CN103606763B - 输电线路防雷接地系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种输电线路防雷接地系统及方法，包括：位于地面以下一定深度的导电深植层；铺设于所述导电深植层表面，并与所述导电深植层电连接的多个接地体；覆盖在所述接地体表面，且与所述接地体电连接的导电泄放区；位于所述导电泄放区四周，且与所述导电泄放区电连接的导电延伸区。通过液态降阻剂的流动连接土壤和碎石等，来解决山地土壤与石头之间缝隙的连贯性问题，使接地体与土壤以及石头形成良好的接触，进而降低接地电阻的阻值，并通过导电深植层、导电泄放区和导电延伸区的树枝状的延伸区域，扩大了接地体与土壤的接触面积，降低了散流电阻。

Description

输电线路防雷接地系统及方法

技术领域

本发明涉及电力系统技术领域，更具体地说，涉及一种输电线路防雷接地系统及方法。

背景技术

随着电力系统的发展，由雷击输电线路引起的停电事故也日益增多，在我国高压输电线路的总跳闸次数中，由雷击引起的事故约占40%～70%，尤其在雷电活动频繁、土壤电阻率高、地形复杂的地区，由雷击输电线路引起的事故发生率更高，造成的经济损失非常巨大，因此，在架空输电线路设计中，防雷设计的研究是非常必要的。

现有的输电线路杆塔接地装置，通常是采用杆塔或引下线与避雷线相连，将直击于输电线路的雷击电流引入大地，以减少雷击引起的停电和人身伤亡事故。但是，当雷电直击输电线路的避雷线时，如果接地电阻过大，雷击电流沿着引下线向大地泄放时，对地电位过高，有可能向临近的物体跳击，即出现雷电“反击”现象，就会对输电线路造成损伤，出现断路或击穿瓷瓶造成短路跳闸，从而造成停电事故。对于杆塔接地装置而言，接地电阻值越低，雷击在绝缘子串上的电压就越低，发生“反击”现象的几率就越小，因此，降低杆塔接地装置的接地电阻，是提高线路耐雷击水平、减少事故发生几率的一项重要措施。

目前接地网的接地电阻主要包括：一、接地引线电阻，是指由接地体与设备接地母线之间的引线本身的电阻，其阻值与引线的几何尺寸和材质有关；二、接地体本身的电阻，其阻值与接地体的几何尺寸和材质有关；三、接地体表面与土壤的接触电阻，其阻值与土壤的性质、颗粒、含水量、土壤与接地体的接触面积及接触紧密程度有关；四、散流电阻，从接地体向远处扩散的电流所经过的土壤的电阻。虽然接地电阻由上述四部分电阻构成，但是，起决定作用的是接地体表面与土壤的接触电阻和散流电阻。

现有技术中，通常采用放射法埋设一定长度的铜镀钢作为接地体，来降低接地电阻，这种方法在土壤性质较好的地方，如泥土较多的地方，能够很好地降低接地电阻，但是，在土壤性质较恶劣的山地，或者石多土少的地方，由于铜镀钢无法与周围的石头形成良好的接触，不能建立有效的电流扩散通道，因此，不能有效降低接地电阻。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种输电线路防雷接地系统及方法，以解决现有技术中在土壤性质较恶劣的山地，不能有效降低接地电阻的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种输电线路防雷接地系统，包括：

位于地面以下一定深度的导电深植层；

铺设于所述导电深植层表面，并与所述导电深植层电连接的多个接地体，所述接地体之间导电连接，且所述接地体与输电线路杆塔的接电引线电连接，以将输电线路中的雷击电流引入大地；

