一种预装式成套接地装置及其设计选型方法与流程

本发明一般地涉及电力系统接地。更具体地，本发明涉及一种预装式成套接地装置及其设计选型方法。

背景技术：

1、接地是电力系统遭受雷击或发生故障时电流入地的唯一安全通道，是确保人身和设备安全、保障电力系统可靠安全运行的基石。

2、目前有数据显示：国内雷击故障占总故障的47.6％，美日等12国电网雷击故障占总故障数40％-60％；因此，电力系统安全运行面临严峻挑战。尤其是在雷电活动频繁、土壤结构复杂、土壤电阻率高的山岩地区，因雷击输电线路而引起的事故率更高。

3、因此，良好的接地网设计可以保证电力系统相关设备的安全可靠运行。接地网设计方法已经有众多研究，尤其是在输电线路的工频接地网的设计中，简单的土壤结构可以依靠相关标准和经验，复杂的土壤结构和地形可以使用商业软件(如cdegs)开展。

4、但是，在遇到复杂的土壤结构和地形时采用cdegs开展，使用成本昂贵；同时，接地工程的设计要求现场地勘结果绝对准确，且设计人员需具备丰富的理论知识及实际工程设计经验，因而最终设计方案往往与实际需求偏差过大，需要在施工环节反复测量并调整方案重复施工，极大增加了施工周期及工程造价。

5、因此，亟需一种成本低、安装快捷且接地性能好的接地装置及其设计方法。

技术实现思路

1、为解决上述一个或多个技术问题，本发明提出通过、设计预装式接地装置，使各接地元件之间通过连接件进行连接，避免了接地主材和接地辅材的现场焊接，连接方式方便快捷。

2、为此，本发明在如下的多个方面中提供方案。

3、在第一方面中，本发明的一种预装式成套接地装置，包括：

4、连接件，

5、接地单元，包括至少四个接地引下线、接地网以及至少四组垂直接地极；所述接地网包括至少四个水平接地体；接地引下线的一端分别与对应的塔杆、激励源连接；

6、所述接地引下线的另一端通过所述连接件分别与各水平接地体连接，每一组垂直接地极连接在一个水平接地体上，且位于水平接地体的下方，用于放电；

7、在对接地装置进行接地电阻测量时，通过激励源在所有接地引下线处，注入同相位同幅值的电压激励，以使各接地引下线与接地网连接处的电位相等；并使得单个塔杆的激励只能通过自身对应的接地引下线、接地网、大地、远端塔杆、架空地线、自身塔杆形成回路，从而测量到回路电流，进而得到单个塔杆的接地电阻。

8、可选地，所述接地网为由四个所述水平接地体组成的口字形结构；每组垂直接地极包括至少一个垂直接地极，设置在每个水平接地体的中间位置。

9、可选地，所述接地单元还包括接地降阻模块，所述接地降阻模块通过所述连接件与接地网的四个角连接。

10、可选地，所述接地单元还包括降阻布和/或降阻膏，其设置在所述水平接地体上。

11、可选地，所述连接件为非金属材质或耐腐蚀金属材质，由接线盒和楔形防滑压板组成。

12、可选地，还包括对接地装置的冲击电阻的测量，具体为：

13、当连续测量到的接地电阻值之间的增幅大于设定阈值，且当前接地电阻小于设定值时，对冲击电阻进行测量；反之，当前接地电阻大于等于设定值时，进行报警。

14、可选地，向所有接地引下线注入等幅值等相位的电压脉冲激励，测量单个接地引下线所形成的回路的脉冲幅值以及电流，得到冲击电阻。

15、在第二方面中，本发明还提供了一种预装式成套接地装置的设计选型方法，包括以下步骤：

16、获取待安装接地装置的塔杆四周的环境参数；

17、根据预设的接地选型工具库以及所述环境参数，匹配出预设的接地选型工具库中与环境相似度最高的标准方案；

18、构建标准方案对应的仿真模型，对所述仿真模型进行仿真计算，以实现当前应用环境下的标准方案的接地性能的评估，根据评估的结果，调整所述仿真模型；

19、根据调整后的仿真模型，确定最终的预装式成套接地装置。

20、可选地，所述环境参数包括土壤的电阻率、土壤腐蚀等级、土壤ph值、土壤的温度、含水量、土壤的致密程度以及土壤中含的杂质。

21、可选地，所述预设的接地选型工具库包括成套接地的标准方案，用于根据获取的环境参数，匹配出对应的标准方案；

22、对所述标准方案进行仿真计算，包括接地阻抗、接触电位差、跨步电位差、网孔电位差及接地网上面的地表面电位分布的接地网参数的计算；根据所述接地网参数，得到接地性能的评估结果。

