CN107394428A - 一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统 - Google Patents

一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，包括围设于所述换流站接地网10外的直流屏蔽极2以及围设于所述直流屏蔽极2外的直流接地极1；所述直流接地极1用来将直流电流接地；所述直流接地极1输出的直流电流流入所述直流屏蔽极2，从而阻止所述直流电流流经所述换流站接地网10。本发明采用独特的电流屏蔽结构设计，使直流接地极和换流站接地网可安全共处一址，免去传统直流接地极从换流站外引至数十公里的线路及极址征地要求，结构紧凑。避免了直流电流流经换流站接地网所造成的腐蚀破坏，以及避免了在换流站接地网中形成电位差造成的对换流站控制保护系统的干扰。

Description

一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统
技术领域
本发明属于电力系统接地技术领域，具体涉及一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统。
背景技术
直流输电是我国电力系统的重要组成部分，单极大地回路运行方式是其特殊的运行方式。由于直流电流对土壤中的金属具有极强的电解腐蚀作用，为避免直流电流流经并腐蚀换流站接地网，需在离换流站数十公里外单独安装一个直流接地极。这需要数十公里的线路和数百米直径的直流接地极征地，费用昂贵、维护不便。
更重要的是，我国工业发展迅速，电网覆盖密度越来越高，各类工业和民用地下管网也越来越多，适合直流接地极安装的空间越来越小，征地十分困难，影响我国直流输电系统的发展。因此，如何在避免直流电流对换流站接地网的腐蚀的前提下，实现直流接地极与换流站接地网共处同一地址，成为本领域亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，以使直流接地极和换流站接地网共处一址，免去传统直流接地极从换流站外引至数十公里的线路及极址征地要求。
本发明提供的一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，包括围设于所述换流站接地网(10)外的直流屏蔽极(2)以及围设于所述直流屏蔽极(2)外的直流接地极(1)；所述直流接地极(1)用来将直流电流接地；所述直流接地极(1)输出的直流电流流入所述直流屏蔽极(2)，从而阻止所述直流电流流经所述换流站接地网(10)。
进一步的，所述直流屏蔽极(2)包括围设于所述换流站接地网(10)外的导电屏蔽环(7)和均匀布设于所述导电屏蔽环(7)上、且与所述导电屏蔽环(7)电连接的若干导电屏蔽体(8)；所述导电屏蔽环(7)水平布设于地下；所述导电屏蔽体(8)用来将所述直流接地极(1)输出的直流电流引入所述导电屏蔽环(7)。
所述导电屏蔽环(7)为圆环、椭圆环或多边形环。
作为优选，所述导电屏蔽体(8)为抗电解腐蚀的接地材料，如石墨基柔性接地体。
进一步的，所述直流接地极(1)包括围设于所述直流屏蔽极(2)外的导电散流环(3)和均匀布设于所述导电散流环(3)上的若干引流接头(5)，所述导电散流环(3)水平布设于地下，所述引流接头(5)的数量使得所述导电散流环(3)为等势体。
所述导电散流环(3)为圆环、椭圆环或多边形环。
进一步的，所述直流接地极(1)还包括均匀布设于所述导电散流环(3)上、且与所述导电散流环(3)电连接的若干导电散流体(4)；所述导电散流体(4)用来将所述导电散流环(3)中的直流电流引入大地。
作为优选，所述导电散流体(4)为抗电解腐蚀的接地材料，如石墨基柔性接地体。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统采用了独特的电流屏蔽结构设计，使直流接地极和换流站接地网可安全共处一址，免去传统直流接地极从换流站外引至数十公里的线路及极址征地要求，结构紧凑。
当直流输电系统单极运行时，直流电流通过直流接地极向换流站接地网流动的过程中，首先遇到环绕在换流站接地网外围的直流屏蔽极，由于直流屏蔽极具有小电阻，直流电流被直流屏蔽极旁路就无法再流经换流站接地网，从而避免了直流电流流经换流站接地网所造成的腐蚀破坏，以及避免了在换流站接地网中形成电位差造成的对换流站控制保护系统的干扰，使该接地系统运行安全、长效可靠、维护方便。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明具体实施方式提供的一种接地系统结构示意图；
图2为本发明具体实施方式提供的另一种接地系统结构示意图；
图3为本发明具体实施方式提供的再一种接地系统结构示意图。
