CN105322442A - 一种地埋放电装置及应用该装置的备用地网 - Google Patents

Abstract

一种地埋放电装置及应用该装置的备用地网，所述地埋放电装置包括：外壳、第一绝缘连接带、第二绝缘连接带、计数器及设于第二绝缘连接带上的电流互感器；所述第一绝缘连接带与现有地网相连，所述第二绝缘连接带与备用地网相连；所述现有地网的电压达到地埋放电装置的间隙放电设计值时，现有地网通过地埋放电装置向备用地网进行放电。本发明提供的地埋放电装置及应用该装置的备用地网，通过在现有需要保护的水平地网周围新建备用地网，再用地埋放电装置将现有地网与备用地网相连接，当现有地网的电压超过规程要求的安全值时，即可通过地埋放电装置向备用地网放电，以降低现有地网的电压，使其控制在安全值内，进而达到保护现有地网的效果。

Description

一种地埋放电装置及应用该装置的备用地网

技术领域

本发明涉及电力接地网、风力发电机接地网、输电线路杆塔接地网、高耸建筑接地技术领域，尤其涉及一种地埋放电装置及应用该装置的备用地网。

背景技术

由于电网容量增大，电力系统短路电流加大，电压由110KV、220KV、330KV、500KV升高到1000KV，变电站短路电流增加，对发电厂、变电站接地网的要求更高。当电气设备建设在土壤电阻率较高的地区时，降低接地电阻以满足规程要求耗资巨大。当土壤电阻率大于5000欧米时，无论采取哪种降阻措施，都很难满足国家标准要求，因此，要采用其它措施来保证电力设备安全和运行维护时的人身安全。通常情况下，接地网产生高电压威胁设备及人身安全时，电力系统的保护采用降低接地电阻或均衡电压的方式，比如采用高阻地面，但高阻地面投资巨大，且运行维护费用巨大。水泥砼高阻地面雨天会降低；碎石高阻层由于灰尘积累，运行后要定期进行清洗；沥青高阻层容易产生裂纹等，高阻地面运行维护是令人们所担心的。

电力系统、装置或设备应按规定接地，接地网是电力设备保护的一种方式。根据GB50065-2011《交流电气装置的接地设计规范》，复合式接地网：

S=(0.5ρ/R)²

其中，S为覆盖在ρ土壤电阻率上的接地网总面积（m²），R为接地电阻（Ω）。当R=0.5Ω、ρ=1000欧米时，S=1000m×1000m；当R=1Ω、ρ=1000欧米时，S=500m×500m。由此可见，建一个接地电阻0.5Ω的接地网的成本，相当于建四个接地电阻1Ω的接地网，投资巨大。因此，如何在保护电力系统的同时节省投资成本，成为研究的难点和重点。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种地埋放电装置及应用该装置的备用地网，通过在需要被保护的现有地网附近，新建备用地网，通过地埋放电装置实现现有地网的过电压放电保护。

为实现本发明的上述目的，本发明提供一种地埋放电装置，包括：外壳、第一绝缘连接带、第二绝缘连接带、计数器及设于第二绝缘连接带上的电流互感器；所述外壳包括设有相对应通孔的左挡板与右挡板；所述第一绝缘连接带的一端位于左挡板外侧，另一端穿过左挡板的通孔，通过第一绝缘块固定在装置内部；所述第二绝缘连接带的一端位于右挡板外侧，另一端穿过右挡板的通孔，通过第二绝缘块固定在装置内部；所述第一绝缘连接带与第二绝缘连接带在装置内部形成间隙放电；所述计数器设于装置内部，所述电流互感器与第二绝缘连接带、计数器电性相连。

所述通孔位于左、右挡板的中心。

所述第一绝缘连接带与第二绝缘连接带位于装置内部的放电端为弧形。

所述地埋放电装置为密闭装置，内部充满惰性气体；所述第一绝缘连接带与左挡板的通孔绝缘密闭连接，第二绝缘连接带与右挡板的通孔绝缘密闭连接。

所述第一绝缘连接带与第二绝缘连接带均由直径10～30mm的导电体外加绝缘保护套组成；所述第一绝缘连接带与第二绝缘连接带置于装置内部的部分不设有绝缘保护套。

所述外壳可由金属、PVC、塑料等材料制成。

所述计数器用于记录电流间隙放电次数及电流大小，通过GPRS将数据上传至外部主系统。

本发明还提供一种应用地埋放电装置的备用地网，所述地埋放电装置的第一绝缘连接带与现有地网相连，所述第二绝缘连接带与备用地网相连；所述现有地网的电压达到地埋放电装置的间隙放电设计值时，现有地网通过地埋放电装置向备用地网进行放电。

所述地埋放电装置的间隙放电设计值为2000V、3000V、5000V或任意放电电压。

所述备用地网可以为1个或多个；所述备用地网可以由若干接地深井连接而成，也可以由若干水平地网连接而成，也可以由若干接地坑连接而成，也可以由若干离子接地极连接而成；所述接地深井至少为1个，所述水平地网至少为1个；所述多个备用地网可以位于现有地网同一侧，也可以位于现有地网的不同侧。