覆盖在所述接地体表面，且与所述接地体电连接的导电泄放区；

位于所述导电泄放区四周，且与所述导电泄放区电连接的导电延伸区；

其中，所述导电深植层、导电泄放区和导电延伸区都是由长效复合降阻剂浇在土壤中形成的，均具有树枝状的延伸区域。

优选的，所述导电深植层位于地面以下0.5m-1m的深度范围内。

优选的，所述接地体的材料为非金属材料。

优选的，所述接地体之间采用镀锌扁钢电连接。

优选的，所述接地体的金属连接头通过与其焊接的镀锌扁钢，与输电线路杆塔的接电引线电连接。

优选的，所述接地体为圆片形。

优选的，所述接地体之间的距离范围为0.6m-1m。

优选的，所述导电延伸区的范围为15m-30m。

一种输电线路防雷接地方法，包括：

将长效复合降阻剂浇在地面以下一定深度的土壤中，形成导电深植层；

在所述导电深植层表面铺设与其电连接的多个接地体；

将快凝长效复合降阻剂浇在覆盖所述接地体的土壤中，形成与所述接地体电连接的导电泄放区；

将缓释长效复合降阻剂浇在所述导电泄放区四周的土壤中，形成导电延伸区；

将输电线路杆塔的接电引线与接地体电连接，以将输电线路中的雷击电流引入大地。

优选的，在所述导电深植层表面铺设与其电连接的多个接地体，具体为：

将多个接地体浸入水中，充分浸湿吸水；

在所述导电深植层表面铺设与其电连接的所述接地体。

与现有技术相比，本发明所提供的技术方案具有以下优点：

本发明所提供的输电线路防雷接地系统及方法，将长效复合降阻剂浇注在土壤中，通过液态降阻剂的流动连接土壤和碎石等，形成与接地体电连接的导电深植层、导电泄放区和导电延伸区，来解决山地土壤与石头之间缝隙的连贯性问题，使接地体与土壤以及石头形成良好的接触，进而降低接地电阻的阻值，并通过导电深植层、导电泄放区和导电延伸区的树枝状的延伸区域，扩大了接地体与土壤的接触面积，降低了散流电阻，从而进一步解决了在土壤性质较恶劣的山地，不能有效降低接地电阻的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例二提供的输电线路防雷接地方法流程图。

具体实施方式

正如背景技术所述，现有技术中，采用埋设一定长度的铜镀钢作为接地体来降低接地电阻时，在土壤性质较恶劣的山地，或者石多土少的地方，由于铜镀钢无法与周围的石头形成良好的接触，不能建立有效的电流扩散通道，因此，不能有效降低接地电阻。

基于此，本发明提供了一种输电线路防雷接地系统，以克服现有技术存在的上述问题，包括：

位于地面以下一定深度的导电深植层；铺设于所述导电深植层表面，并与所述导电深植层电连接的多个接地体，所述接地体之间导电连接，且所述接地体与输电线路杆塔的接电引线电连接，以将输电线路中的雷击电流引入大地；覆盖在所述接地体表面，且与所述接地体电连接的导电泄放区；位于所述导电泄放区四周，且与所述导电泄放区电连接的导电延伸区；其中，所述导电深植层、导电泄放区和导电延伸区都是由长效复合降阻剂浇在土壤中形成的，均具有树枝状的延伸区域。

本发明还提供了一种输电线路防雷接地方法，包括：

将长效复合降阻剂浇在地面以下一定深度的土壤中，形成导电深植层；在所述导电深植层表面铺设与其电连接的多个接地体；将快凝长效复合降阻剂浇在覆盖所述接地体的土壤中，形成与所述接地体电连接的导电泄放区；将缓释长效复合降阻剂浇在所述导电泄放区四周的土壤中，形成导电延伸区；将输电线路杆塔的接电引线与接地体电连接，以将输电线路中的雷击电流引入大地。

本发明所提供的输电线路防雷接地系统及方法，将长效复合降阻剂浇注在土壤中，通过液态降阻剂的流动连接土壤和碎石等，形成与接地体电连接的导电深植层、导电泄放区和导电延伸区，来解决山地土壤与石头之间缝隙的连贯性问题，使接地体与土壤以及石头形成良好的接触，进而降低接地电阻的阻值，并通过导电深植层、导电泄放区和导电延伸区的树枝状的延伸区域，扩大了接地体与土壤的接触面积，降低了散流电阻，从而进一步解决了在土壤性质较恶劣的山地，不能有效降低接地电阻的问题。

以上是本发明的核心思想，为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

下面通过几个实施例详细描述。

实施例一

本实施例提供了一种输电线路防雷接地系统，包括：位于地面以下一定深度的导电深植层；铺设于所述导电深植层表面，并与所述导电深植层电连接的多个接地体，所述接地体之间导电连接，且所述接地体与输电线路杆塔的接电引线电连接，以将输电线路中的雷击电流引入大地；覆盖在所述接地体表面，且与所述接地体电连接的导电泄放区；位于所述导电泄放区四周，且与所述导电泄放区电连接的导电延伸区；其中，所述导电深植层、导电泄放区和导电延伸区都是由长效复合降阻剂浇在土壤中形成的，均具有树枝状的延伸区域。

由于在土壤性质恶劣的地区，接地网周边的区域可能根本就没有导电性，因此，就必须利用降阻剂敷设散流通道来连接周围有土壤的区域，以此来扩大接地网的散流面积，增大接地网的接触面积，形成连续的接地网。基于此，本实施例采用了一种长效复合降阻剂形成导电深植层、导电泄放区和导电延伸区，来解决山地土壤与石头之间缝隙的连贯性问题。

