CN112038785A - 一种新型免射线接地结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种新型免射线接地结构，包括装设于塔底的引下线和装设于基础周围的接地装置，所述引下线的一端固定连接于塔底，另一端与所述接地装置连接，所述接地装置由导电混凝土材料制作，本发明最大程度的降低了导电混凝土添加材料的用量，满足全寿命周期内抗腐蚀要求，也无需验算雷电冲击下基础钢筋热稳定的要求，避免了接地方框和接地射线沟道的开挖工程量和青赔费用，具有很好的经济和社会效益。

Description

一种新型免射线接地结构

技术领域

本发明涉及电力接地技术领域，尤其涉及一种新型免射线接地结构。

背景技术

在输电线路的建设中，当杆塔位于山坡岩石、松砂石地质时，由于土壤电阻率高、含水率低，敷设接地极时接地电阻值很难达到规定的数值，在杆塔落雷时，强大的雷电流不容易快速泄漏到大地，就会击毁电气设备。

输电线路杆塔接地装置是输电线路的重要组成部分，是接地体和接地引下线的总称。目前常用的水平敷设人工接地体组合型式有方框式、圆环式、风车式、方框带射线式、井字框式等等，其作用是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，但是，接地方框和接地射线沟道的开挖工程量较大，同时，也需要更多的青赔费用。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种新型免射线接地结构，旨在提供一种可不再另设接地射线的新型免射线接地结构。

为实现上述目的，本发明提供了一种新型免射线接地结构，包括装设于塔底的引下线和装设于基础周围的接地装置，所述引下线的一端固定连接于塔底，另一端与所述接地装置连接，所述接地装置由导电混凝土材料制作。

优选地，所述接地装置呈圆筒状，所述接地装置浇筑于所述基础外侧面，所述接地装置内设有钢筋网。

优选地，所述接地装置包括环形护壁，所述环形护壁上设有若干锁定孔，所述锁定孔沿所述环形护壁长度方向均匀分布，所述环形护壁内径与所述基础相匹配，可通过在所述锁定孔内穿接钢条的方式将若干所述环形护壁串接于所述基础外侧，所述引下线与所述钢条连接。

优选地，所述环形护壁之间设有环形钢，所述环形钢形状与所述环形护壁相匹配，所述环形钢与所述钢条固接。

优选地，所述环形护壁由若干预制的弧形护壁拼接而成，所述弧形护壁两个端部设有可相互啮合的卡口。

优选地，所述弧形护壁的角度为60°、120°或180°。

优选地，所述接地装置包括导电混凝土垫层，所述导电混凝土垫层水平铺设与所述基础下方，所述导电混凝土垫层内设有钢筋网。

优选地，所述导电混凝土材料中导电材料与混凝土混合比例为1:7配置。

优选地，所述不锈钢复合材料由碳素钢和复合不锈钢组成。

优选地，所述复合不锈钢组分包括C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr和Mo，各组分占所述复合不锈钢总重量的分数为：C0.05％以下、Si1.00％以下、Mn2.00％以下、P0.035％以下、S0.03％以下、Ni9％以上且14％以下，Cr16％以上且18％以下，Mo1.5％以上且2.5％以下。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本发明提出的技术方案中，新型免射线接地结构，提出了导电混凝土自然接地体、装配式导电混凝土护壁、不锈钢复合材料配合导电混凝土垫层等新型接地装置，本发明最大程度的降低了导电混凝土添加材料的用量，满足全寿命周期内抗腐蚀要求，也无需验算雷电冲击下基础钢筋热稳定的要求，避免了接地方框和接地射线沟道的开挖工程量和青赔费用，具有很好的经济和社会效益。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有的技术方案，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中记载的一些实施例，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为本发明一种新型免射线接地结构的一个实施方式的结构示意图；

图2为本发明一种新型免射线接地结构的一个实施方式的弧形护壁结构示意图；

图3为本发明一种新型免射线接地结构的一个实施方式的接地装置俯视图；

图4为本发明一种新型免射线接地结构的另一个实施方式的结构示意图；

图5为本发明一种新型免射线接地结构立体示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”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。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础60，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提供一种新型免射线接地结构。

请参阅图1-4，在本实施例中，所述新型免射线接地结构包括装设于塔底的引下线10和装设于基础60周围的接地装置20，所述引下线10的一端固定连接于电塔50底部，另一端与所述接地装置20连接，所述接地装置20由导电混凝土材料制作。

本发明提出的技术方案中，所述新型免射线接地结构的主体包括装设于电塔50底部的引下线10和装设于基础60周围的接地装置20，所述引下线10的一端固定连接于电塔50底部，另一端与所述接地装置20连接，所述接地装置20由导电混凝土材料制作。导电混凝土材料是由胶凝材料、导电相材料(导电纤维或导电颗粒)、集料和水等按照一定配合比制成的多相复合材料，是通过在普通混凝土中掺加适量的导电相材料而形成的一种功能性水泥基复合材料。导电混凝土既保持结构材料的性能，又具有导电材料的特性。

