CN106058499B - 一种变电站室外设备区地基结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种变电站室外设备区接地极结构，包括连接棒、设置在所述连接棒下部的接地棒和设置在所述连接棒上部的驱动头，所述接地棒为锥形结构，所述钻头外径大于等于所述连接棒外径，所述连接棒设置竖直向下的盲孔，所述盲孔侧壁设置若干向外开设的通孔，所述通孔内设置与所述通孔相匹配的紧固部件，所述连接棒设置有防盗机构，所述防盗机构为设置在连接棒上的若干个锥形体。本发明的接地结构增大了连接棒与周围土壤的接触面积，不仅能够获得更好的防盗效果，而且由于接触面积的增大获得更小的电阻值，进而导电效果更好。

Description

一种变电站室外设备区地基结构

技术领域

本发明属于变电站设备装置技术领域，具体涉及一种变电站室外设备区地基结构。

背景技术

变电站室外设备区接地地基结构，接地结构在输变电工程、变电站室外设备区的整个投资中所占的比例虽然很小，但它所引发的事故却极其惊人，真可谓是“电网杀手”，它能很快摧毁电网中的二次设备，像直流、保护、通信等设备，接着引发事故扩大，有的造成设备损坏、引发火灾，有的造成发电厂、变电站全停，有的甚至发展成严重的系统事故。例如，四川某电厂曾因变压器中性点接地线严重腐蚀处放电，将高电位引入主控室，造成多处击穿、短路，总保险熔断使故障不能自动切除，导致2号主变、2号发电机着火，3号、4号发电机损坏，全厂停电。现代微电子技术的迅猛发展，对接地环境要求也越来越高，有一个很小的流涌就可以使设备损坏，人们对接地系统的重视程度也逐步提高，接地做的好与坏直接关系到设备能否正常运行，是否有安全隐患的大问题。

由于用作接地的金属材料存在腐蚀问题，对接地电阻的影响比较大，是一个大的隐患，这个问题一直困扰着用户。一般在电信系统中，早期的地网每四年就重新改造一次，而在盐碱地区往往一两年就要重新改造。某些大型500 kV变电站接地装置因腐蚀，仅投运10年左右，就已投巨资重新更换了地网。统计表明，接地装置腐蚀是多数事故的主要原因之一。为此，国内很多单位都在开展这方面的研究，并提出了许多防腐蚀措施。

现行防雷接地工程中，接地装置的防腐防盗措施有：

1)有采用铜线(带)、铜包钢(含电镀铜等，连铸铜)防雷接地线，虽然耐腐蚀性能针对一般介质土壤环境得以提高了，但仍不能满足某些特定有机介质腐蚀的环境，因为该产品一旦成形，就无法改变其表面的耐特定腐蚀介质的腐蚀能力，且大量使用铜埋入土壤，如果与原土壤环境的背景金属含量不符，则将使用区域的土壤环境受到污染；

2)有采用镀锌钢质材料辅以大量降阻剂来降低接地电阻的，但在复杂气候环境(高山，严寒等)下的施工时，基本是无法达到施工要求的，电气焊接接点的可靠性根本得不到保障，同时，降阻剂亦可能对接地钢质材料形成腐败蚀，焊接点也无法得到防腐蚀的保证。如ZL03214327.3或2010101121415所述的方法仅使用说明了一种膨润土降阻剂，只能等效增大接地体的截面积，无法改变因施工条件的恶劣而无法使各种降阻剂完全并充分包裹接地体，因要完全并充分包裹接地体，而对施工过程设计出各种复杂的控制方法是不现实的，这己是业内的共识。同时降阻剂要现场成形为稠絮凝状(手工过程无法保证各种成份均匀配合)，降阻剂与接地体是金属与非金属的接触、且是固一液相的结合，其间的接触电阻一直是接地领域的一大无解的难题；