所述长效复合降阻剂是由几种不同的矿物质在水中混合溶解，然后加入引发剂发生化学变化后形成的固液态树脂凝胶体，这种长效复合降阻剂不易溶解和流失，具有良好的导电性，能够长期保持降阻特性。并且，由于所述长效复合降阻剂的流动性极好，能够最大限度地渗透到土壤和砂石间的缝隙中，因此，凝固后的长效复合降阻剂能够将山石之间的缝隙填实，将岩石断层或者碎石断层连接起来，增大雷电流散流面积，进一步降低接地电阻。

具体地，在输电线路杆塔附近找到可以埋设接地体的地形后，挖出深度为0.5m～1m、宽度为0.3m的深沟，将长效复合降阻剂浇在沟底形成导电深植层。由于降阻剂用量较大，因此，凝固时间相对较长一些，大约在30s～60s之间，以便于降阻剂能深层渗透形成良好的导电深植层。

形成导电深植层后，将多个接地体铺设于所述导电深植层表面，并与所述导电深植层形成电连接，且所述接地体之间通过镀锌扁钢导电连接，所述接地体之间的连接距离范围为0.6m-1m，便于在小区域内施工，减少占用土地面积，造价相对便宜，经济性较好。所述接地体的材料是采用优质非金属材料，形状优选为圆片形，当然，在其他实施例中，接地体的形状亦可根据实际需求定制，本发明并不仅限于此。所述接地体是在500kg以上的压力下制成的，密度较大，电阻接近于铜，且牢固程度好、耐压能力好、运输和使用过程中不易产生破损，理论使用寿命可以达到15年以上，因此，既能够最大限度地降低接地电阻，又能够保证接地体长期稳定的工作。

所述接地体的金属连接头位于地面以上，将金属连接头与镀锌扁钢焊接后，再与输电线路杆塔的接电引线电连接，从而可以将输电线路中的雷击电流引入大地。所述非金属材料的接地体，使接地体与土壤之间形成电阻率变化比较平缓的低电阻区域，当受到大电流冲击时，可降低接地体和接地线的暂态电位梯度，降低跨步电压和接触电压，减少电位反击的发生概率。

将接地体铺设在导电深植层表面后，将土壤回填到接地体上部，露出金属连接头，将快凝长效复合降阻剂注入接地体表面的土壤中，将镀锌扁钢和金属连接头全部包裹起来，待长效复合降阻剂凝固后，形成覆盖在所述接地体表面，且与所述接地体电连接的导电泄放区。

形成导电泄放区后，选择1～2个通路，将缓释长效复合降阻剂注入导电泄放区四周的土壤中，形成位于所述导电泄放区四周且与所述导电泄放区电连接的导电延伸区，所述导电延伸区的范围在15m～30m内，从而可以通过长效复合降阻剂的沉积凝固，将沿途凌乱的断层区域连接成一个整体，以达到满足泄放、减少反击的目的。

由于所述导电深植层、导电泄放区和导电延伸区，都是由长效复合降阻剂浇在土壤中形成的，而所述长效复合降阻剂具有流动性，因此，所述导电深植层、导电泄放区和导电延伸区均具有树枝状的延伸区域。

本实施例提供的输电线路防雷接地系统，通过与接地体电连接的导电深植层、导电泄放区和导电延伸区，解决了接地体不能与周围的石头形成良好接触的问题，降低了接地体表面与土壤的接触电阻，并通过导电深植层、导电泄放区和导电延伸区的树枝状的延伸区域，扩大了接地体与土壤的接触面积，降低了散流电阻，从而解决了在土壤性质较恶劣的山地，不能有效降低接地电阻的问题。

实施例二

本实施例提供了一种输电线路防雷接地方法，包括：

S201：将长效复合降阻剂浇在地面以下一定深度的土壤中，形成导电深植层；

在输电线路杆塔附近找到可以埋设接地体的地形后，挖出深度为0.6m～1m、宽度为0.3m的深沟，将长效复合降阻剂浇在沟底形成导电深植层。由于降阻剂用量较大，因此，凝固时间相对较长一些，大约在30s～60s之间，以便于降阻剂能深层渗透形成良好的导电深植层。

S202：在所述导电深植层表面铺设与其电连接的多个接地体；

形成导电深植层后，在所述导电深植层表面铺设与其电连接的多个接地体，具体为：将多个接地体浸入水中，充分浸湿吸水；在所述导电深植层表面铺设与其电连接的所述接地体。将多个接地体铺设于所述导电深植层表面，并与所述导电深植层形成电连接，且所述接地体之间通过镀锌扁钢导电连接，所述接地体之间的连接距离范围为0.6m-1m，便于在小区域内施工，减少占用土地面积，造价相对便宜，经济性较好。

