CN109638483A - 一种新型树根状结构火花刺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：包括针刺状的火花刺主根和多根针刺状分支，多根针刺状分支连接于火花刺主根一端并呈伞骨状，多根针刺状分支连接点均位于同一平面；针刺状分支与火花刺主根构成的夹角不为0°，且每两根针刺状分支周向间间距相等；火花刺主根与针刺状分支的材料为圆钢、铜或石墨，针刺状分支长度为火花刺主根的1%~25%。本发明采用树根状结构火花刺，可使大电流入地时在接地导体附近的土壤局部电场强度增大，有利于火花放电的产生，从而使得冲击接地电阻减小，对电力系统防雷接地具有一定的实际价值。

Description

一种新型树根状结构火花刺

技术领域

本发明属于接地电阻设备技术领域，具体涉及一种新型树根状结构火花刺。

背景技术

输电线路的接地装置是维护电力系统安全可靠运行、保障电气设备与运行人员安全的基本保障和重要措施。具有良好冲击特性的接地极可为输电线路提供有效的防护，从而避免因为雷击引发停电事故，对电力系统的安全运行以及供电可靠性均具有十分重要的意义。

随着我国电网的发展以及电力系统稳定性的提高，在全部电力系统故障中，由雷击引起的事故比例呈增加趋势。当雷击中线路时，若接地极的冲击接地电阻较高，会在线路绝缘子串两端形成较高的危险电压，这不仅给电网运行人员的人身安全带来威胁，而且会破坏电气设备甚至造成更严重的事故。因此输电杆塔接地装置在遭受雷击事故时需要迅速地将雷电流泄散入大地，散流过程引起杆塔的电位升越小，对降低杆塔雷击跳闸率的效果就越好。雷电流的幅值一般在20~200kA 范围内，远大于一般的工频接地电流，电流幅值的升高导致接地体中各处电流密度增大，进而增大电场强度，在靠近接地体注流点处尤为明显，当该电场强度超过土壤临界击穿场强时会发生局部火花放电，可等效为土壤的电导和接地体的尺寸均变大。因此，在足够强的冲击雷电流作用下，同一接地装置的工频接地电阻大于其冲击接地电阻，这一特点即为火花效应。

发明内容

本发明解决的技术问题是：提供一种新型树根状结构火花刺，以解决上述现有技术中存在的技术问题。

本发明采取的技术方案为：一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：包括针刺状的火花刺主根和多根针刺状分支，多根针刺状分支连接于火花刺主根一端并呈伞骨状，多根针刺状分支连接点均位于同一平面；针刺状分支与火花刺主根构成的夹角不为0°，且每两根针刺状分支周向间间距相等；火花刺主根与针刺状分支的材料为圆钢、铜或石墨，针刺状分支长度为火花刺主根的1%~25%。

优选的，上述针刺状分支的数量为2-6根。

优选的，上述火花刺主根和针刺状分支直径为10mm~30mm。

优选的，上述火花刺主根长度为1~10m。

优选的，上述每根针刺状分支与火花刺主根构成的夹角为30°~60°。

优选的，上述针刺状分支与火花刺主根材料相同。

优选的，上述针刺状分支与火花刺主根的材料为圆钢或铜时，针刺状分支通过焊接方式固定连接在火花刺主根上。

优选的，上述针刺状分支与火花刺主根的材料为石墨时，针刺状分支通过导电的连接件固定连接在火花刺主根上。

优选的，上述连接件为U型槽、抱箍或螺钉。

优选的，上述连接件的材料为导电的非金属材质或金属材质。

本发明的有益效果：与现有技术相比，本发明采用树根状结构火花刺，可使大电流入地时在接地导体附近的土壤局部电场强度增大，有利于火花放电的产生，从而使得冲击接地电阻减小，对电力系统防雷接地具有一定的实际价值。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明应用实施示意图。

图中，1—火花刺主根，2—针刺状分支。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对本发明进行进一步介绍。

实施例1：如图1-2所示，一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：包括针刺状的火花刺主根1和多根针刺状分支2，多根针刺状分支2连接于火花刺主根1一端并呈伞骨状，多根针刺状分支1连接点均位于同一平面；针刺状分支2与火花刺主根1构成的夹角不为0°，且每两根针刺状分支2周向间角度间距相等；火花刺主根1与针刺状分支2的材料为圆钢、铜或石墨，针刺状分支2长度为火花刺主根1的1%~25%。

