CN111682327A - 接地装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种接地装置。接地装置包括：多个接地方框和多个连接射线，多个所述接地方框的围设面积依次增大，任意两个所述接地方框中，较大的所述接地方框包围较小的所述接地方框；每个所述接地方框具有四个顶角，任意相邻的两个所述接地方框的顶角一一对应，相对应的两个所述顶角通过所述接地射线连接；所述接地射线延伸至所述接地方框外部。上述的接地装置用于接地时，当强大的电流经接地装置入地时，电流经多个接地方框和接地射线入地。由于多个接地方框依次围设形成多个环形结构，使得入地点电流更加均匀，从而降低输电线路发生接地故障时杆塔周围产生的跨步电压，从而降低杆塔周围活动人员触电风险。
Description
技术领域
本发明涉及电力系统防雷接地技术领域，尤其涉及一种接地装置。
背景技术
输电线路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。长期以来，杆塔接地装置设计依据规程《交流电气装置的接地》(DL/T621-1997)，保证杆塔接地电阻满足规程要求，对输电线路接地短路造成的跨步电击没有设计考虑。而实际运行中输电线路断线落地、单相接地故障等特殊工况不可避免，杆塔接地装置流过故障电流时在杆塔产生跨步电压会严重危害周围活动人员的人身安全。
短路电流通过杆塔接地装置入地时，会在土壤表面产生电位升，且地电位升随着与电流入地点距离增大而逐渐衰减。跨步电压指接地短路电流流经接地装置时，地面上水平距离为0.8m的两点间的电位差。人的两脚接触该两点时所承受的电压，称跨步电压US。当跨步电压超过某一数值时会导致人体的触电事故，因此，必须将线路杆塔附近的跨步电压严格限制在允许范围内。
然而，传统的接地装置难以预防因线路故障导致的跨步电压超标引起的触电事故。
发明内容
基于此，有必要针对传统的接地装置难以预防因线路故障导致的跨步电压超标引起的触电事故的问题，提供一种能够抑制跨步电压的接地装置。
本申请实施例提供一种接地装置，包括：多个接地方框和多个连接射线，多个所述接地方框的围设面积依次增大，任意两个所述接地方框中，较大的所述接地方框包围较小的所述接地方框；
每个所述接地方框具有四个顶角，任意相邻的两个所述接地方框的顶角一一对应，相对应的两个所述顶角通过所述接地射线连接；所述接地射线延伸至所述接地方框外部。
上述的接地装置用于接地时，通过引线将上述接地装置连接至杆塔的塔基，并将上述接地装置埋在地下。当强大的电流经接地装置入地时，电流经多个接地方框和接地射线入地。由于多个接地方框依次围设形成多个环形结构，使得入地点电流更加均匀，从而降低输电线路发生接地故障时杆塔周围产生的跨步电压，从而降低杆塔周围活动人员触电风险。
在一实施例中，所述接地方框的数量为2个～9个。
在一实施例中，相邻的两个所述接地方框之间的最短距离为1m～4m。
在一实施例中，所述的接地装置埋深为0.5m～1m。
在一实施例中，所述接地方框和所述接地射线所采用的材料相同，均为金属材料。
在一实施例中，所述接地方框和所述接地射线所采用的材料为铜或镀锌钢。
在一实施例中，所述接地方框的每个边的直径和所述接地射线的直径的范围均为8mm～12mm。
在一实施例中，所述接地射线与所述接地方框通过焊接的方式连接，所述接地方框的相邻接的边通过焊接的方式连接。
在一实施例中，所述接地方框和所述接地射线所采用的材料相同，均为石墨柔性接地体。
在一实施例中，所述接地方框的每个边的直径和所述接地射线的直径的范围均为10mm～30mm。
在一实施例中，所述的接地装置还包括连接件，所述接地射线与所述接地方框通过所述连接件连接，所述接地方框的相邻接的边通过所述连接件连接。
附图说明
图1为第一实施方式的接地装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参考图1，本申请第一实施方式提供一种接地装置100。接地装置100包括：多个接地方框110和多个接地射线120。多个接地方框110的围设面积依次增大。任意两个接地方框110中，较大的接地方框110包围较小的接地方框110。