其中：1-直流接地极，2-直流屏蔽极，3-导电散流环，4-导电散流体，5-引流接头，6-散流接头，7-导电屏蔽环，8-导电屏蔽体，9-屏蔽接头，10-换流站接地网。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，以使直流接地极和换流站接地网共处一址，免去传统直流接地极从换流站接地网外引至数十公里的线路及极址征地要求。
下面将结合附图，对本发明具体实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的具体实施方式仅仅是本发明一部分的具体实施方式，而不是全部的具体实施方式。基于本发明具体实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他具体实施方式，都属于本发明保护的范围。
本发明屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，包括围设于所述换流站接地网10外的直流屏蔽极2以及围设于所述直流屏蔽极2外的直流接地极1。所述直流接地极1用来将直流电流接地；所述直流接地极1输出的直流电流流入所述直流屏蔽极2，从而阻止所述直流电流流经所述换流站接地网10。当直流输电系统单极运行时，直流电流通过直流接地极1向换流站接地网10流动的过程中，首先遇到环绕于换流站接地网10外围的直流屏蔽极2。由于直流屏蔽极2具有小电阻，直流电流会被直流屏蔽极2旁路，则无法再流经换流站接地网10，从而避免直流电流流经换流站接地网10所造成的腐蚀破坏，以及避免在换流站接地网10中形成电位差造成的对换流站控制保护系统的干扰。本发明接地系统采用了直流屏蔽极2，使直流接地极1和换流站接地网10共处一址，免去传统直流接地极从换流站外引至数十公里的线路及极址征地要求。
具体的，所述直流屏蔽极2包括围设于所述换流站接地网10外的导电屏蔽环7和均匀布设于所述导电屏蔽环7上、且与所述导电屏蔽环7电连接的若干导电屏蔽体8。所述导电屏蔽体8用来将所述直流接地极1输出的直流电流引入所述导电屏蔽环7，从而阻止所述直流电流流经换流站接地网10。所述导电屏蔽环7可以为圆环、椭圆环或多边形环。更具体的，若干导电屏蔽体8与导电屏蔽环7通过屏蔽接头9连接。
具体的，所述直流接地极1包括围设于所述直流屏蔽极2外的导电散流环3和均匀布设于所述导电散流环3上的若干引流接头5，所述引流接头5的数量使得所述导电散流环3为等势体。作为优选，所述直流接地极1还包括均匀布设于所述导电散流环3上、且与所述导电散流环3电连接的若干导电散流体4；所述导电散流体4更便于将所述导电散流环3中的直流电流引入大地。所述导电散流环3可以为圆环、椭圆环或多边形环。
图1所示为本发明的一种具体实施方式，图中，直流屏蔽极2呈环形帘状，导电屏蔽环7为圆环，水平布设于地面以下。导电屏蔽环7上均匀布设的导电屏蔽体8竖直接入地下。当然，图1仅显示了导电屏蔽环7的一种具体形式，导电屏蔽环7的形状不限于圆环，还可以为椭圆环、多边形环等闭环状。导电屏蔽环7的尺寸要使得可完整将换流站接地网10围绕入其中。需要说明的是，导电屏蔽环7和导电屏蔽体8应具有抗电解腐蚀特性，导电屏蔽环7的材质可采用金属、非金属或由金属与非金属复合的导电材料，导电屏蔽体8的材质也可采用金属、非金属或由金属与非金属复合的导电材料，如石墨电极、石墨基柔性接地材料等。
直流接地极1也呈环形帘状，其包括围设于直流屏蔽极2外的导电散流环3、均匀分设于导电散流环3上的若干导电散流体4、以及均匀分设于导电散流环3上的若干引流接头5，导电散流体4通过散流接头6与导电散流环3电连接，引流接头5用于将直流电流引至导电散流环3。引流接头5均匀布设于导电散流环3上，所布设的导电散流环3，其数量使导电散流环3成为等势体。导电散流环3为圆环，水平布设于地面以下，导电散流体4竖直接入地下。导电散流环3的形状不仅可以为圆环，还可以是椭圆环或多边形环等闭环状。导电散流环3的形状和尺寸取决于被保护的换流站接地网10的形状和尺寸，以及直流系统对直流接地电阻的要求。需要说明的是，导电散流环3和导电散流体4具有抗电解腐蚀特性，其材料可以是金属、非金属或由金属与非金属复合的导电材料，如石墨电极、石墨基柔性接地体。导电散流环3的横截面积应满足电流热稳定性要求，导电散流体4的长度和数量应满足直流接地电阻的要求。
作为一种实施例，换流站接地网10的面积为400m×500m，直流电流为3000A，土壤电阻率为50Ω·m，要求直流接地电阻为0.2Ω。本实施例接地系统包含1套环形帘状的直流接地极1和1套环形帘状的直流屏蔽极2，所述直流接地极1包含1个水平的导电散流环3、200根竖直的导电散流体4、4个引流接头5和200个散流接头6；所述直流屏蔽极2包括1个水平的导电屏蔽环7、100根竖直的导电屏蔽体8和100个屏蔽接头9。其中，导电散流环3为直径800m的圆环，敷设深度为80cm，采用导体为截面积为1000mm2的单芯低压交联聚乙烯电缆，对称开设有4个引流接头5，等距开设有200个散流接头6。导电散流体4采用石墨基柔性接地体，长度为20m。导电屏蔽环7为直径600m的圆环，敷设深度为60cm，采用石墨基柔性接地体。等距开设有100个屏蔽接头9。导电屏蔽体8采用石墨基柔性接地体，长度为20m。
