CN109103621A - 一种特高压直流输电深井接地极 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种特高压直流输电深井接地极，包括相互连接的第一接地极和第二接地极；第一接地极包括：第一接地极引线，其外包覆有绝缘层；第一护壁，为绝缘护壁，第一接地极引线穿设在第一护壁内；第一填充层，填充在第一护壁内，为绝缘填充层；第二接地极包括：第二接地极引线，与第一接地极引线的下端连接；第二护壁，为导电护壁，第二接地极引线穿设在第二护壁内；第二填充层，填充在第二护壁内，为导电填充层；第一接地极的下沿埋设在土壤电阻率大于200Ω·m的地层区域，第二接地极的下沿埋设在土壤电阻率小于100Ω·m的地层区域。该深井接地极解决了接地极入地电流引起的变压器直流偏磁、埋地金属腐蚀等问题。
Description
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，具体涉及一种特高压直流输电深井接地极。
背景技术
我国能源资源与负荷中心呈逆向分布，特高压输电是解决该问题的有效途径。近年来，我国特高压直流输电发展迅猛，目前直流输电系统所采用的接地极形式均是浅层埋设(埋深数米)的水平同心圆环接地极，直流输电系统单极大地回线运行或者双极不平衡运行时，电流通过接地极经大地回流，地表电流大，地表电位分布高，使沿线变压器出现直流偏磁，造成变压器过热，振动、噪声加剧，影响电气化铁路正常运行；同时，接地极入地电流会造成附近地埋金属物发生电化学腐蚀。
针对特高压直流输电系统的以上问题，急需研究一种可以消除接地极入地电流对变压器、地埋金属物影响的新型接地极系统，保证特高压直流输电系统的安全可靠运行。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种特高压直流输电深井接地极，以至少解决现有技术中的特高压输电系统的接地极入地电流导致沿线变压器出现直流偏磁、地埋金属腐蚀的技术问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种特高压直流输电深井接地极，包括相互连接的第一接地极和第二接地极；第一接地极包括：第一接地极引线，第一接地极引线外包覆有绝缘层；第一护壁，第一护壁为绝缘护壁，第一接地极引线穿设在第一护壁内；第一填充层，填充在第一护壁内，第一填充层为绝缘填充层；第二接地极包括：第二接地极引线，与第一接地极引线的下端连接；第二护壁，第二护壁为导电护壁，第二接地极引线穿设在第二护壁内；第二填充层，填充在第二护壁内，第二填充层为导电填充层；第一接地极的下沿埋设在土壤电阻率大于200Ω·m的地层区域，第二接地极的下沿埋设在土壤电阻率小于100Ω·m的地层区域。
进一步的，第二护壁上开设有多个供地下水通过的通孔。
进一步的，第一接地极引线通过多个接点与第二接地极引线连接，多个接点设置在第二接地极引线的不同竖向高度处。
进一步的，多个深井接地极围绕接地极址原点环向均布设置。
进一步的，环向均布设置的深井接地极的数量为3个、4个、6个或8个。
进一步的，多个深井接地极环向均布设置时的圆环半径为300-500m。
进一步的，第一护壁的外径大于第二护壁的外径。
进一步的，第一接地极引线的外径小于第二接地极引线的外径。
进一步的，第一护壁为尼龙绝缘管。
进一步的，第二护壁为钢管护壁。
进一步的，第一接地极引线为带绝缘层的电缆。
进一步的，第二接地极引线为钢棒。
进一步的，第一填充层为碎石填充层。
进一步的，第二填充层为焦炭填充层。
本发明技术方案的特高压直流输电深井接地极，通过设有绝缘层的第一接地极引线、绝缘的第一护壁以及绝缘的第一填充层，并将第一接地极的下沿埋设在土壤电阻率大于200Ω·m的地层区域，将接地极电流导入大地深处，降低了地表电位分布，防止了入地电流扩散至浅层地表面，避免了入地电流使沿线变压器出现直流偏磁，造成变压器过热，振动、噪声加剧的情况，也避免了入地电流造成附近地埋金属物发生电化学腐蚀的情况；通过设置第二接地极引线、导电的第二护壁以及导电的第二填充层，并将第二接地极的下沿埋设在土壤电阻率小于100Ω·m的地层区域，保证了入地电流能够在深层土壤中充分散流。该特高压直流输电深井接地极解决了现有的接地极入地电流引起的变压器直流偏磁、埋地金属腐蚀等问题。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例的单个深井接地极的结构示意图。