所述备用地网若采用多个接地深井相连，可布置在现有地网周围；若采用水平备用地网，与现有地网应尽可能离开数米或数十米。

与现有技术相比本发明的有益效果。

本发明提供的地埋放电装置及应用该装置的备用地网，通过在现有需要保护的水平地网周围新建备用地网，再用地埋放电装置将现有地网与备用地网相连接，当现有地网的电压超过规程要求的安全值时，即可通过地埋放电装置向备用地网放电，以降低现有地网的电压，使其控制在安全值内，进而达到保护现有地网的效果。

附图说明

图1为本发明地埋放电装置的正剖面结构示意图。

图2为本发明地埋放电装置的立体结构示意图。

图3为本实施例1应用地埋放电装置的备用地网的结构示意图。

图4为本实施例1接地深井的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例进一步详细说明本发明。

请参阅图1、2，本实施例提供一种地埋放电装置，包括：外壳1、第一绝缘连接带2、第二绝缘连接带3、计数器及安装于第二绝缘连接带3上的电流互感器5；所述外壳1包括设有相对应通孔6，7的左挡板8与右挡板9；所述第一绝缘连接带2的一端位于左挡板8外侧，另一端穿过左挡板8的通孔6，通过第一绝缘块10固定在装置内部；所述第二绝缘连接带3的一端位于右挡板9外侧，另一端穿过右挡板9的通孔7，通过第二绝缘块11固定在装置内部；所述第一绝缘连接带2与第二绝缘连接带3在装置内部形成间隙放电；所述计数器设于装置内部，所述电流互感器5与第二绝缘连接带3、计数器电性相连。

所述外壳1为圆柱形，长度为255mm，厚度为10mm；所述左挡板8与右挡板9的长度均为140mm，厚度为30mm；所述左挡板8与右挡板9可以与外壳1螺纹连接；所述通孔（6，7）的直径为20mm；所述第一绝缘连接带2位于装置内部的长度为60mm，所述第二绝缘连接带3位于装置内部的长度为125mm；所述第一绝缘连接带2与第二绝缘连接带3的放电间隙为10mm。

所述通孔6，7位于左挡板8与右挡板9的中心；所述外壳1由塑料制成。

所述第一绝缘连接带2与第二绝缘连接带3位于装置内部的放电端均为弧形，弧的半径为50mm。当没有绝缘时，现有地网和备用地网之间会通过土壤进行电力传输，那么现有地网和备用地网之间的电位差就会很小，备用地网就起不到保护现有地网的作用。因此，本发明采用绝缘连接带进行现有地网和备用地网之间的连接，有效避免了两者通过土壤进行电力传输的情况，使现有地网的地电位升高时，可以对备用地网进行有效地放电。

所述地埋放电装置为密闭装置，内部充满惰性气体；所述第一绝缘连接带2与左挡板8的通孔6绝缘密闭连接，第二绝缘连接带3与右挡板9的通孔7绝缘密闭连接。

所述第一绝缘连接带2与第二绝缘连接带3直径均为20mm，均由钢筋或镀锌钢棒12外加绝缘保护套13组成；所述第一绝缘连接带2与第二绝缘连接带3置于装置内部的部分不设有绝缘保护套13。

所述计数器用于记录电流间隙放电次数及电流大小，通过GPRS将数据上传至外部主系统。所述计数器可由安装的电池供电；所述电流互感器5可由安装的电池供电，也可为充电电池，通过储存间隙放电产生的电能，为电流互感器5供电。

请参阅图3，本实施例还提供一种应用地埋放电装置的备用地网，所述地埋放电装置16的第一绝缘连接带2与现有地网14相连，所述第二绝缘连接带3与备用地网15相连；所述现有地网14的电压达到地埋放电装置16的间隙放电设计值时，现有地网14通过地埋放电装置16向备用地网15进行放电。

所述地埋放电装置16的间隙放电设计值为2000V，即现有地网14的电压值超过2000V，就会通过地埋放电装置16向备用地网15放电，以降低现有地网14的电压，使现有地网14始终保持在规程要求的安全值内。

若现有地网14为50m×50m，那么新建的备用地网15与现有地网14之间的距离可以为30m。

所述现有地网14的材料可以为铜40mm（宽）×4mm（厚）、钢（外面镀锌）68mm（宽）×6mm（厚）。

为进一步验证本发明的有益效果，提供以下试验案例。

试验例1：应用于500KV变电站。

请参阅图3，现有地网为150m×150m，在现有地网的围墙外安装10口接地深井，所述接地深井直径100mm，深30m；所述深井之间的间距为20m。所述10口深井之间通过60mm（宽）×6mm（厚）的镀锌扁钢相互连接（焊接），形成一个完整的备用地网。然后通过三个地埋放电装置，将现有地网与备用地网相连接。所述三个地埋放电装置均布于10口接地深井之间。采用垂直接地深井的好处是：垂直接地深井与现有水平地网电耦合很小。

