CN110086003A - 一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法，包括主接地网和四条接地引下线，主接地网设置在杆塔基座四周地下，为柔性石墨卷材搭建的方形结构，其各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，且四个角各设有一个与镀锡不锈钢套管连接的石墨缆端头；每条接地引下线的一端与所述镀锡不锈钢套管外壁熔焊，另一端与杆塔支撑腿连接；镀锡不锈钢套管的侧壁上设有通孔，石墨缆端头和镀锡不锈钢套管通过铜销穿过通孔固定。本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法，解决了接地引下线易破损、易腐蚀，与主接地网连接稳定性差的问题，降低了运维频率，节约了运维成本。

Description

一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法
技术领域
本发明属于地网接地连接方法领域，更具体地说，是涉及一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法。
背景技术
输电线路杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分，是埋于土壤中的主接地网和漏出地表以上接地引下线的总称，二者通过融化焊接或压板压接的方式在土壤中相连，其作用是更好的导泄雷电流入地，以保持线路有一定的耐雷水平，确保雷电流可靠泄入大地，保护线路设备绝缘，减少线路雷击跳闸率，提高运行可靠性和避免跨步电压产生的人身伤害。
石墨缆接地线具有耐腐蚀、不生锈的特点，免维护，免更新，使用安全可靠，不受环境、气候条件限制，且节能、环保，尤其适合在酸性或碱性土壤、沼泽、湿热地带以及海滩使用，常用于输电线路杆塔接地工程中。在线路长时间的运维过程中我们发现，同样采用石墨缆进行连接的接地引下线，因其机械强度低，外皮为普通塑料进行包裹，常常因外力破坏导致接地引下线破裂或断裂而失效，而使用高强度材料的接地引下线尤其是其进入土壤部分容易发生腐蚀，且与主接地网的连接稳定性差，需要频繁维护，导致运维成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法，旨在解决接地引下线易损、易腐蚀，与主接地网连接稳定性差的问题，降低了运维频率，节约了运维成本。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种电力设备的地网接地连接装置，包括主接地网和四条接地引下线，主接地网设置在杆塔基座四周地下，为柔性石墨卷材搭建的方形结构，其各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，且四个角各设有一个与镀锡不锈钢套管连接的石墨缆端头；每条接地引下线的一端与所述镀锡不锈钢套管外壁熔焊，另一端与杆塔支撑腿连接；镀锡不锈钢套管的侧壁上设有通孔，石墨缆端头和镀锡不锈钢套管通过铜销穿过通孔固定。
进一步地，铜销为梭状，其最大直径等于通孔直径，长度大于镀锡不锈钢套管的外径。
进一步地，铜销设有贯穿其两端的空腔。
进一步地，铜销还设有穿过空腔的铆杆。
进一步地，镀锡不锈钢套管的侧壁上间隔设有至少两个通孔，并分别穿入铜销。
进一步地，通孔的直径为6mm～8mm。
进一步地，接地引下线地上30mm至地下30mm的部分设有圆柱体，且圆柱体的直径为所述接地引下线直径的两倍。
进一步地，圆柱体两端与所述接地引下线连接处分别设有圆台，所述圆台一端与所述圆柱体直径相同，另一端与所述接地引下线的直径相同。
进一步地，镀锡不锈钢套管的内径大于28mm，长度大于80mm。
进一步地，柔性石墨卷材的外围钩编钢丝包裹。
本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置，主接地网为柔性石墨卷材搭建方形结构，其各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，即主接地网的各个边均呈射线形态相互连接，有利于在保证接地塔杆的有效散流长度的同时，最大程度地避免主接地网材料的浪费；在主接地网的四个角各设有一个石墨缆端头，一方面提高接地引下线与主接地网之间的导流效果稳定可靠，另一方面可以保证主接地网稳定的散流效果，在主接地网的石墨缆端头套装镀锡不锈钢套管并用液压钳或压管机压实，然后沿镀锡不锈钢套管侧壁的通孔重新钻孔，将石墨缆端头一并打穿，再穿入铜销，铜销与通孔采用过盈配合的方式，可使石墨缆与镀锡不锈钢套管充分接触；接地引下线使用镀锡铜覆钢材料制成，强度高，不易损坏，镀锡不锈钢套管的外壁与接地引下线搭接熔焊，连接可靠，可以防止石墨缆在土壤中与镀锡不锈钢套管因连接可靠性差而发生电化学腐蚀反应。解决了接地引下线易损、易腐蚀，与主接地网连接稳定性差的问题，从而降低了运维频率，节约了运维成本。
