CN103594826A - 导电混凝土模块接地网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及输电线路的防雷保护接地技术领域，适用于输电线塔的接地网，具体地说是一种导电混凝土模块接地网。现有接地网多采用金属材料电极放射埋设，接地体占用土地面积大，材料易腐蚀。本发明在普通混凝土内掺入导电组分，预制成导电混凝土接地模块，在输电线塔基坑的周围集中布置，各导电混凝土接地模块的电极引出线并联连接次连接线，再将各条次连接线并联连接在主连接线上，建立并联式立体网络结构接地网。本发明的有益效果是：利用导电混凝土制成接地模块，立体并联式布设，避免了金属电极易腐蚀等缺点，延长了接地装置的使用寿命，降低了制作成本及维护费用；施工方便、安全，同时减少了土地占用面积和对周边环境的影响。

Description

导电混凝土模块接地网

技术领域

本发明涉及输电线路的防雷保护接地技术领域，适用于输电线塔的接地网，具体地说是一种导电混凝土模块接地网。

背景技术

雷击现象是一种较为严重的自然灾害，输电线路的防雷保护接地技术，直接关系到供电系统的安全运行。目前，我国输电线路的接地网设计比较简单，大多利用扁钢、圆钢等金属材料作为接地电极，以杆塔为中心向四外放射埋设。但是这些接地体的材料不耐腐蚀，接地电阻增大，年久失修，使得接地网导电性能大大降低，且接地体占用土地面积较大。近年来，输电线塔的接地设计要求在逐步提高，但是采取降低接地电阻的形式较单一，仅仅是延长射线、增加接地网钢筋截面、采用降阻剂、铺设接地模块等。综合来看，上述措施短期内降低电阻的效果较好，但随着运行时间的增加、地网的腐蚀、模块性能的老化等，接地装置的防雷效果会逐步减弱，对线路安全运行埋下隐患，同时也大大增加了后期改造的费用。

发明内容

本发明的目的是提供一种导电混凝土模块接地网，以导电混凝土为接地材料制备接地模块，采用模块集中敷设、并联接地的形式建立新型立体接地网，克服了现有技术中的缺陷，解决了目前输电线塔的接地网材料易腐蚀、短时间重新改造、占地面积大等问题。

本发明导电混凝土模块接地网的技术方案是：由导电混凝土接地模块、次连接线、主连接线组成；在普通混凝土内掺入导电组分，预制成导电混凝土接地模块，导电混凝土接地模块上设有电极引出线；在输电线塔基坑的周边集中布置导电混凝土接地模块，使导电混凝土接地模块分层并分组排列，每组中各导电混凝土接地模块的电极引出线并联连接在次连接线上，再将各条次连接线并联连接在主连接线上，建立并联式立体网络结构接地网。

进一步，所述的导电混凝土接地模块为棒状、板状、块状。

进一步，所述的主连接线及次连接线包裹有外防腐层。

本发明的有益效果是：利用导电混凝土制成接地模块，有效地避免了金属接地材料易腐蚀、耐久性低等缺点，大幅度提高了输电线路接地装置的使用寿命，减少维护费用；立体并联式新型接地网现场施工方便且安全，不影响基础施工进度，可以提前对接地电阻进行测试，并根据实际测试情况对接地网进行调整，达到泄流要求，有效保证线路不发生雷击跳闸事故；导电混凝土接地模块成本较低，降低了线路接地装置基建费用，同时减少了耕地的占用面积和对周边环境的破坏，具有很好的经济效益。

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案进行详细说明。

附图说明

图1为本发明导电混凝土接地模块立体式布设的结构示意图；

图2为本发明使用状态图；

图3为本发明的导电混凝土接地模块连接原理图；

图4本发明为棒状导电混凝土接地模块示意图；

图5本发明为块状导电混凝土接地模块示意图。

具体实施方式

图中：1、导电混凝土接地模块，2、电极引出线，3、次连接线，4、主连接线。

实施例

实施例中采用碳纤维和碳颗粒两种导电组分制成导电混凝土，导电混凝土模块形式为棒状接地模块，具体实施如下：

1、导电混凝土接地模块预制

导电混凝土的原材料采用P Ⅱ硅酸盐水泥、Ⅱ级粉煤灰、天然河砂、减水剂、碳颗粒和碳纤维；接地模块采用统一的基准混凝土，质量比3:1的水泥和粉煤灰为胶凝材料，水胶比为0.35（重量比），砂胶比为1.4（重量比），减水剂用量为胶凝材料质量的2%，碳纤维和碳颗粒掺量按其占基准混凝土的体积份数进行计算，碳纤维掺量为基准混凝土体积的0.1%，碳颗粒掺量为基准混凝土体积的0.1%；

