CN105742837A - 高效放电接地极 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高效放电接地极，属于电气工程技术领域。所述接地极的特点是，其外壁上设置有多个放电电极，所述放电电极为具有尖端的凸起结构；所述接地极为良导体材料制成。采用本发明的接地极对电器、设备和/或建筑物等进行接地保护，能与土壤建立很好的导电接触能力，具有电流泄放快、制作成本低、接地效果好等优点。

Description

高效放电接地极

技术领域

本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种高效放电接地极。

背景技术

接地装置是接地体和接地线的总称，其作用是将闪电电流导入地下，防雷系统的保护在很大程度上与此有关。埋入大地以便与大地连接的导体或几个导体的组合称为接地极。接地极就是与大地充分接触，实现与大地连接的电极。

接地装置是发电厂、变电站、通信站、输电线路铁塔、气象站、水文站、生态监测站中确保工作接地、防雷接地、保护接地的必备设施。目前防雷接地极种类繁多，包括金属类、非金属石墨类、混合类等。

在电气工程中，现有的接地极多采用多条2.5M长，45X45mm镀锌角钢，钉于800mm深的沟底，再用引出线引出。除了镀锌角钢，现有的接地极还经常采用直径2cm镀锌圆钢或镀锌角铁。

但上述这些接地极普遍存在一个不足，即，它们与土壤之间存在很大的电阻率，削弱了使得其导电能力以及它们与土壤的导电接触能力，从而使得接地效果不理想。

发明内容

本发明基于上述领域存在的不足，提供了一种迅速逐级耗损雷电流的放电接地极，为瞬间雷电流快速建立宽松泄放通道。

本发明的技术方案如下：

所述接地极的核心特征是，接地极的外壁上设置有多个放电电极，所述放电电极为具有尖端的凸起结构；尖端结构的设置是为了利用尖端放电效应，有助于将接地装置接收的电荷更好地释放；

在本发明的一些实施例中，所述接地极包括罐体，所述罐体上端开口，用于盛装导电介质；所述罐体的外壁上设置有多个外放电电极，所述外放电电极为具有尖端的片状凸起结构。

在基于上述实施例的进一步的实施例中，所述接地极还包括罐盖，所述罐盖的尺寸和形状与所述罐体的上端开口相配合；所述罐盖包括底部向下延伸出的柱状体，用于伸入罐体内部；所述柱状体直径小于所述罐体的内径，使得罐盖和罐体配合时所述柱状体和罐体内壁之间还有富余空间；所述柱状体的外壁上设置有多个内放电电极；所述内放电电极为具有尖端的片状凸起结构。

上述内放电电极和外放电电极均采用片状凸起结构，是因为，片状结构表面积大，且体积较小，因此采用片状凸起既能有效地增大接地极与土壤的接触面积，又能在生产制造上节约材料成本。

所述凸起结构选自下述结构中的一种或多种：片状凸起、柱状凸起、块状凸起、锥状凸起；凸起结构会增大接地极的外表面积，从而增大整个接地极与土壤的接触面积，有利于获得更好的接地效果。

所述接地极为良导体材料制成，良导体材料能更好的接导电流。在一些具体的实施例中，所述良导体材料选自下述材料中的一种或多种：钢、不锈钢、紫铜、铝、铁。

本发明的接地极，其不同部件可由相同或不同的材料制成，例如，可将罐盖做成铜，灌溉底部的柱状体做成铝，这样既能节约生产成本，又可利用材料差异形成的导电率差异，从而促成雷电能量逐级耗损，实现接地极的降阻。

在本发明的一些实施例中，所述罐盖顶部设置有连接排，用于与接地线相连接形成主泄放通道。主泄放通道的作用是减少雷电流的尖峰电流，损耗雷电的能量，更好地接地，更好地保护设备。

在本发明的一些实施例中，所述罐体外壁设置有连接排，用于与接地线相连接形成次泄放通道。次泄放通道的作用是辅助主泄放通道对雷电进行分流，使雷电通过多个通道进行泄放，使接地极的作用发挥到最大，以获得更好的接地效果。

连接排的作用是可以固定多股接地线；上述泄放通道通过接地线将电器、建筑物、设备等需要采取接地措施的物体与接地极相连接，从而泄放电流达到保护上述物体的目的。

在一些具体的实施例中，所述接地线具体为多股紫铜导线或多股铝线。接地线设置成多股的好处在于，基于趋肤效应，大量电荷聚集在金属表面，多股金属导线大大地增加了电荷聚集的表面积，从而能导出更多电流，更好地保护电器、设备和/或建筑物。