一种电力设备的地网接地连接方法，包括以下步骤：
A.使用柔性石墨卷材在杆塔底部四周地下搭建方形的主接地网，且方形主接地网的各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，其四个角各设置一个石墨缆端头，用镀锡不锈钢套管套于所述主接地网的石墨缆端头，使用液压钳或压管机压实，然后沿镀锡不锈钢套管侧壁的通孔重新钻孔，将石墨缆端头一并打穿，再穿入铜销，将其长度压缩至与镀锡不锈钢套管的外径相同；
B.所述镀锡不锈钢套管与镀锡铜覆钢制成的接地引下线搭接并熔焊，搭接长度50mm以上；
C.填埋所述主接地网，在以所述接地引下线为中心的直径200mm范围内，预留深度150mm以上的圆坑，其他部分填平至地面并反复夯实；
D.将生石灰粉、沙子、黏土按照1:1:2的比例搅拌均匀的混合土，填埋于预留所述圆坑内，至与地面平齐，并反复夯实；
E.所述接地引下线地面裸露部分紧贴杆塔的基座，并用线卡固定，端部与杆塔支撑腿通过螺栓连接。
本发明提供的一种电力设备的地网接地连接方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明提供的一种电力设备的地网接地连接方法，主接地网为柔性石墨卷材搭建方形结构，其各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，即主接地网的各个边均呈射线形态相互连接，有利于在保证接地塔杆的有效散流长度的同时，最大程度地避免主接地网材料的浪费；在主接地网的四个角各设有一个石墨缆端头，一方面保证接地引下线与主接地网之间的导流效果稳定可靠，另一方面可以保证主接地网稳定的散流效果，在主接地网的石墨缆端头套装镀锡不锈钢套管并用液压钳或压管机压实，可使石墨缆与镀锡不锈钢套管充分接触；接地引下线使用镀锡铜覆钢材料制成，强度高，不易损坏，镀锡不锈钢套管与接地引下线搭接熔焊，连接可靠，可以防止石墨缆在土壤中与镀锡不锈钢套管因连接可靠性差而发生电化学腐蚀反应；接地引下线周围使用混合土填埋并反复夯实，混合土中的生石灰粉可以中和土壤的酸碱度，并且与沙子均具备吸水防潮的作用，黏土成分可以保证土壤在反复夯实后的紧密度，避免雨水浸入，从而起到防腐效果；接地引下线地面以上部分采用线卡固定并与杆塔进行螺栓连接，连接可靠，避免外力破坏。解决了接地引下线易损、易腐蚀，与主接地网连接稳定性差的问题，从而降低了运维频率，节约了运维成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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为本发明实施例提供的一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法的主接地网结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电力设备的地网接地连接装置及连接方法的镀铜不锈钢套管与石墨缆的连接示意图；
图4为沿图3中A-A线的剖视后镀铜不锈钢套管与石墨缆的内部连接示意图一；
图5为沿图3中A-A线的剖视后镀铜不锈钢套管与石墨缆的内部连接示意图二的初始状态；
图6为沿图3中A-A线的剖视后镀铜不锈钢套管与石墨缆的内部连接示意图二的最终状态。
图中：1、主接地网；2、接地引下线；3、镀锡不锈钢套管；4、土壤；10、石墨缆；20、圆柱体；21、线卡；30、通孔；31、铜销；40、混合土；201、圆台；310、空腔；311、铆杆；401、圆坑；501、基座；502、杆塔支撑腿。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请一并参阅图1至图4，现对本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置进行说明。所述一种电力设备的地网接地连接装置，包括主接地网1和四条接地引下线2，主接地网1设置在杆塔基座501四周地下，为柔性石墨卷材搭建的方形结构，其各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，且四个角各设有一个与镀锡不锈钢套管3连接的石墨缆10端头；每条接地引下线2的一端与所述镀锡不锈钢套管3外壁熔焊，另一端与杆塔支撑腿502连接；镀锡不锈钢套管3的侧壁上设有通孔30，石墨缆10端头和镀锡不锈钢套管3通过铜销31穿过通孔30固定。