请参阅图4，所述接地深井为：在岩石地质上钻直孔17，在所述直孔17上扩大钻孔，形成若干空腔18，向直孔17中放入灌浆管19直至底部；所述空腔18与灌浆管19相对应的区域设有防爆套管20，防爆套管20通过挡板21固定在灌浆管19底部的外壁上；所述灌浆管19顶部设有外螺纹，底部设有随机分布的灌浆孔；所述防爆套管20分布有与灌浆孔相对应的套管孔22。向空腔18中放置炸药或静力爆破膨胀剂23。空腔18爆破后使直孔17周围产生岩石裂缝，封岩孔，用压力机将降阻材料，压入直孔17、空腔18及岩石裂缝中。所述空腔18至少为1个。

试验例2：应用于风力发电机。

现有地网为50m×40m，在现有地网的围墙外安装3口接地深井，所述接地深井直径100mm，深30m；所述3口深井之间通过60mm（宽）×6mm（厚）的镀锌扁钢相互连接（焊接），形成一个完整的备用地网。然后通过两个地埋放电装置，将现有地网与备用地网相连接。

试验例3：应用于送电线路。

在铁塔原接地线，钻两口接地深井，所述接地深井直径100mm，深20m；所述两口深井之间通过60mm（宽）×6mm（厚）的镀锌扁钢相互连接（焊接），形成一个完整的备用地网。然后通过两个地埋放电装置，将现有地网与备用地网相连接。

Claims (10)

1.一种地埋放电装置，其特征在于，本发明包括：外壳（1）、第一绝缘连接带（2）、第二绝缘连接带（3）、计数器及设于第二绝缘连接带（3）上的电流互感器（4）；所述外壳（1）包括设有相对应通孔（6,7）的左挡板（8）与右挡板（9）；所述第一绝缘连接带（2）的一端位于左挡板（8）外侧，另一端穿过左挡板（8）的通孔（6），通过第一绝缘块（10）固定在装置内部；所述第二绝缘连接带（3）的一端位于右挡板（9）外侧，另一端穿过右挡板（9）的通孔（7），通过第二绝缘块（11）固定在装置内部；所述第一绝缘连接带（2）与第二绝缘连接带（2）在装置内部形成间隙放电；所述计数器设于装置内部，所述电流互感器（5）与第二绝缘连接带（3）、计数器电性相连。

2.一种应用地埋放电装置的备用地网，其特征在于，本发明地埋放电装置（16）的第一绝缘连接带（2）与现有地网（14）相连，所述第二绝缘连接带（3）与备用地网（15）相连；所述现有地网（14）的电压达到地埋放电装置（16）的间隙放电设计值时，现有地网（14）通过地埋放电装置（16）向备用地网（15）进行放电。

3.如权利要求1所述的地埋放电装置，其特征在于，所述通孔（6,7）位于左、右挡板（8,9）的中心。

4.如权利要求1所述的地埋放电装置，其特征在于，所述第一绝缘连接带（2）与第二绝缘连接带（3）位于装置内部的放电端均为弧形。

5.如权利要求1所述的地埋放电装置，其特征在于，所述地埋放电装置为密闭装置，内部充满惰性气体；所述第一绝缘连接带（2）与左挡板（8）的通孔（6）绝缘密闭连接，第二绝缘连接带（3）与右挡板（9）的通孔（7）绝缘密闭连接。

6.如权利要求1所述的地埋放电装置，其特征在于，所述第一绝缘连接带（2）与第二绝缘连接带（3）均由直径10～30mm的导电体（12）外加绝缘保护套（13）组成；所述第一绝缘连接带（2）与第二绝缘连接带（3）置于装置内部的部分不设有绝缘保护套（13）。

7.如权利要求2所述的应用地埋放电装置的备用地网，其特征在于，所述地埋放电装置（16）的间隙放电设计值为2000V、3000V、5000V或任意放电电压。

8.如权利要求1所述的应用地埋放电装置的备用地网，其特征在于，所述备用地网（15）可以为1个或多个；所述备用地网（15）可以由若干接地深井连接而成，也可以由若干水平地网连接而成，也可以由若干接地坑连接而成，也可以由若干离子接地极连接而成；所述接地深井至少为1个，所述水平地网至少为1个；所述多个备用地网（15）可以位于现有地网（14）同一侧，也可以位于现有地网（14）的不同侧。

9.如权利要求1所述的应用地埋放电装置的备用地网，其特征在于，所述备用地网（15）采用多个接地深井相连，可以布置在现有地网（14）周围。

10.如权利要求2所述的应用地埋放电装置的备用地网，其特征在于，所述备用地网（15）采用水平备用地网，与现有地网（14）应尽可能离开数米或数十米。