具体地，如图1所示，本申请实施例包括三个接地方框110。三个接地方框110的边长依次增大，从而三个接地方框110的围设面积依次增大。三个接地方框110按照围设面积依次增大的顺序，较大的接地方框110依次包围较小的接地方框110。
可以理解的是，接地方框110的数量还可以为两个、四个、五个等任意多个。
每个接地方框110具有四个顶角，任意相邻的两个接地方框110的顶角一一对应，每对相对应的两个顶角通过接地射线120连接。接地射线120延伸至接地方框110外部。
具体地，每个方框具有四个顶角。任意相邻的两个接地方框110形成大致为“回”的形状，从而相邻的两个接地方框110的顶角一一对应。每对相对应的两个顶角通过接地射线120连接。接地射线120向接地方框110外部延伸，且接地射线120延伸至最大的接地方框110之外。
上述的接地装置100用于接地时，通过引线将上述接地装置100连接至杆塔的塔基，并将上述接地装置100埋在地下。当强大的电流经接地装置100入地时，电流经多个接地方框110和接地射线120入地。由于多个接地方框110依次围设形成多个环形结构，使得入地点电流更加均匀，从而降低输电线路发生接地故障时杆塔周围产生的跨步电压，从而降低杆塔周围活动人员触电风险。
在一实施例中，接地方框110的数量为2个～9个。
具体地，接地方框110的数量可以根据杆塔所在位置附近的土壤电阻率以及接地射线120的长度确定。一般情况下，土壤电阻率越大，接地射线120的长度越长，接地方框110的数量越多。
如图1所示，在一实施例中，相邻的两个接地方框110之间的最短距离L为1m～4m。具体地，L可以为1m、2m、3m、4m等。
在一实施例中，接地装置100的埋深为0.5m～1m。优选地，接地装置100的埋深为0.6m～0.8m。接地装置100的埋深例如可以是0.5m、0.63m、0.7m、0.75m、0.8m、1m。
在一实施例中，接地方框110和接地射线120所采用的材料相同，均为金属材料。
具体地，接地方框110和接地射线120所采用的材料可以为铜或镀锌钢。金属具有良好的导电性，有利于接地装置100顺利导电，以保护杆塔周围活动人员。
在一实施例中，每个接地方框110具有四个边，四个边依次首尾连接形成接地方框110。相邻的边可以通过焊接的方式连接，从而相邻的边连接可靠，有利于接地装置100顺利导电。相邻的边的连接处形成接地方框110的顶角。接地射线120与接地方框110的顶角可以通过焊接的方式连接，从而接地射线120与接地方框110的顶角连接可靠，有利于接地装置100顺利导电。
在一实施例中，接地方框110的每个边的直径的范围为8mm～12mm，例如是8mm、8.5mm、9mm、9.3mm、10mm、10.7mm、11mm、11.6mm、12mm等。
在一实施例中，接地射线120的直径的范围为8mm～12mm。例如是8mm、8.5mm、9mm、9.3mm、10mm、10.7mm、11mm、11.6mm、12mm等。
以下通过具体的实施例和对比例说明本申请第一实施方式的接地装置的有益效果：
实施例1
本实施例的接地装置包括两个接地方框。较小的接地方框的根开为8m。较大的接地方框的根开为10m。较大的接地方框围设较小的接地方框。接地射线的长度为15m。接地方框的边和接地射线均采用直径为12mm的镀锌圆钢接地体。当地土壤电阻率为150Ω·m。接地装置埋深为0.6m。将短路入地电流设置为5kA，工频设为50Hz，经计算得到最大跨步电压为2701.0V。
对比例1
本对比例采用传统的接地装置。传统的接地装置仅具有一个接地方框。接地方框的根开为8m。接地射线的长度为15m。接地方框的边和接地射线均采用直径为12mm的镀锌圆钢接地体。当地土壤电阻率为150Ω·m。接地装置埋深为0.6m。短路入地电流设置为5kA，工频50Hz，经计算得到最大跨步电压为2701.0V。
通过实施例1和对比例1的对比可知，相比于传统的接地装置，实施例1由于采用了本申请实施例的接地装置100，跨步电压大幅降低。
本申请第二实施方式还提供另一种接地装置。第二实施方式的接地装置与第一实施方式的接地装置100的结构基本相同，在此不在赘述。下面重点介绍第二实施方式的接地装置与第一实施方式的接地装置100的区别。
在本实施例中，接地方框和接地射线所采用的材料相同，均为石墨柔性接地体。由于石墨材料具有较好的耐腐蚀性，从而提高了接地装置的使用寿命。由于石墨材料具有较好的导电性，从而有利于接地装置顺利导电。由于采用了石墨柔性接地体，接地方框和接地射线容易弯折，从而便于根据地形布置接地方框和接地射线。