本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的安装方式：主接地网1使用柔性石墨卷材，绕杆塔底部四周布置成方形并埋于地下，在主接地网1的石墨缆10上套设镀锡不锈钢套管3，且石墨缆10穿入长度等于镀锡不锈钢套管3的长度，并将石墨缆10的端头和与其平齐的镀锡不锈钢套管3的端头熔焊，然后使用液压钳或者压管机压实镀锡不锈钢套管3，然后沿镀锡不锈钢套管3侧壁的通孔30重新钻孔，将石墨缆10端头一并打穿，再穿入铜销31，铜销31与通孔30采用过盈配合的方式，可使石墨缆10与镀锡不锈钢套管3充分接触，也可以采用熔焊的方式将铜销31与通孔30完全融合，以杜绝石墨缆10与镀锡不锈钢套管3的虚接隐患，且使用镀锡不锈钢套管3后增大了连接处的导流截面积，可以更好地导泄雷电流入地；接地引下线2使用镀锡铜覆钢材料制成，强度高不易损坏，且防锈耐蚀，将接地引下线2地面以下部分的端部与镀锡不锈钢套管3的外壁搭接，且搭接长度50mm以上，然后将两者进行熔焊，保证连接可靠，避免石墨缆10在土壤中与镀锡不锈钢套管3因连接不牢或虚接的因素而发生电化学反应，达到防腐目的。
本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置，与现有技术相比，本发明一种电力设备的地网接地连接装置，主接地网1为柔性石墨卷材搭建方形结构，其各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，即主接地网1的各个边均呈射线形态相互连接，有利于在保证接地塔杆的有效散流长度的同时，最大程度地避免主接地网1材料的浪费；在主接地网1的四个角各设有一个石墨缆10端头，一方面保证接地引下线2与主接地网1之间的导流效果稳定可靠，另一方面可以保证主接地网1稳定的散流效果，通过镀锡不锈钢套管3将主接地网1的石墨缆10与接地引下线2可靠连接，使用镀锡不锈钢套管3后增大了连接处的导流截面积，可以更好地导泄雷电流入地；使用铜销31穿过通孔30将石墨缆10与镀锡不锈钢套管3连接，杜绝石墨缆10与镀锡不锈钢套管3的虚接隐患，解决了接地引下线2易损、易腐蚀，与主接地网1连接稳定性差的问题，从而降低了运维频率，节约了运维成本。
请参阅图4，作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式，铜销31为梭状，其最大直径处恰好可以穿过通孔30，其长度大于镀锡不锈钢套管3的外径，穿入通孔30后使用液压钳压缩铜销31两端，将其长度压缩至与镀锡不锈钢套管3的外径相同。使用梭状铜销31，一方面方便其穿入通孔30内，另一方面在穿入通孔30后使用液压钳对其两端进行压缩，在压缩过程中，铜销31长度变短，直径增大，在将其压缩至与镀锡不锈钢套管3外径相同时，铜销31的最大直径超过通孔的直径，铜销31外周面挤压其周围的石墨缆10，两者接触紧密，由于此时其最大直径大于通孔30的直径，因此可以保证铜销31在通孔30内固定，不会脱落。在铜销31的挤压作用下，使石墨缆10与镀锡不锈钢套管3的连接安全可靠，导流性强，导流稳定。
请参阅图5，作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式，铜销31设有贯穿其两端的空腔310。在保证导流性能的前提下，设置空腔310可以使铜销31的压缩更方便，使其梭状最大直径处在受压缩时增大的范围更大，对石墨缆10的挤压作用更明显，使石墨缆10与镀锡不锈钢套管3的连接更稳固，导流效果更好。
请参阅图5及图6，作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式，铜销31还设有穿过空腔310的铆杆311。在铜销31穿入通孔30后，使用拉铆工具对铆杆311施力，进而压缩铜销31，直至铜销31的长度压缩至与镀锡不锈钢套管3的外径相同，然后将铆杆311的伸出端截下并将端部铆平，操作方便，连接牢固。
请参阅图3，作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式,镀锡不锈钢套管3的侧壁上间隔设有至少两个通孔30，并分别穿入铜销31。使石墨缆10与镀锡不锈钢套管3的连接更牢固，接触更可靠，导流效果更好。