3)有采用接地模块或离子型接地体的，该类产品均是经降阻剂变化而产生不但价高，且均是将接地体纵深发展，施工成本大幅度提高。且该类产品均应用金属材料作为基本骨架，须以基本金属材料为主材连接构成电气接系统的主骨架，其连接端处的防腐蚀性、导电性、稳定性均受制于现场施工人员的施工技能及素质，不稳定因素极大。所有的离子材料均对构成其主材的金属有腐蚀及接触电阻无法保证的问题。同时因所加离子大部分含有工业盐，而会改变原土壤成份，易引起环境污染。更主要的是在等电位联接等处，就无法靠接地模块与离子接地极来执行。故使用接地模块或离子型接地体的局限性很大，无法根本改变接地装置的耐腐蚀问题；

4)有原始的简单使用镀锌钢型材作为防雷接地装置的，此在业内己被认为，不适合用于上述各重腐蚀领域，仅局限使用于要求极其普同的一般建筑的防雷接地体系内。另外其接续连接处接点的稳定性、可靠性均受限于后期的施工状况的好坏，无法从源头保证电气接续的稳定性；

5）常见的接地极由于设置在地下，而并未设置必要的防盗措施，使得埋入在偏远地带且未设置防盗措施的位置，容易被盗，产生更为严重的后果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、操作简便且防腐性能良好的变电站室外设备区接地极地基结构。

实现本发明的目的所采用的技术方案是：一种变电站室外设备区接地极结构，包括连接棒、设置在所述连接棒下部的接地棒和设置在所述连接棒上部的驱动头，所述接地棒为锥形结构，所述钻头外径大于等于所述连接棒外径，所述连接棒设置竖直向下的盲孔，所述盲孔侧壁设置若干向外开设的通孔，所述通孔内设置与所述通孔相匹配的紧固部件，所述连接棒设置有防盗机构，所述防盗机构为设置在连接棒上的若干个锥形体。

所述通孔为圆孔、棱柱孔、竖直扇形孔、水平扇形孔的一种或多种组合。

所述盲孔内设置用于将所述紧固部件推出所述通孔的启动杆。

所述紧固部件在所述通孔处侧壁设置与启动杆相配合的导向斜边和/或导向槽。

所述通孔为水平扇形孔，所述水平扇形孔内设置水平扇形紧固件。

所述启动杆前端设置圆锥尖端。

所述启动杆外壁设置外螺纹，所述盲孔内壁设置与其相配合内螺纹。

所述紧固部件外侧壁设置刃口。

所述水平扇形紧固件上设置若干孔洞。

所述钻头为伞塔型。

所述驱动头上设置驱动卡槽。

一种变电站室外设备区接地极结构安装方法：

1）在设计地面挖直径小于连接棒直径的竖直孔洞；

2）将本装置上部的驱动头卡在旋转机械的驱动轴上，然后沿竖直孔洞向下扩孔，在打孔的同时向其中灌入清水；

3）在将本装置旋转至仅露出驱动头时停止转动，并将其从驱动轴上取下，继续采用3-5孔洞体积的清水置换其中的污泥；

4）然后降阻剂通过沉入孔洞底部的管道灌入，直到将其中的水排出且充满降阻剂；

5）在降阻剂凝结度达20-35%时，将旋转头进行固定且将启动杆插入盲孔中，直至盲孔底部，从而使得紧固部件全部张开。

所述降阻剂由下述重量份配比的组分组成：钠基膨润土10-15份、氢氧化钠2.5-5份、导电石墨45-55份、导电水泥5-12份、海泡石2-10份、白钨矿份10-20份。

所述变电站室外设备区接地极结构采用耐腐蚀材料制成，耐腐蚀材料有以下材料组成，其重量百分比成分为：C：0.1~0.25%、P：0.06~0.08%、S：0.012~0.015%、Si：1.2~1.8%、Mn：0.1~0.18%、W：0.03~0.09%、Sn：0.6~0.8%、V：0.2~0.5%、其余为铁。