在一实施例中，接地装置还包括连接件(未示出)，接地射线与接地方框通过连接件连接，接地方框的相邻接的边通过连接件连接。
具体地，接地方框具有四个边，四个边依次首尾连接形成接地方框。相邻的边可以通过连接件连接。相邻的边的连接处形成顶角。接地射线与接地方框的顶角可以通过连接件连接。
在一实施例中，连接件可以为U型夹，抱箍或螺纹连接件，从而方便连接接地射线与接地方框的顶角以及方便连接接地方框的相邻的边。
在一实施例中，连接件所采用的材料可以为塑料、环氧树脂等非金属材质。连接件所采用的材料也可以为铜或镀锌钢等金属材质。
在一实施例中，接地方框的每个边的直径的范围为10mm～30mm，例如是10mm、10.5mm、17mm、17.6mm、21mm、21.5mm、26mm、26.6mm、30mm。
在一实施例中，接地射线的直径的范围为10mm～30mm。例如是10mm、10.5mm、17mm、17.6mm、21mm、21.5mm、26mm、26.6mm、30mm。
以下通过具体的实施例和对比例说明本申请第二实施方式的接地装置的有益效果：
实施例2
本实施例的接地装置包括两个接地方框。较小的接地方框的根开为8m。较大的接地方框的根开为10m。较大的接地方框围设较小的接地方框。接地射线的长度为15m。接地方框的边和接地射线均采用直径为28mm的石墨基柔性接地体。当地土壤电阻率为150Ω·m。接地装置埋深为0.6m。将短路入地电流设置为5kA，工频设为50Hz，经计算得到最大跨步电压为2716.1V。
对比例2
本对比例采用传统的接地装置。传统的接地装置仅具有一个接地方框。接地方框的根开为8m。接地射线的长度为15m。接地方框的边和接地射线均采用直径为28mm的石墨基柔性接地体。当地土壤电阻率为150Ω·m。接地装置埋深为0.6m。短路入地电流设置为5kA，工频50Hz，经计算得到最大跨步电压为3301.0V。
通过实施例2和对比例2的对比可知，相比于传统的接地装置，实施例2由于采用了本申请实施例的接地装置，跨步电压大幅降低。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种接地装置，其特征在于，包括：多个接地方框和多个连接射线，多个所述接地方框的围设面积依次增大，任意两个所述接地方框中，较大的所述接地方框包围较小的所述接地方框；
每个所述接地方框具有四个顶角，任意相邻的两个所述接地方框的顶角一一对应，相对应的两个所述顶角通过所述接地射线连接；所述接地射线延伸至所述接地方框外部。
2.根据权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述接地方框的数量为2个～9个；和/或，相邻的两个所述接地方框之间的最短距离为1m～4m。
3.根据权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述的接地装置埋深为0.5m～1m。
4.根据权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述接地方框和所述接地射线所采用的材料相同，均为金属材料。
5.根据权利要求4所述的接地装置，其特征在于，所述接地方框和所述接地射线所采用的材料为铜或镀锌钢。
6.根据权利要求4所述的接地装置，其特征在于，所述接地方框的每个边的直径和所述接地射线的直径的范围均为8mm～12mm。
7.根据权利要求4所述的接地装置，其特征在于，所述接地射线与所述接地方框通过焊接的方式连接，所述接地方框的相邻接的边通过焊接的方式连接。
8.根据权利要求1所述的接地装置，其特征在于，所述接地方框和所述接地射线所采用的材料相同，均为石墨柔性接地体。
9.根据权利要求8所述的接地装置，其特征在于，所述接地方框的每个边的直径和所述接地射线的直径的范围均为10mm～30mm。
10.根据权利要求8所述的接地装置，其特征在于，还包括连接件，所述接地射线与所述接地方框通过所述连接件连接，所述接地方框的相邻接的边通过所述连接件连接。
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