CN112054460A - 杆塔系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种杆塔系统，包括所述杆塔本体、所述接地体和所述接地网。本申请实施例通过将所述接地网设置于所述接地体远离所述杆塔本体的一端，使得所述接地网的延伸方向与所述金属管道的方向相反，所述接地网便可以将产生的过电流散流至远离所述金属管道的方向，从而避免由于过电流的存在而导致所述金属管道电位的升高。本申请实施例提供的所述杆塔系统解决了现有技术中存在的现有技术中杆塔系统对于埋地金属管道的破坏性较大的技术问题，达到了保护埋地金属管道的技术效果。

Description

杆塔系统

技术领域

本申请涉及输电设备技术领域，特别是涉及一种杆塔系统。

背景技术

在电网系统中，杆塔用于支撑输电线路远距离传输，杆塔对应需要设置有接地装置，接地装置中的接地网埋设于土壤中，将来自于杆塔上的电流散入大地，以达到保护杆塔和输电线路的目的。但随着我国对能源需求的不断提升，输电线路和输送油气管道的建设也在迅速增加，杆塔和埋地管道的分布也更为密集，有时为了减少土地的占用，输电线路和输油管道甚至存在共用走廊现象。接地网对于临近埋地金属管道影响日益突出，由于接地网的存在，导致埋地金属管道上的电位上升，加速了埋地金属管道的腐蚀，因此，现有技术中杆塔系统对于埋地金属管道的破坏性较大。

发明内容

基于此，有必要针对杆塔系统对于埋地金属管道的破坏性较大的问题，提供一种杆塔系统。

一种杆塔系统，用于保护埋地金属管道，所述金属管道埋设于地下，所述杆塔系统包括：

杆塔本体，包括接线端与接地端，所述接线端用于连接避雷线；

接地体，与所述金属管道相离设置，所述接地体与所述接地端电连接；

接地网，设置于所述接地体远离所述杆塔本体的一端，所述接地网的延伸方向与所述金属管道的方向相反，所述接地网用于将电流散流至远离所述金属管道的方向。

在其中一个实施例中，所述接地网包括：

多根散流导体，所述多根散流导体间隔设置于所述接地体远离所述杆塔本体的一端。

在其中一个实施例中，所述多根散流导体且呈放射状间隔设置于所述接地体远离所述杆塔本体的一端。

在其中一个实施例中，还包括：

绝缘子组件，设置于所述杆塔本体；

输电线缆，架设于所述绝缘子组件。

在其中一个实施例中，所述绝缘子组件包括：

第一绝缘子，设置于所述杆塔本体，所述输电线缆架设于所述第一绝缘子；

第二绝缘子，设置于所述杆塔本体，所述输电线缆架设于所述第二绝缘子。

在其中一个实施例中，还包括：

固定杆，设置于所述杆塔本体，所述第一绝缘子和所述第二绝缘子分别设置于所述固定杆的两端。

在其中一个实施例中，还包括：

间隙设备，与所述绝缘子组件并联。

在其中一个实施例中，还包括：

避雷器，一端与所述绝缘子组件电连接，另一端与所述接地体电连接。

在其中一个实施例中，所述输电线缆包括第一子线缆和第二子线缆，所述杆塔系统还包括：

保护装置，串接于所述第一子线缆和所述第二子线缆之间，用于在所述输电线缆中的电流超过预设阈值时切断所述第一子线缆和所述第二子线缆之间的电连接。

在其中一个实施例中，还包括：

多根避雷线，所述多根避雷线分别与所述杆塔本体远离所述接地端的一侧电连接。

本申请实施例提供了一种杆塔系统，包括所述杆塔本体、所述接地体和所述接地网。本申请实施例通过将所述接地网设置于所述接地体远离所述杆塔本体的一端，使得所述接地网的延伸方向与所述金属管道的方向相反，所述接地网便可以将产生的过电流散流至远离所述金属管道的方向，从而避免由于过电流的存在而导致所述金属管道电位的升高。本申请实施例提供的所述杆塔系统解决了现有技术中存在的现有技术中杆塔系统对于埋地金属管道的破坏性较大的技术问题，达到了保护埋地金属管道的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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为本申请一个实施例提供的杆塔系统结构示意图；