23、本发明的有益效果为：

24、本发明的预装式成套接地装置，通过在所有塔杆对应的接地引下线处，直接引入一激励源，也即在对接地装置进行接地电阻测量时，能够注入相同相位相同幅值的电压激励，使得各个接地引下线与电网的连接点处的电压相等，避免接地引下线之间出现环流，能够准确地进行接地电阻的测量；同时，每个塔杆均形成各自的接地电阻测量回路，仅需要测量回路中的电流，即可实每个塔杆接地电阻的测量，方法简单、易于实现。

25、同时，本发明的预装式成套接地装置各接地元件之间通过连接件进行连接，避免了接地主材和接地辅材的现场焊接，连接方式方便快捷。

26、附图说明

27、通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

28、图1是本实施例中的一种预装式成套接地装置的设计选型方法的步骤流程图；

29、图2是本实施例中的一种预装式成套接地装置的示意图；

技术特征：

1.一种预装式成套接地装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种预装式成套接地装置，其特征在于，所述接地网为由四个所述水平接地体组成的口字形结构；每组垂直接地极包括至少一个垂直接地极，设置在每个水平接地体的中间位置。

3.根据权利要求2所述的一种预装式成套接地装置，其特征在于，所述接地单元还包括接地降阻模块，所述接地降阻模块通过所述连接件与接地网的四个角连接。

4.根据权利要求3所述的一种预装式成套接地装置，其特征在于，所述接地单元还包括降阻布和/或降阻膏，其设置在所述水平接地体上。

5.根据权利要求1所述的一种预装式成套接地装置，其特征在于，所述连接件为非金属材质或耐腐蚀金属材质，由接线盒和楔形防滑压板组成。

6.根据权利要求1所述的一种预装式成套接地装置，其特征在于，还包括对接地装置的冲击电阻的测量，具体为：

7.根据权利要求6所述的一种预装式成套接地装置，其特征在于，向所有接地引下线注入等幅值等相位的电压脉冲激励，测量单个接地引下线所形成的回路的脉冲幅值以及电流，得到冲击电阻。

8.一种如权利要求1所述的预装式成套接地装置的设计选型方法，其特征在于，包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的设计选型方法，其特征在于，所述环境参数包括土壤的电阻率、土壤腐蚀等级、土壤ph值、土壤的温度、含水量、土壤的致密程度以及土壤中含的杂质。

10.根据权利要求8所述的设计选型方法，其特征在于，所述预设的接地选型工具库包括成套接地的标准方案，用于根据获取的环境参数，匹配出对应的标准方案；

技术总结
本发明属于电力系统接地技术领域，具体涉及一种预装式成套接地装置及其设计选型方法，包括：连接件；接地网包括至少四个水平接地体；接地引下线的一端分别与对应的塔杆、激励源连接；接地引下线的另一端通过所述连接件分别与各水平接地体连接，每一组垂直接地极连接在一个水平接地体上，且位于水平接地体的下方；在进行接地电阻测量时，通过激励源在所有接地引下线处，注入同相位同幅值的电压激励，以使各接地引下线与接地网连接处的电位相等；使得单个塔杆的激励只能通过自身对应的接地引下线、接地网、大地、远端塔杆、架空地线、自身塔杆形成回路，从而测量到回路电流，得到单个塔杆的接地电阻。即本发明的方案能够更方便快捷地安装且成本低。

技术研发人员：陈昭珞,陈晓朋,胡松江,郑伟,周超峰,闫梦祥,张晓东,田营科,杨易斐,务孔永,陈昭仪,李付磊,吕锴,从鹏松,朱渊博,罗萌,冀义豪,陈四甫
受保护的技术使用者：江苏四达数智科技成果转化有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7