本发明针对现有接地结构防腐和防盗效果差的问题，将接地棒设计为三段式，分别为连接棒、接地棒和驱动头，通过驱动头能够连接驱动设备的旋转轴，使得本发明能够进行旋转，而在接地棒处设置的钻头，能够在驱动头的转动下旋转进入孔洞，并将前端的泥土从钻头与连接棒直径的间隙排除，且为了保证泥土的顺利排除避免侧壁的坍塌，向其中进行灌浆处理；一则排除泥土，二则避免泥土沾黏在连接棒侧壁的通孔内，造成导电性差；在将本发明设置到设计位置后，采用沉入底部并向其中灌入降阻剂的方式，由下至上排出其中的水，直至将其中的水排空且充满降阻剂；然后在降阻剂凝固20-35%的时候，通过设置在孔洞口的支架向盲孔内放入启动杆，从而将紧固部件推出通孔嵌入在侧面的土壤中，增大拔出的阻力，进而获得防盗与导电性好的效果。

另外，进一步的说明其防盗原理，在连接棒中部设置盲孔，而盲孔的位置可以设置在连接棒的中心也可设置在偏离中心的区域，优选的采用设置在连接棒中心，能够使连接棒伸出的紧固部件伸出距离均匀，受力均匀；且将紧固部件的后部设置用于便于启动杆启动的导向槽或/和导向斜边，能够减少启动杆向下运动的阻力，使得紧固部件能够轻松排出插进土壤中，起到加固的作用，为了获得更好的固定效果，采用水平扇形紧固件，其增大了连接棒轴向与土壤的接触面积；为了便于水平扇形紧固件的楔入，在水平扇形紧固件的边侧设置刀刃；为了增强连接棒与降阻剂以及周围土壤的接触面积，在水平扇形紧固件上设置若干孔洞，使得降阻剂和/或泥土能够填充其孔洞，进而增大了接触面积，获得更好的导电效果。

本发明增大了接地结构与周围土壤的接触面积，不仅能够获得更好的防盗效果，而且由于接触面积的增大获得更小的电阻值，进而导电效果更好，而为了获得更好的防腐效果在其表面设置1-2㎜的铜镀层以及降阻剂的保护，从而获得更好的防腐与导电效果，且成本低廉，值得应用与推广。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明的正面结构示意图；

图2是本发明的第二种正面结构示意图；

图3是本发明的俯视结构示意图；

图4是本发明的第二种俯视结构示意图；

图5是本发明启动杆的结构示意图；

图6是本发明的水平扇形紧固件的结构示意图；

图7是本发明启动杆的第二种结构示意图；

图8是本发明启动杆的第三种结构示意图；

图9是与第三种启动杆相配合的本发明的俯视结构示意图；

图10是本发明的第三种正面结构示意图；

图11是本发明的另一种紧固部件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-11对本发明进行进一步的说明：

实施例一：一种变电站室外设备区接地极结构，包括连接棒2、设置在所述连接棒2下部的接地棒4和设置在所述连接棒2上部的驱动头1，所述接地棒4为锥形结构，便于将接地棒插入土壤，所述钻头外径大于等于所述连接棒2外径，所述连接棒2设置竖直向下的盲孔7，所述盲孔7侧壁设置十六个向外开设的通孔3，所述通孔3内设置与所述通孔相匹配的紧固部件6，所述连接棒2设置有防盗机构，所述防盗机构为设置在连接棒上的若干个锥形体15，锥形体的上表面与连接棒垂直，连接棒插入地下后，盗窃者不容易转动连接棒，即使转动也不能够向上旋转，由于锥形结构上大下小，盗窃者也不能够将连接棒拔出。