请参阅图3，作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式，通孔30的直径为6mm～8mm。通孔30的直径接近镀锡不锈钢套管3的外径的1/4，既不影响其强度，又可以保证方便辅助石墨缆10顺利穿入镀锡不锈钢套管3内，而且在通孔30内穿入等直径的铜销31，可以使石墨缆10与镀锡不锈钢套管3的接触面积更大，连接可靠，导流稳定。
请参阅图1，作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式，接地引下线2地上30mm至地下30mm的部分设有圆柱体20，且圆柱体20的直径为所述接地引下线2的两倍。由于接地引下线2最易腐蚀和损坏的部分在于其地上30mm至地下30mm的部分，尤其是在入土点其腐蚀更严重，因此在上述位置增加直径为接地引下线2直径的两倍的圆柱体20，一方面使其增加导流截面积，降低电化学腐蚀的伤害，另一方面使其抗腐蚀性增强，延长其耐用时间，可以减少运维频率，降低运维成本。
请参阅图1，作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式，圆柱体20两端与接地引下线2连接处分别设有圆台201，圆台201一端与圆柱体20直径相同，另一端与接地引下线2的直径相同。保证导流截面积是一个缓变的过程，避免导流截面积瞬变，使接地引下线2的导流更稳定、安全可靠。
请参阅图3，作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式，镀锡不锈钢套管3的内径大于28mm，长度大于80mm。常用的石墨缆10直径为28mm，因此使用内径大于28mm的镀锡不锈钢套管3有利于石墨缆10的穿入，施工方便，镀锡不锈钢套管3长度大于80mm可以保证石墨缆10和镀锡不锈钢套管3足够的接触面积，保证其连接稳定，避免虚接现象影响使用效果。
作为本发明提供的一种电力设备的地网接地连接装置的一种具体实施方式，柔性石墨卷材的外围钩编钢丝包裹。采用十字交叉钩编工艺，增加柔性石墨卷材的强度，保护其不受磨损。
本发明还提供了一种电力设备的地网接地连接方法，请参阅图1，包括以下步骤：
A.使用柔性石墨卷材在杆塔底部四周地下搭建方形的主接地网1，用镀锡不锈钢套管3套于所述主接地网1的石墨缆10端头，使用液压钳或压管机压实，然后沿镀锡不锈钢套管3侧壁的通孔30重新钻孔，将石墨缆10端头一并打穿，再穿入铜销31，将其长度压缩至与镀锡不锈钢套管3的外径相同；
B.所述镀锡不锈钢套管3与镀锡铜覆钢制成的接地引下线2搭接并熔焊，搭接长度50mm以上；
C.填埋所述主接地网1，在以所述接地引下线2为中心的直径200mm范围内，预留深度150mm以上的圆坑401，其他部分填平至地面并反复夯实；
D.将生石灰粉、沙子、黏土按照1:1:2的比例搅拌均匀的混合土40，填埋于预留所述圆坑401内，至与地面平齐，并反复夯实；
E.所述接地引下线2地面裸露部分紧贴杆塔的基座501，并用线卡21固定，端部与杆塔支撑腿502通过螺栓连接。
本发明提供的一种电力设备的地网接地连接方法，与现有技术相比，本发明一种电力设备的地网接地连接装置，主接地网1使用柔性石墨卷材，绕杆塔底部四周布置成方形，其各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，即主接地网1的各个边均呈射线形态相互连接，有利于在保证接地塔杆的有效散流长度的同时，最大程度地避免主接地网1材料的浪费；在主接地网1的四个角各设有一个石墨缆10端头，一方面保证接地引下线2与主接地网1之间的导流效果稳定可靠，另一方面可以保证主接地网1稳定的散流效果，在主接地网1的石墨缆10上套设镀锡不锈钢套管3，且石墨缆10穿入长度等于镀锡不锈钢套管3的长度，并将石墨缆10的端头和与其平齐的镀锡不锈钢套管3的端头熔焊，然后使用液压钳或者压管机压实镀锡不锈钢套管3，保证石墨缆10与镀锡不锈钢套管3充分接触，消除虚接隐患，且使用镀锡不锈钢套管3后增大了连接处的导流截面积，可以更好地导泄雷电流入地；接引地下线2使用镀锡铜覆钢材料制成，强度高不易损坏，且防锈耐蚀，将接引地下线2地面以下部分的端部与镀锡不锈钢套管3的外壁搭接，且搭接长度50mm以上，然后将两者进行熔焊，保证连接可靠，避免石墨缆10在土壤4中与镀锡不锈钢套管3因连接不牢或虚接的因素而发生电化学反应；使用土壤4填埋主接地网1，并预留以接地引下线2为中心直径200mm范围内，深度150mm以上的圆坑401，将生石灰粉、沙子、黏土按照1:1:2的比例搅拌均匀的混合土40填入圆坑401中，每填埋30mm厚度进行一次夯实，直至与地面平齐，混合土40中的生石灰粉可以中和土壤4的酸碱度，并且与沙子均具备吸水防潮的作用，黏土成分可以保证土壤4在反复夯实后的紧密度，避免雨水浸入，从而起到防腐效果，解决了接地引下线2在进入地面部分容易发生腐蚀的问题，接地引下线2地面以上部分进行弯折，使其与基座501贴合，并采用多个线卡21间隔固定在基座501上，接地引下线2的端头设置连接板，与杆塔支撑腿502进行螺栓连接，连接可靠，且由于镀锡铜覆钢的材料属性强度大，可以有效避免外力破坏。解决了接地引下线2易损、易腐蚀，与主接地网1连接稳定性差的问题，从而降低了运维频率，节约了运维成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于，包括：