图2为本申请一个实施例提供的杆塔系统局部结构示意图；

图3为本申请一个实施例提供的杆塔系统结构示意图；

图4为本申请一个实施例提供的杆塔系统结构示意图；

图5为本申请一个实施例提供的输电线缆结构示意图。

附图标记说明：

10、杆塔系统；

100、杆塔本体；

200、接地体；

300、接地网；

310、散流导体；

400、绝缘子组件；

410、第一绝缘子；

420、第二绝缘子；

500、输电线缆；

600、固定杆；

700、间隙设备；

800、避雷器；

810、避雷线；

900、保护装置；

21、金属管道。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本申请的一种杆塔系统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用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请中，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。

请参见图1，本申请实施例提供了一种杆塔系统10，用于保护埋地金属管道21，抑制土壤中所述埋地金属管道21的电位升。所述杆塔系统10一般包括杆塔本体100和接地装置，所述接地装置包括接地体200和接地网300。所述接地装置与所述杆塔本体100连接，所述接地装置在使用时需要埋入地下，当杆塔本体100遭受雷击或者其他原因产生过电流时，所述过电流通过所述接地装置被引入大地进行散流，从而达到保护所述杆塔本体100的目的。当时，土壤中往往还设置有金属管道21，而当杆塔本体100遭受雷击时而产生过电流时，埋设于所述接地装置的附近的所述金属管道21由于受到所述过电流的影响而导致其电位升高。

本申请实施例提供了一种杆塔系统10，包括：杆塔本体100、接地体200和接地网300。

所述杆塔本体100包括接线端与接地端，所述接线端用于连接避雷线，所述接地端用于连接接地装置，以将所述杆塔本体100上的电流等引导至所述接地装置。所述杆塔本体100可以为金属材料制成，所述接线端和所述接地端分别设置于所述杆塔本体100的两端。所述杆塔本体100还可以包括有金属导线，金属导线的两端分别与所述接线端与所述接地端，以连通所述接线端与所述接地端。所述杆塔本体100用于架空输电线缆500，所述杆塔本体100同时作为一个导体，在所述杆塔本体100遭受雷击产生过电流时，将所述过电流引导至所述接地装置进行散流。所述杆塔本体100可以为任意形状，例如直线塔、直线转角塔、耐张转角塔等，本实施例对于所述杆塔本体100不作任何限定，可根据实际情况具体选择。

所述接地体200与所述金属管道21相离设置，所述接地体200与所述接地端电连接。所述接地体200的作用是将所述杆塔本体100上的过电流引导至所述接地网300，通过所述接地网300将所述过电流散入大地。所述接地体200又称接地极，是与土壤直接接触的金属导体或导体群，作为与土壤密切接触并提供与大地之间电气连接的导通，安全散流所述过电流使其散入大地。所述接地体200由导体材料制成，例如可以为铜包钢接地极、铜包扁钢、电解离子接地极、柔性接地体等，所述接地体200在使用时一般埋入适合深度的地下，例如2米、2.5米等。所述接地体200可以为任意形状，例如柱状、锥装、条状等，本实施例对于所述接地体200不作任何限定，可根据实际情况具体选择，只需要满足可以将所述杆塔上的过电流引导至大地即可。

所述接地网300设置于所述接地体200远离所述杆塔本体100的一端，所述接地网300的延伸方向与所述金属管道21的方向相反，所述接地网300用于将电流散流至远离所述金属管道21的方向。所述接地网300是将多个导体用接地干线或者其他导电体或导电线路连接而构成的网络，具有接地可靠，接地电阻小的特点。所述接地网300的接地距离可按1.5×1.5m/3.0×3.0m等的网格进行设定，每个交叉点作为所述接地体200的连接点。但是需要指出的是，所述接地网300的附近埋设有所述金属管道21，所述接地网300的延伸方向与所述金属管道21的方向相反，将所述接地体200上的电流引导至远离所述金属管道21的方向，避免散入土壤中的电流流入所述金属管道21而导致所述金属管道21的电位升高，从而达到保护所述金属管道21的目的。