具体地，导电混凝土材料主要是依靠导电相在其内部形成的导电网络来导电，而不是利用电解质离子导电，避免了因离子导电与电子导电转换造成的接地体腐蚀，且导电混凝土具有良好的抗裂性和抗渗性，其与大地紧密结合，可以大大降低接地体与土壤间的接触电阻。导电混凝土材料具有在恶劣环境下的高耐久性，能够适用于各种地质环境条件，其抗腐蚀性能保障了其长期运行降低接地电阻效果的可靠性，作为新型接地材料可以有效地避免金属接地材料易腐蚀、耐久性低的缺点，大幅度提高接地装置20的使用寿命，减少接地装置20后期维护和改造费用，具有很好的技术经济效益。

具体地，在制作导电混凝土材料时，使用两种或两种以上的导电介质，将导电颗粒和导电纤维结合使用，充分发挥二者组合使用的优势，既提高混凝土的导电功能，又增强其力学性能。

具体地，导电混凝土材料是在普通混凝土中加入石墨和碳纤维等材料，经过优质配比精制而成。将普通混凝土的离子导电性能转化为电子导电性能，并保持了混凝土的和易性、抗渗性、热工性能、强度性能、变形性能和耐久性能等特点。

具体地，

(1)强度

导电混凝土的力学性能通常以抗压强度来表征。导电混凝土的抗压强度仍按普通混凝土抗压试验方法测得。

影响导电混凝土强度的因素很多，与普通混凝土不同的是，导电相材料本身的机械强度、粒度、形状、级配和掺量对混凝土的强度影响较大。尤其是碳质导电相材料，由于其自身的强度性能较差，它在混凝土中所占的质量百分率对导电混凝土的强度起决定作用。导电混凝土强度对降低或消除接触电阻的效果和抗蚀性有影响，浇注体强度愈高，愈密实，对降低接触电阻和提高抗蚀性愈有利。

(2)导电性

导电混凝土或是在电场下工作，或是作为输导电流的导电材料，因此导电性是衡量导电混凝土性能的主要物理参数。它应具有给定的数值，并且在一定的时间、允许荷载和温度范围内保持其稳定性。衡量导电性的指标一般为电阻率。

(3)电阻率的稳定性

电阻率的稳定性是导电混凝土作为导电材料基本的要求。稳定性的要求主要为随使用时间的延长、环境温度和温度的变化，导电混凝土的电阻率应保持相对稳定；导电混凝土通电过程中，通电时间、通电次数以及一定范围内的电压高低等对电阻应没有明显的影响。只有保持稳定的电阻率,其导电过程才具有可控性。

具体地，基础60混凝土中掺入的导电混凝土材料比例越高，混凝土导电性能越好，研究数据表明，一般地区当导电混凝土材料：混凝土为1:7时，即可达到降阻要求。

在一实施例中，导电混凝土材料基础60自然接地是将导电混凝土材料按照一定比例加入基础60混凝土中，混合灌注制作成导电混凝土基础60。导电混凝土材料与内置的钢筋网的优化组合，成为理想的自然接地装置20，满足接地电阻值的技术要求，并且避免了其余的开方，避免了与地下管线的影响。这种泄流坑型式的接地装置20，对于电流密度梯度递减，消除减缓雷电泄流时的抵抗。本实施方式取消传统的挖沟(开方)的施工方法，利用自然接地装置20，不敷设其余人工接地，导电混凝土材料自然接地，使雷电流迅速容入大地。

在一实施例中，所述接地装置20呈圆筒状，所述接地装置20浇筑于所述基础60外侧面，所述接地装置20内设有钢筋网，前述技术方案中，将导电混凝土材料混合灌注制作成导电混凝土基础60，虽然可避免布设射线和多余的挖沟，但制作导电混凝土材料基础60需要消耗大量导电混凝土材料，而能起到有效导电作用的部分均为基础60靠外侧，因此，可将导电混凝土材料浇筑于所述基础60外侧面形成接地装置20，可节省导电混凝土材料的用量，浇筑时可在接地装置20内设置加固结构，比如钢筋网，不仅可以起到支撑接地装置20的作用，同时，还可与引下线10连接，起到降低整体电阻作用。

在一实施例中，所述接地装置20包括环形护壁，比如，环形护壁是通过厂家根据基础60尺寸预制的，预制好的环形护壁有利于缩短施工进度，所述环形护壁上设有若干锁定孔202，所述锁定孔202沿所述环形护壁长度方向均匀分布，所述环形护壁内径与所述基础60相匹配，可通过在所述锁定孔202内穿接钢条30的方式将若干所述环形护壁串接于所述基础60外侧，因此，施工时，可在基础60的外围通过钢条30穿接的方式将多个环形护壁迅速的装配起来，降低施工难度，所述引下线10与所述钢条30连接。

在一实施例中，所述环形护壁之间设有环形钢40，所述环形钢40形状与所述环形护壁相匹配，所述环形钢40与所述钢条30固接，因此，环形钢40与钢条30相互交错形成环状的钢筋网，有利于导电，降低整体电阻。