主接地网(1)，设置在杆塔基座(501)四周地下，为柔性石墨卷材搭建的方形结构，其各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，且四个角各设有一个与镀锡不锈钢套管(3)连接的石墨缆(10)端头；
四条接地引下线(2)，一端分别与所述镀锡不锈钢套管(3)外壁熔焊，另一端分别与杆塔支撑腿(502)连接；
所述镀锡不锈钢套管(3)的侧壁上设有通孔(30)，所述石墨缆(10)端头和所述镀锡不锈钢套管(3)通过铜销(31)穿过所述通孔(30)固定。
2.如权利要求1所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述铜销(31)为梭状，其最大直径等于所述通孔(30)的直径，其长度大于所述镀锡不锈钢套管(3)的外径。
3.如权利要求2所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述铜销(31)设有贯穿其两端的空腔(310)。
4.如权利要求3所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述铜销(31)还设有穿过所述空腔(310)的铆杆(311)。
5.如权利要求1所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述镀锡不锈钢套管(3)的侧壁上间隔设有至少两个所述通孔(30)，并分别穿入所述铜销(31)。
6.如权利要求5所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述通孔(30)的直径为6mm～8mm。
7.如权利要求1所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述接地引下线(2)地上30mm至地下30mm的部分设有圆柱体(20)，且所述圆柱体(20)的直径为所述接地引下线(2)直径的两倍。
8.如权利要求7所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述圆柱体(20)两端与所述接地引下线(2)连接处分别设有圆台(201)，所述圆台(201)一端与所述圆柱体(20)直径相同，另一端与所述接地引下线(2)的直径相同。
9.如权利要求1所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述镀锡不锈钢套管(3)的内径大于28mm。
10.如权利要求1所述的一种电力设备的地网接地连接装置，其特征在于：所述柔性石墨卷材的外围钩编钢丝包裹。
11.一种电力设备的地网接地连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
A.使用柔性石墨卷材在杆塔基座(501)四周地下搭建方形的主接地网(1)，且所述主接地网(1)的各个边的一端均与相邻边的边长的3/5～3/4处连接，其四个角各设置一个石墨缆(10)端头，用镀锡不锈钢套管(3)套于所述主接地网(1)的所述石墨缆(10)端头，使用液压钳或压管机压实，然后沿所述镀锡不锈钢套管(3)侧壁的通孔(30)重新钻孔，将所述石墨缆(10)端头一并打穿，再穿入铜销(31)，并将其长度压缩至与所述镀锡不锈钢套管(3)的外径相同；
B.所述镀锡不锈钢套管(3)与镀锡铜覆钢制成的接地引下线(2)搭接并熔焊，搭接长度50mm以上；
C.填埋所述主接地网(1)，在以所述接地引下线(2)为中心的直径200mm范围内，预留深度大于150mm的圆坑(401)，其他部分填平至地面并反复夯实；
D.将生石灰粉、沙子、黏土按照1:1:2的比例搅拌均匀的混合土(40)，填满所述圆坑(401)，并反复夯实；
E.所述接地引下线(2)地面裸露部分紧贴所述基座(501)，并用线卡(21)固定，端部与杆塔支撑腿(502)通过螺栓连接。
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