所述接地极出线端头(2)与所述正方形接地体(I)处于同一平面上。
3.根据权利要求1所述的具备冲击降阻功能的环形接地装置，其特征在于，所述接地极出线端头(2)—端与正方形接地体(I)的侧边垂直连接，且所述接地极出线端头(2)与所述正方形接地体(I)所在平面垂直。
4.根据权利要求2或3所述的具备冲击降阻功能的环形接地装置，其特征在于，所述接地极出线端头(2)固定在所述正方形接地体(I)侧边除正方形顶点及该侧边与接地电极(3)连接点以外的位置上。
5.根据权利要求4所述的具备冲击降阻功能的环形接地装置，其特征在于，所述正方形接地体(I)四个侧边上各固定有两根接地极出线端头。
6.根据权利要求1所述的具备冲击降阻功能的环形接地装置，其特征在于，所述正方形接地体(I)侧边长度d的取值范围为5?13m。
【文档编号】H01R4/66GK103474790SQ201310446779
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月27日 优先权日:2013年9月27日
【发明者】齐飞, 周卫华, 毛文奇, 周恒逸, 赵邈, 叶会生 申请人:国家电网公司, 国网湖南省电力公司电力科学研究院, 湖南省湘电试研技术有限公司