所述通孔3为水平扇形孔，所述水平扇形孔内设置水平扇形紧固件。

所述盲孔7内设置用于将紧固部件6推出所述通孔的启动杆11。

所述紧固部件6在通孔3处侧壁设置与启动杆11相配合的导向斜边8。

所述启动杆11前端设置圆锥尖端12。

所述紧固部件6外侧壁设置刃口。

实施例二：其与实施例一的区别在于：所述通孔3在所述连接棒2上下交错分布。

所述紧固部件6在通孔3处侧壁设置与启动杆11相配合的导向斜边8和导向槽9。

所述启动杆11外壁设置外螺纹14，所述盲孔7内壁设置与其相配合内螺纹。

所述钻头为伞塔型。

所述驱动头1上设置驱动卡槽。

本实施例的通孔在所述连接棒上下交错分布，不仅利于紧固部件推出通孔后受力更加均匀，也尽可能的避免由于竖向设置使得紧固件分布集中，从而导致导电横截面变窄的现象。

实施例三：其与实施例一或二的区别在于：所述盲孔7呈偏离所述连接棒2中心轴，结构坚固。

实施例四：其与实施例一的区别在于：所述盲孔6偏离所述连接棒2的中心轴，结构坚固。

所述启动杆11下部呈楔型尖端13，便于插入土壤。

所述紧固部件6内侧设置与所述锲型尖端13相配合的导向斜边8，起到导向组作用。

实施例五：其与实施例四的区别在于：所述盲孔6位于所述连接棒2的中心轴处。

本实施例中的通孔可沿着连接棒侧壁交错设置，通过旋转启动杆使其前端对准紧固部件内侧的导向斜边，然后通过击打启动杆上端，进而使得启动杆像楔块一样推动紧固部件插向土壤内，然后依次不断的寻找并击打，直至紧固部件完全插入至泥土里。

实施例六：其与实施例一的区别在于：所述水平扇形紧固件上设置若干孔洞10，水平扇形紧固件固定效果好。

实施例七：其与实施例六的区别在于：所述通孔3为圆孔，所述圆孔内设置圆柱紧固件，所述圆柱紧固件前端设置尖端，便于插入。

实施例八：其与实施例二的区别在于：所述紧固部件6在通孔3处侧壁设置与启动杆11相配合的导向槽9，起到导向作用。

实施例九：一种变电站室外设备区接地极结构安装方法：

1）在设计地面挖直径小于连接棒直径的竖直孔洞；

2）将本装置上部的驱动头卡在旋转机械的驱动轴上，然后沿竖直孔洞向下扩孔，在打孔的同时向其中灌入清水；

3）在将本装置旋转至仅露出驱动头时停止转动，并将其从驱动轴上取下，继续采用3孔洞体积的清水置换其中的污泥；

4）然后通过管道沉入孔洞底部灌入降阻剂；

5）在降阻剂凝结度达20%时，将旋转头进行固定且将启动杆插入盲孔中，直至盲孔底部，从而使得紧固部件全部张开。所述降阻剂采用专利2008101366518制备的降阻剂。

实施例十:其与实施例九的区别在于：5）在降阻剂凝结度达30%时，将旋转头进行固定且将启动杆插入盲孔中，直至盲孔底部，从而使得紧固部件全部张开。

实施例十一:其与实施例九的区别在于：5）在降阻剂凝结度达35%时，将旋转头进行固定且将启动杆插入盲孔中，直至盲孔底部，从而使得紧固部件全部张开。

实施例十二:其与实施例九的区别在于：所述降阻剂由下述重量份配比的组分组成：所述降阻剂由下述重量份配比的组分组成：钠基膨润土10份、氢氧化钠2.5份、导电石墨45份、导电水泥5份、海泡石2份、白钨矿份10份。

所述变电站室外设备区接地极结构采用耐腐蚀材料制成，耐腐蚀材料有以下材料组成，其重量百分比成分为：C：0.1%、P：0.06%、S：0.012%、Si：1.2%、Mn：0.1%、W：0.03%、Sn：0.6%、V：0.2%、其余为铁。

实施例十三:其与实施例九的区别在于：所述降阻剂由下述重量份配比的组分组成：钠基膨润土15份、氢氧化钠5份、导电石墨55份、导电水泥12份、海泡石10份、白钨矿份20份。

所述变电站室外设备区接地极结构采用耐腐蚀材料制成，耐腐蚀材料有以下材料组成，其重量百分比成分为：C：0.25%、P：0.08%、S：0.015%、Si：1.8%、Mn：0.18%、W：0.09%、Sn：0.8%、V：0.5%、其余为铁。

实施例十四:其与实施例九的区别在于：所述降阻剂由下述重量份配比的组分组成：钠基膨润土13份、氢氧化钠4份、导电石墨50份、导电水泥8份、海泡石8份、白钨矿份15份。