优选的，上述针刺状分支2的数量为2-6根。

优选的，上述火花刺主根1和针刺状分支2直径为10mm~30mm。

优选的，上述火花刺主根1长度为1~10m。

优选的，上述每根针刺状分支2与火花刺主根1构成的夹角为30°~60°。

优选的，上述针刺状分支2与火花刺主根1材料相同。

优选的，上述针刺状分支2与火花刺主根1的材料为圆钢或铜时，针刺状分支2通过焊接方式固定连接在火花刺主根1上，焊接牢固稳定。

优选的，上述针刺状分支2与火花刺主根1的材料为石墨时，针刺状分支2通过导电的连接件固定连接在火花刺主根1上，保证连接可靠，减小针刺石墨与接地体本体间的接触电阻。

优选的，上述连接件为U型槽、抱箍或螺钉。

优选的，上述连接件的材料为导电的非金属材质或金属材质。

在接地体上添加针刺状的短接地导体(即火花刺)可使土壤颗粒间局部空间电场强度畸变加强，促进火花效应的产生，从理论上能减小接地体的冲击接地电阻。因此，设计一种具备优良的降冲击接地电阻效果的新型树根状结构火花刺。

实施例2：以长度30m，埋深0.8m的水平Φ28mm石墨基柔性接地体为基准模型，进行考虑火花效应的冲击接地电阻计算，土壤类型选择为单层均匀土壤，电阻率ρ=500Ω·m，雷电流波形参数设置为2.6μs/50μs，幅值为50kA，注流点位于首端，得到本实例基准模型的冲击接地电阻R=22.57Ω。

实施例3：如图2所示，以长度30m，埋深0.8m的水平Φ28mm石墨基柔性接地体为基准模型为基础，在其首端注流点的位置加一树根状结构火花刺，其主根长度l为6m，分支4只，长度d均为2m，均添加在主根首端，开叉角度保持为45°，进行考虑火花效应的冲击接地电阻计算。土壤类型选择为单层均匀土壤，电阻率ρ=500Ω·m，雷电流波形参数设置为2.6μs/50μs，幅值为50kA。得到本实施例基准模型在加装树根状结构火花刺后的冲击接地电阻R1=19.41Ω。和实施例2中基准模型的冲击接地电阻相比，本实施例基准模型加装树根状结构火花刺后冲击接地电阻有一定程度的降低。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式实例，本发明的保护范围并不局限于此。熟悉该技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易找到变化或替换方式，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。为此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：包括针刺状的火花刺主根（1）和多根针刺状分支（2），多根针刺状分支（2）连接于火花刺主根（1）一端并呈伞骨状，多根针刺状分支（1）连接点均位于同一平面；针刺状分支（2）与火花刺主根（1）构成的夹角不为0°，且每两根针刺状分支（2）周向间间距相等；火花刺主根（1）与针刺状分支（2）的材料为圆钢、铜或石墨，针刺状分支（2）长度为火花刺主根（1）的1%~25%。

2.根据权利要求1所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：针刺状分支（2）的数量为2-6根。

3.根据权利要求1所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：火花刺主根（1）和针刺状分支（2）直径为10mm~30mm。

4.根据权利要求1所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：火花刺主根（1）长度为1~10m。

5.根据权利要求1所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：每根针刺状分支（2）与火花刺主根（1）构成的夹角为30°~60°。

6.根据权利要求1所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：针刺状分支（2）与火花刺主根（1）材料相同。

7.根据权利要求1所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：针刺状分支（2）与火花刺主根（1）的材料为圆钢或铜时，针刺状分支（2）通过焊接方式固定连接在火花刺主根（1）上。

8.根据权利要求1所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：针刺状分支（2）与火花刺主根（1）的材料为石墨时，针刺状分支（2）通过导电的连接件固定连接在火花刺主根（1）上。

9.根据权利要求8所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：连接件为U型槽、抱箍或螺钉。

10.根据权利要求8所述的一种新型树根状结构火花刺，其特征在于：连接件的材料为导电的非金属材质或金属材质。