图2所示为本发明的另一种具体实施方式，其中，所述导电散流环3和所述导电屏蔽环7均为方形环，所述直流接地极1和所述直流屏蔽极2均呈方形帘状。作为一种实施例，换流站接地网10的面积为300m×400m，直流电流为2000A，土壤电阻率为80Ω·m，要求直流接地电阻为0.2Ω。本实施例包含1套方形帘状的直流接地极1和1套方形帘状的直流屏蔽极2，所述直流接地极1包含1个水平的导电散流环3、150根竖直的导电散流体4、4个引流接头5和150个散流接头6；所述直流屏蔽极2包括1个水平的导电屏蔽环7、80根竖直的导电屏蔽体8和80个屏蔽接头9。其中，导电散流环3为边长为700m的正方形环，敷设深度为60cm，采用导体为截面积为1000mm2的单芯低压交联聚乙烯电缆，对称开设有4个引流接头5，等距开设有150个散流接头6。所述导电散流体4采用石墨基柔性接地体，长度为25m。所述导电屏蔽环7为边长为500m的正方形环，敷设深度为50cm，采用石墨基柔性接地体。等距开设有80个屏蔽接头9。所述导电屏蔽体8采用石墨基柔性接地体，长度为30m。
图3所示为本发明的再一种具体实施方式，其中，所述直流屏蔽极2呈环形帘状，所述直流接地极1无导电散流体。作为一种实施例，换流站接地网面积为400m×500m，直流电流为3000A，土壤电阻率为50Ω·m，要求直流接地电阻为0.2Ω。本实施例包含1套环形的直流接地极1和1套环形帘状的直流屏蔽极2，所述直流接地极1包含1个水平的导电散流环3和4个引流接头5；所述直流屏蔽极2包含1个水平的导电屏蔽环7、100根竖直的导电屏蔽体8和100个屏蔽接头9。所述导电散流环3为直径为900m的圆环，敷设深度为80cm，采用导体为截面积为1000mm2的石墨覆铜柔性接地材料，对称开设有4个引流接头5。所述导电屏蔽环7为直径为600m的圆环，敷设深度为60cm，采用石墨基柔性接地体。等距开设有100个屏蔽接头9。所述导电屏蔽体8采用石墨基柔性接地体，长度为20m。
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。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，其特征是：
包括围设于所述换流站接地网(10)外的直流屏蔽极(2)以及围设于所述直流屏蔽极(2)外的直流接地极(1)；所述直流接地极(1)用来将直流电流接地；所述直流接地极(1)输出的直流电流流入所述直流屏蔽极(2)，从而阻止所述直流电流流经所述换流站接地网(10)。
2.如权利要求1所述的一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，其特征是：
所述直流屏蔽极(2)包括围设于所述换流站接地网(10)外的导电屏蔽环(7)和均匀布设于所述导电屏蔽环(7)上、且与所述导电屏蔽环(7)电连接的若干导电屏蔽体(8)；所述导电屏蔽环(7)水平布设于地下；所述导电屏蔽体(8)用来将所述直流接地极(1)输出的直流电流引入所述导电屏蔽环(7)。
3.如权利要求2所述的一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，其特征是：
所述导电屏蔽环(7)为圆环、椭圆环或多边形环。
4.如权利要求2所述的一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，其特征是：
所述导电屏蔽体(8)为抗电解腐蚀的接地材料。
5.如权利要求1所述的一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，其特征是：
所述直流接地极(1)包括围设于所述直流屏蔽极(2)外的导电散流环(3)和均匀布设于所述导电散流环(3)上的若干引流接头(5)，所述导电散流环(3)水平布设于地下，所述引流接头(5)的数量使得所述导电散流环(3)为等势体。
6.如权利要求5所述的一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，其特征是：
所述导电散流环(3)为圆环、椭圆环或多边形环。
7.如权利要求5所述的一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，其特征是：
所述直流接地极(1)还包括均匀布设于所述导电散流环(3)上、且与所述导电散流环(3)电连接的若干导电散流体(4)；所述导电散流体(4)用来将所述导电散流环(3)中的直流电流引入大地。
8.如权利要求7所述的一种屏蔽型直流接地极与换流站接地网共址的接地系统，其特征是：
所述导电散流体(4)为抗电解腐蚀的接地材料。
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