制备时，先将称量好的碳颗粒和水倒入搅拌机中，匀速搅拌，使其均匀混合；然后将拌合均匀的砂和碳纤维、水泥、粉煤灰依次倒入搅拌机中，继续搅拌均匀；最后加入减水剂搅拌至满足模块成型密实所需工作性；

将混合料倒入棒状钢模中，微振捣密实，置入电极引出线，成型；电极引出线采用铜线；预制的棒状接地模块标准养护24h后拆模，标准养护28d后可进行现场施工。制导电混凝土接地模块同时，制备尺寸为40mm×40mm×160mm的导电混凝土试件，用于导电混凝土电阻率的测试；采用四电极法测试的导电混凝土的稳定电阻率，以确定导电混凝土接地模块的电阻率小于布设区域土壤的电阻率。

2 接地模块敷设

从图1～图3可知，棒状导电混凝土接地模块采用垂直敷设的方式，输电杆塔的基坑开挖后，根据模块及土壤的电阻率，在基坑的周边分层并分组布设导电混凝土棒状接地模块，导电混凝土接地模块呈立体阵列，模块的间距为15～80cm，每组中各导电混凝土接地模块的电极引出线相互并联连接次连接线，再用主连接线将各条次连接线相互并联连接；主连接线及次连接线均有外防腐层；主连接线与次连接线连接处及次连接线与接地模块电极引出线连接处的金属裸露部分均用环氧树脂固封，防止漏电和线路锈蚀；最后将主连接线连接到输电杆塔基础中的钢筋上；布设接地模块时分层填土夯实后进行接地电阻的实地测试。

3、接地电阻现场实测

接地电阻现场实测的测试仪器选用ZC29B-1型接地电阻测试仪，对场地的土壤电阻率和接地模块的接地电阻进行测量。本实施例中新型接地网接地电阻的现场实地测试结果如表1所示：

表1 接地电阻现场实地测试结果

由表1可以看出，导电混凝土接地模块立体并联式接地网的接地效果满足工程接地要求；导电混凝土接地模块新型接地网中，每个模块的材料费12元、现场施工费3元，输电线塔基础满足接地电阻要求需布置的模块数为60个，加上运输费等，每个基础的基地网费用约为1000元，相较于传统接地方式，节约成本约80%，具有很好的经济效益。

通过在普通混凝土中掺入适量的导电组分制成导电混凝土，使其电阻率小于接地网布置地区的土壤电阻率，导电混凝土接地模块的电阻率应小于100Ω·m；可根据施工条件，将导电混凝土预制成棒状、板状、块状等形式的接地模块，如图4、图5。

依据土壤电阻率、地质条件和输电线塔的基础形式等因素合理设计导电混凝土接地模块的布置方案，将导电混凝土接地模块集中布设在输电线塔基坑的周围，并联连接接地模块，建立立体并联式新型接地网。

经实地测试，导电混凝土接地模块的接地电阻完全满足工程设计要求，大幅降低了成本，提高了接地材料的耐久性，可确保50年使用寿命，减少了后期维护和改造费用。采用接地模块立体并联接地的型式具有很好的降阻效果，形式布置灵活，成本低廉，且大大减少了接地网对土地的占用面积。

最后应当说明的是：以上实施例用于说明本发明的技术方案而非对其限制，所属领域的技术人员对实施方式进行修改或对部分技术特征进行等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质，均应涵盖在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (3)

1.一种导电混凝土模块接地网，其特征在于：由导电混凝土接地模块（1）、次连接线（3）、主连接线（4）组成；在普通混凝土内掺入导电组分，预制成导电混凝土接地模块（1），导电混凝土接地模块（1）上设有电极引出线（2）；在输电线塔基坑的周边集中布置导电混凝土接地模块（1），使导电混凝土接地模块分层并分组排列，每组中各导电混凝土接地模块（1）的电极引出线（2）并联连接在次连接线（3）上，再将各条次连接线（3）并联连接在主连接线（4）上，建立并联式立体网络结构接地网。

2.根据权利要求1所述的一种导电混凝土模块接地网，其特征在于：所述的导电混凝土接地模块（1）为棒状、板状、块状。

3.根据权利要求1所述的一种导电混凝土模块接地网，其特征在于：所述的主连接线（4）及次连接线（3）包裹有外防腐层。

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