图2为本发明实施例的多个深井接地极环向均布设置的结构示意图。
其中，上述附图包括以下附图标记：
10、第一接地极；11、第一接地极引线；12、第一护壁；13、第一填充层；20、第二接地极；21、第二接地极引线；22、第二护壁；23、第二填充层。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明作更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体的实施例。
除非另有定义，下文中所使用的所有专业术语与本领域技术人员通常理解的含义相同。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而仅仅是为了便于对相应零部件进行区别。同样，“一个”或者“一”等类似词语不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
如图1和图2所示，一种本发明实施例的特高压直流输电深井接地极，包括相互连接的第一接地极10和第二接地极20。其中，第一接地极10包括第一接地极引线11、第一护壁12和第一填充层13。第一接地极引线11的外部包覆有绝缘层；第一护壁12为绝缘护壁，第一接地极引线11贯穿设置在该第一护壁12内；第一填充层13填充在第一护壁12内，并且该第一填充层13为绝缘填充层。第二接地极20包括第二接地极引线21、第二护壁22以及第二填充层23。其中，第二接地极引线21与第一接地极引线11的下端连接；第二护壁22为导电护壁，第二接地极引线21穿设在第二护壁22内；第二填充层23填充在第二护壁22内，该第二填充层23为导电填充层。并且，上述第一接地极10的下沿埋设在土壤电阻率大于200Ω·m的地层区域，第二接地极20的下沿埋设在土壤电阻率小于100Ω·m的地层区域。施工时，将第一接地极10和第二接地极20垂直埋设在地面以下，第一接地极10位于第二接地极20的上方，第一接地极10的下沿与第二接地极20的上沿相连接。
上述的特高压直流输电深井接地极，通过设有绝缘层的第一接地极引线11、绝缘的第一护壁12以及绝缘的第一填充层13，并将第一接地极10的下沿埋设在土壤电阻率大于200Ω·m的地层区域，将接地极电流导入大地深处，降低了地表电位分布，防止了入地电流扩散至浅层地表面，避免了入地电流使沿线变压器出现直流偏磁，造成变压器过热，振动、噪声加剧的情况，也避免了入地电流造成附近地埋金属物发生电化学腐蚀的情况；通过设置第二接地极引线21、导电的第二护壁22以及导电的第二填充层23，并将第二接地极20的下沿埋设在土壤电阻率小于100Ω·m的地层区域，保证了入地电流能够在深层土壤中充分散流。该特高压直流输电深井接地极解决了现有的接地极入地电流引起的变压器直流偏磁、埋地金属腐蚀等问题。
为了便于地下水渗入第二护壁22内，提高第二接地极20内的含水量，以降低第二接地极20的温度，提升接地极的运行性能，在本实施例中，第二护壁22上开设有多个供地下水通过的通孔。这样，地下水可从多个通孔渗入到第二护壁22内，有利于降低接地极温升，提升接地极运行性能。
在本实施例中，第一接地极引线11通过多个接点与第二接地极引线21连接，多个接点设置在第二接地极引线21的不同竖向高度处。如此设置，可以更好地使入地电流沿整根第二接地极引线21充分散流，避免第二接地极20局部温升过快，进一步提升了接地极的运行性能。
参见图2，在本实施例中，在一个接地极址原点附近埋设多个本发明的深井接地极，且将多个深井接地极围绕接地极址原点附件环向均布设置；环向均布设置的深井接地极的数量为3个、4个、6个或8个；多个深井接地极环向均布设置时的圆环半径为300-500m。这样设置，可以进一步使入地电流充分散流；可使单个深井接地极占地面积小，特别适用于接地极选址受限的工程。
在本实施例中，优选第一护壁12的外径大于第二护壁22的外径；而第一接地极引线11的外径小于第二接地极引线21的外径。
具体的，在本实施例中，第一护壁12优选采用尼龙绝缘管，第一接地极引线11优选采用带绝缘层的电缆，第一填充层13优选采用碎石填充层，绝缘性能良好，可有效防止入地电流扩散至浅层地表面；第二接地极引线21优选采用钢棒，第二护壁22优选采用钢管护壁，第二填充层23优选采用焦炭填充层，导电性良好，可将接地极电流很好地导入大地深处。