在本发明某些实施例中，所述内放电电极均匀分布在所述柱状体的外壁上。

在本发明某些实施例中，所述外放电电极均匀分布在所述罐体外壁上。

放电电极的均匀分布是本发明的优选方式，这种布置方式可以求得各类土壤环境中土质差异的平衡数值，为达到良好放电接地效果的最优布置，使接地极在因土质不同而具有不同导电率的土壤中都能获得很好地接地效果。

接地极的形状无特殊要求，可加工成现有常规的各类形状，如长条形、柱形、立方体、沟型、井型等等。

在一些具体的实施例中，所述导电介质为石墨或导电液；

所述导电液选自下述中的一种或多种：汞、硝酸盐，氯化钠、氢氧化钠；

所述石墨由不同粒径的石墨颗粒混合而成(石墨颗粒过筛，筛网目数为75目-1000目)。石墨粉采用多种粗细规格的颗粒来实现雷电电荷在石墨颗粒表面与颗粒之间隙汇集可实现电热效能互转换而降低雷电尖端锋质及整体能量。

本发明根据雷电流泄放特性，提供了一种将雷电流从导入与吸收，集中储藏与泄放为一体的接地装置。本发明将接地极的导电能力作了个大的增加，使其的导电能力和它与土壤的导电接触能力大大增强。

本发明采用同电位双向泄放通道，一通道是采用多股紫铜线或多股铝线将雷电尖锋电流实现自然分流导入接地体罐体内部，在接地体内通过其它导体(石墨、导电液)汇集大部分雷电能量，通过放电接地极设计的尖端电极分能量和速度泄放给同伴接地体或大地。另一通道是采用多股紫铜线或多股铝线将了雷电流直接导入罐体外沿瞬态汇集于罐体表面的尖端放电电极与周边同伴接地体或大地泄放。本发明接地装置将雷电尖锋电流分流成内外二个部分并自然分流经多个通道泄放，实现瞬态成倍分解流散。本发明接地装置可用不同材料制作接地极的不同部件，既能节约生产成本，又能利用材料差异而自然形成的导电能力(导电率差异)差异，促使雷电能量耗损，从而达到接地极降阻的目的。

本发明的高效放电接地极与普通接地极相比较，因其结构与体量上的差别和内外设计的尖端放电电极等等独特优势，可以将导体，半绝缘体不同功能通过二个放电路径全面调整和利用起来，因此具有快速接收雷电大能量，吸引雷电尖峰电流直接衰减和入地转化，减少雷电中坚持续强电流的功能。

采用本发明的接地极对电器、设备和/或建筑物等进行接地保护，能与土壤建立很好的导电接触能力，具有电流泄放快、制作成本低、接地效果好等优点。

附图说明

图1是本发明一些实施例提供的接地极的具体结构示意图。

图中标记列示如下：1-罐体；11-外放电电极；12-次泄放通道；2-罐盖；21-内放电电极；22-主泄放通道；23-柱状体

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，但并不以此来限制本发明的范围。如无特殊说明，下述实施例中使用的操作均为常规方法，所采用的部件和耗材均可以商购获得。

在本发明的所有实施例中，本发明所述的接地极具有如下特点：所述接地极的外壁上设置有多个放电电极，所述放电电极为具有尖端的凸起结构；尖端结构的设置是为了利用尖端放电效应，有助于将接地装置接收的电荷更好地释放；

所述接地极为良导体材料制成，良导体材料能更好的接导电流。

进一步地，如图1所示，所述接地极包括罐体1，所述罐体1上端开口，用于盛装导电介质；所述罐体1的外壁上设置有多个外放电电极11，所述外放电电极11为具有尖端的片状凸起结构。

进一步地，所述接地极还包括罐盖2，所述罐盖2的尺寸和形状与所述罐体1的上端开口相配合；所述罐盖2包括底部向下延伸出的柱状体23，用于伸入罐体1内部；所述柱状体23直径小于所述罐体1的内径，使得罐盖2和罐体1配合时所述柱状体23和罐体1内壁之间还有富余空间；所述柱状体23的外壁上设置有多个内放电电极21；所述内放电电极21为具有尖端的片状凸起结构。

具体地，所述凸起结构选自下述结构中的一种或多种：片状凸起、柱状凸起、块状凸起、锥状凸起；凸起结构会增大接地极的外表面积，从而增大整个接地极与土壤的接触面积，有利于获得更好的接地效果。