所述变电站室外设备区接地极结构采用耐腐蚀材料制成，耐腐蚀材料有以下材料组成，其重量百分比成分为：C：0.2%、P：0.07%、S：0.013%、Si：1.5%、Mn：0.15%、W：0.06%、Sn：0.7%、V：0.3%、其余为铁。

进一步的，实施例12-14采用本发明的耐腐蚀导电材料并灌入本发明的降阻剂制成的接地结构A，实施例9、10和15采用现有技术的耐腐蚀材料制成的接地结构B和灌入现有技术的降阻剂，将A和B埋入相同的区域，埋入土壤下3年后，A接地结构外表无腐蚀，B锈蚀极其严重。且在使用过程中，A接地结构使用正常，无事故发生；B接地结构在3年中发生事故5次，更换3次接地结构。

采用本实施例的施工方式，能够在不破坏原有土壤基础的情况下，将本装置顺利放置在地下，不仅避免了大量的泥土阻塞通孔影响导电性，而且由于没有破坏原本土壤的导电性能够更好的进行导电；然后在降阻剂填充以后，由于凝结初期将启动杆插入，进而使得接近土壤的降阻剂跟随紧固部件插进土壤中，避免未凝结时泥土混进降阻剂中，造成电阻上升的现象。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：包括连接棒、设置在所述连接棒下部的接地棒和设置在所述连接棒上部的驱动头，所述接地棒为锥形结构，所述接地棒设置钻头，所述钻头外径大于等于所述连接棒外径，所述连接棒设置竖直向下的盲孔，所述盲孔侧壁设置若干向外开设的通孔，所述通孔内设置与所述通孔相匹配的紧固部件，所述连接棒设置有防盗机构，所述防盗机构为设置在连接棒上的若干个锥形体；

变电站室外设备区接地极结构的施工流程，包括以下步骤：

1）在设计地面挖直径小于连接棒直径的竖直孔洞；

2）将本装置上部的驱动头卡在旋转机械的驱动轴上，然后沿竖直孔洞向下扩孔，在打孔的同时向其中灌入清水；

3）在将本装置旋转至仅露出驱动头时停止转动，并将其从驱动轴上取下，继续采用3-5孔洞体积的清水置换其中的污泥；

4）然后降阻剂通过沉入孔洞底部的管道灌入；

5）在降阻剂凝结度达20-35%时，将旋转头进行固定且将启动杆插入盲孔中，直至盲孔底部，从而使得紧固部件全部张开。

2.如权利要求1所述的变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：所述通孔为圆孔、棱柱孔、竖直扇形孔、水平扇形孔的一种或多种组合。

3.如权利要求1所述的变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：所述盲孔内设置用于将所述紧固部件推出所述通孔的启动杆。

4.如权利要求3所述的变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：所述紧固部件在所述通孔处侧壁设置与启动杆相配合的导向斜边和/或导向槽。

5.如权利要求1所述的变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：所述通孔为水平扇形孔，所述水平扇形孔内设置水平扇形紧固件。

6.如权利要求4所述的变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：所述启动杆前端设置圆锥尖端。

7.如权利要求6所述的变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：所述启动杆外壁设置外螺纹，所述盲孔内壁设置与其相配合内螺纹。

8.如权利要求1所述的变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：所述降阻剂由下述重量份配比的组分组成：钠基膨润土10-15份、氢氧化钠2.5-5份、导电石墨45-55份、导电水泥5-12份、海泡石2-10份、白钨矿份10-20份。

9.如权利要求2所述的变电站室外设备区接地极结构，其特征在于：所述变电站室外设备区接地极结构采用耐腐蚀材料制成，耐腐蚀材料有以下材料组成，其重量百分比成分为：C：0.1~0.25%、P：0.06~0.08%、S：0.012~0.015%、Si：1.2~1.8%、Mn：0.1~0.18%、W：0.03~0.09%、Sn：0.6~0.8%、V：0.2~0.5%、其余为铁。