CN104569682B - 一种多功能接地综合实验平台 - Google Patents

Abstract

一种多功能接地综合实验平台，半球+延伸槽形沙池(1)、半球形电极A(2)、半球形电极B(3)、圆柱形电极A(4)、圆柱形电极B(5)集成在一个长方体结构中；其中，半球+延伸槽形沙池(1)位于长方体结构的中心，半球形电极A(2)、半球形电极B(3)、圆柱形电极A(4)、圆柱形电极B(5)对称的分布在半球+延伸槽形沙池(1)的四周，长方体结构四周镶嵌有通过铰链能够方便打开的铝板(9)，在纵向中心线上固定有接地排(10)，上表面纵向中心线两端固定有绝缘试验盒(11)，整个长方体结构外表面上焊接有推手(12)，使整个平台便于移动。该试验平台体积小、制作方便、可模拟各种工况，易于移动、使用方便。

Description

一种多功能接地综合实验平台

技术领域

本发明涉及一种多功能接地综合试验平台，属于电力系统接地领域。

背景技术

近年来，由于我国电力系统容量的不断扩大，入地短路电流的大幅值升高以及大幅值的入地雷电流已经严重威胁到运行人员和电气设备的安全。为了保证电力系统安全可靠运行，电力运行及设计部门更加注重接地技术。调查表明，我国曾发生过多起由于接地系统的接地电阻未达标所导致的事故或事故的扩大。这些事故不仅造成巨大的经济损失，还导致很大人员伤亡。接地极是接地装置的主要组成部分,接地极埋设在土壤中,用于泄流,保障电网和电气设备的安全运行，由于接地极在不同土壤性质、不同性质入地电流(直流，工频和冲击电流)下，其散流机理和相应的接地电阻均有很大的差别。因此有必要对不同接地极在不同情况下的的散流机理、接地电阻以及土壤本身的电参数进行深入的研究。实际情况下，由于现场条件、设备容量等因素的限制，使得对真型接地极相关特性的研究存在很大困难，同时真型试验很难全面系统的对接地极进行研究。模拟试验可以严格的控制相关参数，使试验结果及反映的规律较准确。因此，多采用模拟试验来研究接地极和土壤的相关特性。然而，在接地极和土壤电参数的模拟试验中，需要一种功能多样、易于移动的集成模拟试验平台。目前，国内外研究机构在研究接地极和土壤相关特性时采用的是单一试验平台，且其体积庞大，移动不方便，成本较高。

发明内容

本发明针对不同土壤性质和不同性质入地电流的特点，提供一种功能多样，体积小，移动方便的接地极及土壤参数测量多功能试验平台。

本发明采取的技术方案是：一种多功能接地综合实验平台，半球+延伸槽形沙池、半球形电极A、半球形电极B、圆柱形电极A、圆柱形电极B集成在一个长方体结构中；其中，半球+延伸槽形沙池位于长方体结构的中心，半球形电极A、半球形电极B、圆柱形电极A、圆柱形电极B对称的分布在半球+延伸槽形沙池的四周，长方体结构四周镶嵌有通过铰链能够方便打开的铝板，在纵向中心线上固定有接地排，上表面纵向中心线两端固定有绝缘试验盒，整个长方体结构外表面上焊接有推手，使整个平台便于移动。

本发明半球+延伸槽形沙池的半球形结构四周分别连接有延伸槽，增加实验项目的多样性，并且四个延伸槽可首尾连接，半球形底部左下侧焊接有接线柱。

本发明半球形电极A、半球形电极B、圆柱形电极A和圆柱形电极B的右下侧外表面均焊接有接线柱，圆柱形电极A和圆柱形电极B的底部利用绝缘板通过固定螺丝拧紧实现密封。

本发明将不同直径大小的圆柱形电极、半球形电极和半球+延伸槽形沙池通过支撑杆固定在一个有万向轮(带刹车)的8#钢槽上，上表面镶嵌在长方形铜板上。半球+延伸槽形沙池位于试验平台的中心，大圆柱形电极位于半球形沙池右上方，小圆柱形电极位于半球形沙池的左上方，大半球形电极位于半球形沙池的右下方，小半球形电极位于半球形沙池的左下方。在试验平台的纵向中心线上固定有接地排，四周镶嵌有通过铰链能够方便打开的铝板，上表面的纵向中心线上固定两个绝缘试验盒。8#钢槽上固定有推手，方便移动整个平台。沙池中可填入不同电阻率的土壤，四条延伸槽可灵活拆卸组装，接地极按照试验要求埋设在沙池中。接地极通过接地引下线连接至试验电源的一端，回流线连接到沙池底部的接线柱上回流至试验电源的另一端。通过改变埋入沙池中接地极的形状、大小以及土壤电阻率等，研究接地极在不同性质入地电流情况下表征其接地性能的参数变化规律及影响因素，同时研究土壤在半球形接地极和圆柱形接地极中的击穿特性，并且通过可灵活组装的延伸槽增加沙池的范围使得实验人员可以探究较长水平接地体的冲击散流特性。

本发明把不同半径球形和圆柱形接地极以及半球+延伸槽形沙池集成在一个易于移动的长方体上，可以实现多种参数的测量，具有如下积极效果：1)可以严格的控制各参数的变化，实现接地极在各种状态下接地性能的模拟以及土壤参数的测量；2)该试验平台体积小，功能强大，易于移动，且价格便宜。3)该发明具有更为精准的实验性能和多样的实验方式，能满足试验的需要。