所述接地体的材料是采用优质非金属材料，形状优选为圆片形，当然，在其他实施例中，接地体的形状亦可根据实际需求定制，本发明并不仅限于此。所述接地体是在500kg以上的压力下制成的，密度较大，电阻接近于铜，且牢固程度好、耐压能力好、运输和使用过程中不易产生破损，理论使用寿命可以达到30年以上，因此，既能够最大限度地降低接地电阻，又能够保证接地体长期稳定的工作。

S203：将快凝长效复合降阻剂浇在覆盖所述接地体的土壤中，形成与所述接地体电连接的导电泄放区；

将接地体铺设在导电深植层表面后，将土壤回填到接地体上部，使所述接地体的金属连接头暴露于地面上，然后将快凝长效复合降阻剂注入接地体表面的土壤中，将镀锌扁钢和金属连接头全部包裹起来，待长效复合降阻剂凝固后，形成覆盖在所述接地体表面，且与所述接地体电连接的导电泄放区。

S204：将缓释长效复合降阻剂浇在所述导电泄放区四周的土壤中，形成导电延伸区；

在导电泄放区四周选择1～2个通路，将缓释长效复合降阻剂注入导电泄放区四周的土壤中，形成位于所述导电泄放区四周，且与所述导电泄放区电连接的导电延伸区，所述导电延伸区的距离在15m～30m的范围内，从而可以通过长效复合降阻剂的沉积凝固，将沿途凌乱的断层区域连接成一个整体，以达到满足泄放、减少反击的目的。

S205：将输电线路杆塔的接电引线与接地体电连接，以将输电线路中的雷击电流引入大地。

由于所述接地体的金属连接头位于地面以上，因此，将金属连接头与镀锌扁钢焊接，然后再将镀锌扁钢与输电线路杆塔的接电引线电连接，从而可以将输电线路中的雷击电流引入大地。所述非金属材料的接地体，使接地体与土壤之间，形成了电阻率变化比较平缓的低电阻区域，当受到大电流冲击时，可降低接地体和接地线的暂态电位梯度，降低跨步电压和接触电压，减少电位反击的发生概率。

本发明所提供的输电线路防雷接地方法，将长效复合降阻剂浇注在土壤中，通过液态降阻剂的流动连接土壤和碎石等，形成与接地体电连接的导电深植层、导电泄放区和导电延伸区，来解决山地土壤与石头之间缝隙的连贯性问题，使接地体与土壤以及石头形成良好的接触，进而降低接地电阻的阻值，并通过导电深植层、导电泄放区和导电延伸区的树枝状的延伸区域，扩大了接地体与土壤的接触面积，降低了散流电阻，从而进一步解决了在土壤性质较恶劣的山地，不能有效降低接地电阻的问题。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种输电线路防雷接地系统，其特征在于，包括：

导电深植层；

铺设于所述导电深植层表面，并与所述导电深植层电连接的多个接地体，所述接地体之间导电连接，且所述接地体与输电线路杆塔的接电引线电连接，以将输电线路中的雷击电流引入大地；

覆盖在所述接地体表面，且与所述接地体电连接的导电泄放区；

位于所述导电泄放区四周，且与所述导电泄放区电连接的导电延伸区；

其中，所述导电深植层、导电泄放区和导电延伸区都是由长效复合降阻剂浇在土壤中形成的，均具有树枝状的延伸区域；

其中，所述导电深植层位于地面以下0.5m-1m的深度范围内。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述接地体的材料为非金属材料。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述接地体之间采用镀锌扁钢电连接。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述接地体的金属连接头通过与其焊接的镀锌扁钢，与输电线路杆塔的接电引线电连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述接地体为圆片形。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述接地体之间的距离范围为0.6m-1m。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述导电延伸区的范围为15m-30m。

8.一种输电线路防雷接地方法，其特征在于，包括：

将长效复合降阻剂浇在地面以下一定深度的土壤中，形成导电深植层；

在所述导电深植层表面铺设与其电连接的多个接地体；

将快凝长效复合降阻剂浇在覆盖所述接地体的土壤中，形成与所述接地体电连接的导电泄放区；

将缓释长效复合降阻剂浇在所述导电泄放区四周的土壤中，形成导电延伸区；

将输电线路杆塔的接电引线与接地体电连接，以将输电线路中的雷击电流引入大地；

其中，所述导电深植层位于地面以下0.5m-1m的深度范围内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述导电深植层表面铺设与其电连接的多个接地体，具体为：

将多个接地体浸入水中，充分浸湿吸水；

在所述导电深植层表面铺设与其电连接的所述接地体。