该特高压直流输电深井接地极的一个具体实例如下：
参见图1，第一接地极引线11采用绝缘电缆，其外径为20mm；第一填充层13采用碎石填充；第一护壁12采用尼龙绝缘管，其外径为273mm；第二护壁22采用钢管，其外径为194mm；第二填充层23采用焦炭填充；第二接地极引线21采用导电钢棒，其外径60mm；并且对第二护壁22采用的钢管进行开孔处理。深井埋深d为20m，上段深度H1(第一接地极10长度)为480m，该处土壤电阻率大于200Ω·m；下段深度H2(第二接地极20长度)为500m，该处土壤电阻率小于100Ω·m。
参见图2，深井接地极采用围绕接地极址原点环向均布设置，圆环半径为300米，深井接地极的数量为4个。
总体而言，该特高压直流输电深井接地极可将接地极电流导入大地深处，可有效降低地表电位分布，消除变压器直流偏磁以及埋地金属腐蚀等问题，保证了特高压直流输电的安全可靠性；并且，该特高压直流输电深井接地极占地面积小，特别适用于接地极选址受限的工程。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种特高压直流输电深井接地极，其特征在于，包括相互连接的第一接地极(10)和第二接地极(20)；
所述第一接地极(10)包括：
第一接地极引线(11)，所述第一接地极引线(11)外包覆有绝缘层；
第一护壁(12)，所述第一护壁(12)为绝缘护壁，所述第一接地极引线(11)穿设在所述第一护壁(12)内；
第一填充层(13)，填充在所述第一护壁(12)内，所述第一填充层(13)为绝缘填充层；
所述第二接地极(20)包括：
第二接地极引线(21)，与所述第一接地极引线(11)的下端连接；
第二护壁(22)，所述第二护壁(22)为导电护壁，所述第二接地极引线(21)穿设在所述第二护壁(22)内；
第二填充层(23)，填充在所述第二护壁(22)内，所述第二填充层(23)为导电填充层；
所述第一接地极(10)的下沿埋设在土壤电阻率大于200Ω·m的地层区域，所述第二接地极(20)的下沿埋设在土壤电阻率小于100Ω·m的地层区域。
2.根据权利要求1所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，所述第二护壁(22)上开设有多个供地下水通过的通孔。
3.根据权利要求1所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，所述第一接地极引线(11)通过多个接点与所述第二接地极引线(21)连接，多个所述接点设置在所述第二接地极引线(21)的不同竖向高度处。
4.根据权利要求1所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，多个所述深井接地极围绕接地极址原点环向均布设置。
5.根据权利要求4所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，所述环向均布设置的深井接地极的数量为3个、4个、6个或8个。
6.根据权利要求4所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，多个所述深井接地极环向均布设置时的圆环半径为300-500m。
7.根据权利要求1所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，所述第一护壁(12)的外径大于所述第二护壁(22)的外径；所述第一接地极引线(11)的外径小于所述第二接地极引线(21)的外径。
8.根据权利要求1所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，所述第一护壁(12)为尼龙绝缘管；所述第二护壁(22)为钢管护壁。
9.根据权利要求1所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，所述第一接地极引线(11)为带绝缘层的电缆；所述第二接地极引线(21)为钢棒。
10.根据权利要求1所述的特高压直流输电深井接地极，其特征在于，所述第一填充层(13)为碎石填充层；所述第二填充层(23)为焦炭填充层。
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