在一实施例中，所述环形护壁由若干预制的弧形护壁201拼接而成，比如，弧形护壁201的角度可为60°、120°或180°等，一个以上的弧形护壁201可相互合围形成环形护壁，所述弧形护壁201两个端部设有可相互啮合的卡口203，因此，合围之后的弧形护壁201之间可以更加紧密的连接起来。

在一实施例中，所述接地装置20包括导电混凝土垫层，所述导电混凝土垫层水平铺设与所述基础60下方，所述导电混凝土垫层内设有钢筋网。

在一实施例中所述引下线10由不锈钢复合材料制作，所述不锈钢复合材料由碳素钢和复合不锈钢管组成，所述复合不锈钢管包括(组分组成：C质量分数≤0.05％，Si(质量分数≤1.00％)，Mn(质量分数必≤2.00％)，P(质量分数≤0.035％)，S(质量分数≤0.03％)，Ni(9％≤质量分数≤14％)，Cr(16％≤质量分数≤18％)，Mo(1.5≤$质量分数≤2.5％)，其耐酸性土壤腐蚀性能远远优于其他金属材料。

具体地，不锈钢复合材料是把处理后的优质超低碳素钢套入特制专用不锈钢管，再经过表面处理、拉伸、等特殊工艺制作而成。该不锈钢复合材料的加工工艺主要包括以下步骤：

1)材料的选取：选取碳素钢和不锈钢复合材料；

2)物理去皮：用物理的方法去除碳素钢表面氧化层；

3)预切：切断碳素钢；

4)扎头：用机械方法使碳素钢局部直径改变；

5)轧制拉伸：使整根碳素钢改变直径的一种方法；

6)检验过程1：按IS09000认证要求检验；

7)退火：使碳素钢机械性满足加工要求；

8)校直：校直碳素钢；

9)精拉：使碳素钢直径达到加工要求；

10)抛丸：清理碳素钢表面并增加粗糙度；

11)半成品检验：检验碳素钢半成品；

12)套管：碳素钢套入不锈钢管内；

13)轧尖：使不锈钢和碳素钢头部结合并改变直径；

14)拉伸：使不锈钢和碳素钢整体紧密结合；

15)检验过程2：按IS09000认证要求检验；

16)校直：校直不锈钢复合材料；

17)切断：切断不锈钢复合材料；

18)成品检验；

具体地，除了以上所述加工工艺外，不锈钢复合材料接地装置20加工时，其接地体通过极尖密封，一字形连接头、T字形连接头等接头处均采取液压压接，连接板之间、连接管之间均采用气体保护焊焊接，使得连接处平整均匀、连接可靠、接触性能和密封性能好，可减缓腐蚀；并且加工工艺完全采用物理方法，杜绝采用化学工艺，对大气、水、土壤不会产生二次污染，符合国家资源节约、环境友好型的要求，有较好的应用前景。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种新型免射线接地结构，其特征在于：包括装设于塔底的引下线和装设于基础周围的接地装置，所述引下线的一端固定连接于塔底，另一端与所述接地装置连接，所述接地装置由导电混凝土材料制作。

2.根据权利要求1所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述接地装置呈圆筒状，所述接地装置浇筑于所述基础外侧面，所述接地装置内设有钢筋网。

3.根据权利要求1所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述接地装置包括环形护壁，所述环形护壁上设有若干锁定孔，所述锁定孔沿所述环形护壁长度方向均匀分布，所述环形护壁内径与所述基础相匹配，可通过在所述锁定孔内穿接钢条的方式将若干所述环形护壁串接于所述基础外侧，所述引下线与所述钢条连接。

4.根据权利要求3所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述环形护壁之间设有环形钢，所述环形钢形状与所述环形护壁相匹配，所述环形钢与所述钢条固接。

5.根据权利要求4所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述环形护壁由若干预制的弧形护壁拼接而成，所述弧形护壁两个端部设有可相互啮合的卡口。

6.根据权利要求5所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述弧形护壁的角度为60°、120°或180°。

7.根据权利要求1所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述接地装置包括导电混凝土垫层，所述导电混凝土垫层水平铺设与所述基础下方，所述导电混凝土垫层内设有钢筋网。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述导电混凝土材料中导电材料与混凝土混合比例为1:7配置。

9.根据权利要求1-7中任意一项所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述引下线由不锈钢复合材料制作，所述不锈钢复合材料由碳素钢和复合不锈钢组成。

10.根据权利要求9中任意一项所述的一种新型免射线接地结构，其特征在于，所述复合不锈钢组分包括C、Si、Mn、P、S、Ni、Cr和Mo，各组分占所述复合不锈钢总重量的分数为：C0.05％以下、Si1.00％以下、Mn2.00％以下、P0.035％以下、S0.03％以下、Ni9％以上且14％以下，Cr16％以上且18％以下，Mo1.5％以上且2.5％以下。

Images