进一步地，所述罐盖2顶部设置有连接排，用于与接地线相连接形成主泄放通道22。主泄放通道的作用是减少雷电流的尖峰电流，损耗雷电的能量，更好地接地，更好地保护设备。

进一步地，所述罐体1外壁设置有连接排，用于与接地线相连接形成次泄放通道12。次泄放通道的作用是辅助主泄放通道对雷电进行分流，使雷电通过多个通道进行泄放，使接地极的作用发挥到最大，以获得更好的接地效果。

连接排的作用是可以固定多股接地线；上述泄放通道通过接地线将电器、建筑物、设备等需要采取接地措施的物体与接地极相连接，从而泄放电流达到保护上述物体的目的。

进一步地，所述内放电电极21均匀分布在所述柱状体23上。

进一步地，所述外放电电极11均匀分布在所述罐体1外壁上。

放电电极的均匀分布是本发明的优选方式，这种布置方式可以求得各类土壤环境中土质差异的平衡数值，为达到良好放电接地效果的最优布置，使接地极在因土质不同而具有不同导电率的土壤中都能获得很好地接地效果。

具体地，所述良导体材料选自下述材料中的一种或多种：钢、不锈钢、紫铜、铝、铁。

本发明的接地极，其不同部件可由相同或不同的材料制成，例如，可将罐盖做成铜，灌溉底部的柱状体做成铝，这样既能节约生产成本，又可利用材料差异形成的导电率差异，从而促成雷电能量逐级耗损，实现接地极的降阻。

具体地，所述接地线为多股紫铜导线，也可以是多股铝线。接地线设置成多股的好处在于，基于趋肤效应，大量电荷聚集在金属表面，多股金属导线大大地增加了电荷聚集的表面积，从而能导出更多电流，更好地保护电器、设备和/或建筑物。

在一些具体的实施例中，所述导电介质为石墨或导电液；

所述导电液选自下述中的一种或多种：汞、硝酸盐，氯化钠、氢氧化钠；

所述石墨由过75目-1000目筛的不同粒径规格的石墨颗粒混合而成。

本发明接地极的安装布置方法很简单，可以垂直安装或平面安装，如果是垂直安装，只需要将垂直地井打好后将放电接地极安放于井内，将二路连接引下线连接好后回填土壤即可。平面安装方法与垂直安装方法类似。

Claims (10)

1.接地极，其特征在于，所述接地极外壁上设置有多个放电电极，所述放电电极为具有尖端的凸起结构；

所述接地极为良导体材料制成。

2.根据权利要求1所述的接地极，其特征在于，所述接地极为罐体结构；所述罐体上端开口，用于盛装导电介质；

所述罐体的外壁上设置有多个外放电电极，所述外放电电极为具有尖端的凸起结构。

3.根据权利要求2所述的接地极，其特征在于，所述接地极还包括罐盖，所述罐盖的尺寸和形状与所述罐体的上端开口相配合；

所述罐盖包括底部向下延伸出的柱状体，用于伸入罐体内部；

所述柱状体直径小于所述罐体的内径，使得罐盖和罐体配合时所述柱状体和罐体内壁之间还有富余空间；

所述柱状体的外壁上设置有多个内放电电极；所述内放电电极为具有尖端的凸起结构。

4.根据权利要求1-3任一所述的接地极，其特征在于，所述凸起结构选自下述结构中的一种或多种：片状凸起、柱状凸起、块状凸起、锥状凸起。

5.根据权利要求2所述的接地极，其特征在于，所述罐体外壁设置有连接排，用于与接地线相连接形成次泄放通道。

6.根据权利要求3所述的接地极，其特征在于，所述罐盖顶部设置有连接排，用于与接地线相连接形成主泄放通道。

7.根据权利要求2所述的接地极，其特征在于，所述外放电电极均匀分布在所述罐体外壁上。

8.根据权利要求3所述的接地极，其特征在于，所述内放电电极均匀分布在所述柱状体的外壁上。

9.根据权利要求1或2所述的接地极，其特征在于，所述良导体材料选自下述材料中的一种或多种：钢、不锈钢、紫铜、铝、铁；

所述导电介质为石墨或导电液；

所述导电液选自下述中的一种或多种：汞、硝酸盐，氯化钠、氢氧化钠；

所述石墨由不同粒径的石墨颗粒混合而成。

10.根据权利要求5或6所述的接地极，其特征在于，所述接地线为多股紫铜导线或多股铝线。