CN105071061A - 一种配电台区的防雷接地系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种配电台区的防雷接地系统，该系统包括地线、多个接地体、降阻抗腐溶剂填充层和降阻抗腐溶剂渗透层。其中，地线用于连接配电台区的接地线，并分别与多个接地体电连接，降阻抗腐溶剂填充层包覆在接地体周围，降阻抗腐溶剂渗透层则包覆在降阻抗腐溶剂填充层周围，形成完整的防雷接地系统，由于降阻抗腐溶剂填充层中包含的高分子降阻溶剂在向周围地层中渗透形成树根效应，能够有效增大接地面积，进而能有效降低接地电阻，从而在为土壤电阻率较高的配电台区提供接地时能够有效解决接地电阻、跨步电压和接触电压偏高的问题。

Description

一种配电台区的防雷接地系统

技术领域

本申请涉及电力技术领域，更具体地说，涉及一种配电台区的防雷接地系统。

背景技术

配电台区的接地网对于整个配电网系统的可靠运行及该台区内工作人员的人身安全起着重要作用，其接地电阻、跨步电压与接触电压是台区接地系统的重要技术指标，此外现代化的配电台区集中安装了大量的测量、监控、保护、通信、计算机网络等先进电子设备、电气设备和电气装置，具有高度集成化、规模系统化和中央集约化特点，但其耐过电压、过电流水平相对较差，雷电灾害可能导致电子信息系统设备的毁坏甚至整个配电系统瘫痪，因此配电台区在投入运行前，接地电阻必须达到设计规范及标准要求(即100kVA及以下接地电阻不大于10欧姆，100kVA以上不大于4欧姆)，否则该配电台区将无法正常运行。

然而，有些配电台区由于受地理条件的限制，不得不建造在土壤电阻率较高的地区，导致这些配电台区的接地电阻、跨步电压与接触电压偏高，无法满足现行标准的要求。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种配电台区的防雷接地系统，用于为土壤电阻率较高的地区的配电台区提供接地，以解决这些地区的配电台区的接地电阻、跨步电压和接触电压偏高的问题。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种配电台区的防雷接地系统，包括：

与所述配电台区的接地线相连接的地线；

与所述地线相连接、设置在地面下预设深度的多个接地体；

包覆在所述接地体周围的降阻抗腐溶剂填充层；

包覆在所述降阻抗腐溶剂填充层周围的降阻抗腐溶剂渗透层。

可选的，所述地线为镀锌扁钢。

可选的，所述镀锌扁钢的尺寸为40x4毫米。

可选的，所述接地体位于地面0.6～0.8米以下。

可选的，每一所述接地体之间的距离不小于4米。

可选的，所述接地体垂直或者水平设置在地层内。

可选的，所述接地体包括：

金属导电芯；

包覆在所述金属导电芯外表面的非金属导电材料。

选的，所述降阻抗腐溶剂填充层包括包覆在所述接地体周围的高分子硬化树脂凝胶体。

可选的，所述高分子硬化树脂凝胶体由降阻抗腐溶剂加入引发剂和催化剂形成。

可选的，所述降阻抗腐溶剂填充层对所述接地体的包覆厚度不小于40毫米。

从上述的技术方案可以看出，本申请公开了一种配电台区的防雷接地系统，该系统包括地线、多个接地体、降阻抗腐溶剂填充层和降阻抗腐溶剂渗透层。其中，地线用于连接配电台区的接地线，并分别与多个接地体电连接，降阻抗腐溶剂填充层包覆在接地体周围，降阻抗腐溶剂渗透层则包覆在降阻抗腐溶剂填充层周围，形成完整的防雷接地系统，由于降阻抗腐溶剂填充层中包含有高分子降阻溶剂在向周围地层中渗透形成树根效应，能够有效增大接地面积，进而能有效降低接地电阻，从而在为土壤电阻率较高的配电台区提供接地时能够有效解决接地电阻、跨步电压和接触电压偏高的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的一种配电台区的防雷接地系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

一般的配电台区经常采用放射法埋设铜镀钢来降低其接地电阻。但是此方法仅对于地质土壤条件较好的地方效果明显，当遇到接地电阻率较高的地区或该地区土质以沙石居多时其降阻效果并不明显，究其原因在于当水平接地体长度增大时，电感的影响随之增大，从而使冲击系数增大，当接地体达到一定长度后，即使再增加长度也无法使接地电阻进一步下降。例如接地电阻率在1000～2000Ω·m的水平接地体其埋设长度应在60～80米，而实际上在处于山区的配电台区根本没有这么长的泥土地段，也就无法采用埋设铜镀钢的做法使其发挥降阻的作用。

因此针对土壤电阻率较高的地区的配电台区特提供以下实施例，以使这些地区的配电台区的接地电阻、跨步电压和接触电压符合相关标准。

图1为本申请实施例提供的一种配电台区的防雷接地系统的示意图。

如图1所示，本实施例提供的配电台区的防雷接地系统包括地线10、多个接地体20、降阻抗腐溶剂填充层30和降阻抗腐溶剂渗透层40构成。

地线10优选40x4毫米的镀锌扁钢，与配电台区的接地线100通过焊接方式相连接，在连接处应该涂刷2～3道环氧沥青漆、FVC漆或其他耐久漆，以避免因氧化腐蚀导致断裂。

在预设的接地体埋设区的地表下预设深度处埋设多个接地体20，每个接地体20都与该地线10通过焊接方式相连接，同样为了防腐，需要在连接处涂刷环氧沥青漆、FVC漆或其他耐久漆。