附图说明

图1为本发明的主视结构示意图；

图2为本发明的俯视结构示意图；

图3为本发明中半球+延伸槽形沙池的主视结构示意图；

图4为本发明中半球形电极主视结构示意图；

图5为图4的俯视结构示意图；

图6为本发明中圆柱形电极的主视结构示意图；

图7为图6的俯视结构示意图。

图中1.半球+延伸槽形沙池，2.半球形电极，3.半球形电极，4.圆柱形电极，5.圆柱形电极，6.支撑体，7.万向轮，8.钢槽，9.铝板，10.接地排，11.绝缘试验盒，12.推手，13.接线柱，14.绝缘板，15.固定螺丝，16.延伸槽，17.法兰连接紧固用螺孔。

具体实施方式

一种多功能接地综合实验平台，半球+延伸槽形沙池1、半球形电极A2、半球形电极B3、圆柱形电极A4、圆柱形电极B5集成在一个长方体结构中；其中，半球+延伸槽形沙池1位于长方体结构的中心，半球形电极A2、半球形电极B3、圆柱形电极A4、圆柱形电极B5对称的分布在半球+延伸槽形沙池1的四周，长方体结构四周镶嵌有通过铰链能够方便打开的铝板9，在纵向中心线上固定有接地排10，上表面纵向中心线两端固定有绝缘试验盒11，整个长方体结构外表面上焊接有推手12，使整个平台便于移动。

本发明半球+延伸槽形沙池1的半球形结构四周分别连接有延伸槽，增加实验项目的多样性，并且四个延伸槽可首尾连接，半球形底部左下侧焊接有接线柱13。

本发明半球形电极A2、半球形电极B3、圆柱形电极A4和圆柱形电极B5的右下侧外表面均焊接有接线柱13，圆柱形电极A4和圆柱形电极B5的底部利用绝缘板14通过固定螺丝15拧紧实现密封。

如图1－2中，半球+延伸槽形沙池(半球形直径1500mm、延伸槽为直径500mm、长1000mm的半圆柱形，均采用厚度为8mm的紫铜板，其中延伸槽法兰连通于半球形体上、可拆卸，四条延伸槽可首尾连接)1、半球形电极(直径200mm、厚度为8mm的紫铜板)A2、半球形电极(直径100mm、厚度为8mm的紫铜板)B3、圆柱形电极(直径100mm、高度200mm、厚度5mm的紫铜板)A4、圆柱形电极(直径200mm、高度200mm、厚度5mm的紫铜板)B5镶嵌在厚度为50mm的紫铜板上，半球+延伸槽形沙池1位于紫铜板的中心，半球形电极A2、半球形电极B3、圆柱形电极A4、圆柱形电极B5对称的分布在半球形沙池1的四周，底部通过支撑体6固定在一个具有万向轮(带刹车)7的钢槽8上，四周用方便打开的铝板9罩住，钢槽的纵向中心线上固定有接地排10，紫铜板上表面的纵向中心轴线两端安装有绝缘试验盒11，钢槽8的一端焊接有推手12，整个发明成长方体结构，体积小，方便移动。

在图3中，半球+延伸槽形沙池(半球形直径1500mm、延伸槽为直径500mm半圆柱形均采用厚度为8mm的紫铜板)1底部的左下侧外表面焊接有接线柱(M8)13。

其工作过程是：半球+延伸槽形沙池1中填入不同大小电阻率的土壤，接地极按照试验要求埋入沙池中，接地极通过接地引下线连接到试验电源一端，沙池底部的接线柱接回流线回流至试验电源的另外一端，整个过程简单，且易于操作和改变土壤和接地极的相关参数，并且延伸槽可首尾相接增加测量体的长度，使得可以进行较长水平接地极的冲击试验，研究其冲击散流机理。

在图4－5中，半球形电极A2和半球形电极B3的底部右下侧部分均固定有接线柱(M8)13。圆柱形电极A4和圆柱形电极B5的底部是用绝缘板14通过固定螺丝15拧紧密封，底部右下侧部分均固定有接线柱(M8)13。

其工作过程是：以半球形电极A2为例，电极中填入不同大小电阻率的土壤，土壤表面埋设有很小的球形电极，通过引下线接入试验电源的一端，半球形电极A2底部的接线柱接回流线回流至试验电源的另外一端。通过改变土壤参数来研究土壤在不同情况下的击穿特性。

Claims (3)

1.一种多功能接地综合实验平台，其特征是：半球+半圆柱延伸槽型沙池(1)、半球形电极A(2)、半球形电极B(3)、圆柱形电极A(4)、圆柱形电极B(5)集成在一个长方体结构中；其中，半球+半圆柱延伸槽型沙池(1)位于长方体结构的中心，半球形电极A(2)、半球形电极B(3)、圆柱形电极A(4)、圆柱形电极B(5)对称的分布在半球+延伸槽形沙池(1)的四周，长方体结构四周镶嵌有通过铰链能够方便打开的铝板(9)，在纵向中心线上固定有接地排(10)，上表面纵向中心线两端固定有绝缘试验盒(11)，整个长方体结构外表面上焊接有推手(12)，使整个平台便于移动。

2.根据权利要求1所述的一种多功能接地综合实验平台，其特征是：半球+半圆柱延伸槽型沙池(1)的半球形结构四周分别连接有延伸槽，增加实验项目的多样性，并且四个延伸槽可首尾连接，半球形底部左下侧焊接有接线柱(13)。

3.根据权利要求1所述的一种多功能接地综合实验平台，其特征是：半球形电极A(2)、半球形电极B(3)、圆柱形电极A(4)和圆柱形电极B(5)的右下侧外表面均焊接有接线柱(13)，圆柱形电极A(4)和圆柱形电极B(5)的底部利用绝缘板(14)通过固定螺丝(15)拧紧实现密封。