接地体20埋设在地表面0.6～08的深度以下，彼此之间的间距不应小于4米，可以垂直或者水平埋设。在施工时，首先开挖一个基槽200，然后将与地线10相连接的接地体20垂直或水平方式固定在该基槽200内，然后将降阻抗腐溶剂填埋在基槽20内，降阻抗腐溶剂包覆在接地体20周围形成该降阻抗腐溶剂填充层30。同时该降阻抗腐溶剂填充层内的溶剂渗透到周围地层中形成降阻抗腐溶剂渗透层40。

从上述技术方案可以看出，本实施例提供了一种配电台区的防雷接地系统，该系统包括地线、多个接地体、降阻抗腐溶剂填充层和降阻抗腐溶剂渗透层。其中，地线用于连接配电台区的接地线，并分别与多个接地体电连接，降阻抗腐溶剂填充层包覆在接地体周围，降阻抗腐溶剂渗透层则包覆在降阻抗腐溶剂填充层周围，形成完整的防雷接地系统，由于降阻抗腐溶剂填充层中包含的高分子降阻溶剂在向周围地层中渗透形成树根效应，能够有效增大接地面积，进而能有效降低接地电阻，从而在为土壤电阻率较高的配电台区提供接地时能够有效解决接地电阻、跨步电压和接触电压偏高的问题。

将地层中的接地电极等效为半球形后进行计算。设接地电极的半径为α，由接地电极流入大地的电流为I，土壤电阻率为ρ，则在离开球心距离为γ的土壤中的电流密度：

$J=\frac{I}{2\mathrm{\π}\mathrm{\γ}}$

由此得到该处的电场强度：

$E=J\mathrm{\ρ}=\frac{I\mathrm{\ρ}}{2{\mathrm{\π\γ}}^2}$

所以接地电极的电位(由无穷远处到电极间的电位):

$U={\∫}_{\mathrm{\α}}^{\mathrm{\∞}}Ed\mathrm{\γ}=\frac{I\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\π}\mathrm{\α}}$

那么半球形的接地电极的接地电阻值：

$R=\frac{U}{I}=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\π}\mathrm{\α}}$

此外由α到γ之间的土壤电阻值：

$R^{*}={\∫}_{\mathrm{\α}}^{\mathrm{\γ}}\frac{\mathrm{\ρ}}{2{\mathrm{\π\γ}}^2}d\mathrm{\γ}=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\π}}(\frac{1}{\mathrm{\α}}-\frac{1}{\mathrm{\γ}})=R(1-\frac{\mathrm{\α}}{\mathrm{\γ}})$

当γ＝10α时，则有R^*＝0.9R，说明R^*占R的90％。

故说明，当离开接地电极距离为接地电极尺寸10倍以内的土壤中加入高渗透、树脂凝胶状的降阻抗腐溶剂时能够更为有效降低接地电阻，因此本申请中的接地体周围的降阻抗腐溶剂填充层的厚度不小于40毫米。

优选的，本申请中的接地体20包括金属导电芯和包覆层，该包覆层为包覆在该金属导电芯周围的非金属导电材料。其中，该金属导电芯优选热镀锌扁钢，包覆在热镀锌扁钢外部的非金属导体材料在确保自主吸湿、保湿的基础上能有效隔断土壤中氧气、水分与其内置的热镀锌扁钢的接触，继而在大幅度增加该模块与土壤有效接触面积的同时使内置的热镀锌扁钢的腐蚀速度急剧减缓，尤其是在盐碱性土壤中使用，可在接地体表面形成钢灰色的钝化膜，该钝化膜有进一步保护接地体免遭腐蚀的作用，由此保持了该模块降低电阻的效果且性能长期稳定。

另外，降阻抗腐溶剂填充层30中的降阻抗腐溶剂以高分子有机物与强电解质的无机物相混合的方式构成，在加入引发剂和催化剂后生成固、液共存状态的硬化树脂凝胶体。该胶体自身是一种优良的导电体，它介于接地体与土壤之间，一方面能够与金属接地体紧密接触，从而对其起到防腐蚀保护作用的同时形成足够大面积来承受电流能量；另一方面它能向周围土壤渗透，以进一步扩大接地模块和周围介质的有效接触区域，从而达到进一步降低周围土壤电阻率的目的，由此在接地体周围形成一个变化平缓的低电阻区域。

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申请。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申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请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 (10)

1.一种配电台区的防雷接地系统，其特征在于，包括：

与所述配电台区的接地线相连接的地线；

与所述地线相连接、设置在地面下预设深度的多个接地体；

包覆在所述接地体周围的降阻抗腐溶剂填充层；

包覆在所述降阻抗腐溶剂填充层周围的降阻抗腐溶剂渗透层。

2.如权利要求1所述的防雷接地系统，其特征在于，所述地线为镀锌扁钢。

3.如权利要求2所述的防雷接地系统，其特征在于，所述镀锌扁钢的尺寸为40x4毫米。

4.如权利要求1所述的防雷接地系统，其特征在于，所述接地体位于地面0.6～0.8米以下。

5.如权利要求1所述的防雷接地系统，其特征在于，每一所述接地体之间的距离不小于4米。

6.如权利要求1所述的防雷接地系统，其特征在于，所述接地体垂直或者水平设置在地层内。

7.如权利要求1～6任一项所述的防雷接地系统，其特征在于，所述接地体包括：

金属导电芯；

包覆在所述金属导电芯外表面的非金属导电材料。

8.如权利要求7所述的防雷接地系统，其特征在于，所述降阻抗腐溶剂填充层包括包覆在所述接地体周围的高分子硬化树脂凝胶体。

9.如权利要求8所述的防雷接地系统，其特征在于，所述高分子硬化树脂凝胶体由降阻抗腐溶剂加入引发剂和催化剂形成。

10.如权利要求8所述的防雷接地系统，其特征在于，所述降阻抗腐溶剂填充层对所述接地体的包覆厚度不小于40毫米。