本申请实施例提供的杆塔系统10的工作原理如下：

本申请实施例提供的所述杆塔系统10，包括所述杆塔本体100、所述接地体200和所述接地网300，当所述杆塔本体100遭受雷击或者由于其他原因而产生过电流时，所述过电流由所述杆塔本体100经所述接地体200流入所述接地网300，所述接地网300的延伸方向与所述金属管道21反向相反，将所述过电流引导至远离所述金属管道21的方向而散入大地，从而避免所述过电流提升所述金属管道21的电位而加速其电化学腐蚀，达到了保护所述金属管道21的目的。

本申请实施例提供了一种杆塔系统10，包括所述杆塔本体100、所述接地体200和所述接地网300。本申请实施例通过将所述接地网300设置于所述接地体200远离所述杆塔本体100的一端，使得所述接地网300的延伸方向与所述金属管道21的方向相反，所述接地网300便可以将产生的过电流散流至远离所述金属管道21的方向，从而避免由于过电流的存在而导致所述金属管道21电位的升高。本申请实施例提供的所述杆塔系统10解决了现有技术中存在的现有技术中杆塔系统10对于埋地金属管道21的破坏性较大的技术问题，达到了保护埋地金属管道21的技术效果。

请参见图2，在一个实施例中，所述接地网300包括多根散流导体310。所述多根散流导体310间隔设置于所述接地体200远离所述杆塔本体100的一端。所述多根散流导体310可以环设于所述接地体200的外周，但需要指出的是，所述多根散流导体310设置于远离所述金属管道21的一侧。所述多根散流导体310均设置于远离所述金属管道21的同一侧，这样虽然去除了靠近所述金属管道21一侧的所述散流导体310，但是将所述多根散流导体310均设置于远离所述金属管道21的一侧。将所述多根散流导体310均设置于远离所述金属管道21的一侧可以有效降低所述杆塔系统10的接地电阻，以提高本实施例所述杆塔系统10安全性。例如，所述杆塔本体100根开6m，距所述金属管道2112m；所述接地网300距离所述金属管道21最近距离2m；土壤电阻率120Ω·m。通过仿真计算得到，当所述接地网300仅为一根长为40m圆钢散流导体时，有一定降压效果，所述金属管道21峰值电压为30523V，但大于目标电压29737V。当去除靠近所述金属管道21一侧的两根所述散流导体310时，所述金属管道21峰值电压降至28524V，小于目标电压29737V，但是所述接地装置的接地电阻有了较大的抬升。此时，将所述多根散流导体310均设置于远离所述金属管道21的一侧，也就是将4根所述多根散流导体310均设置于远离所述金属管道21的一侧，去除了靠近所述金属管道21一侧的两根所述散流导体310，则此时所述金属管道21的峰值电压降至28433V，同时接地电阻也基本不变，安全性能大大提升。

在一个实施例中，所述多根散流导体310可以由镀锌圆钢制成，也可以由石墨材料制成，本实施例对于所述多根散流导体310的材料不作具体限定，只需要由导体材料制成即可。所述多根散流导体310可以且呈放射状间隔设置于所述接地体200远离所述杆塔本体100的一端，每根所述散流导体310之间相互独立，互不影响。例如每根所述散流导体310包括第一端和第二端，所述第一端固定于所述接地体200，所述第二端自由，所述多根散流导体310的所述第一端之间的第一距离小于所述多根散流导体310的所述第二端之间的第二距离。每根所述散流导体310可以为针状，也可以为条状，本实施例不作具体限定，可根据实际情况具体选择或者设定。

请参见图3和图4，在一个实施例中，所述杆塔系统10还包括：绝缘子组件400、输电线缆500、固定杆600、间隙设备700和避雷器800。

所述绝缘子组件400设置于所述杆塔本体100。所述绝缘子组件400又称绝缘子串，可以由多个绝缘子组成，所述绝缘子的数量可以根据电压等级决定，所述绝缘子的材料和安装位置可以根据污秽等级决定，所述绝缘子组件400用于为输电线缆500、固定杆600等提供足够的绝缘。所述绝缘子组件400可以包括：第一绝缘子410和第二绝缘子420。所述第一绝缘子410设置于所述杆塔本体100，所述第二绝缘子420设置于所述杆塔本体100，所述第一绝缘子410和所述第二绝缘子420相离设置，为所述输电线缆500等提供支撑。所述第一绝缘子410和所述第二绝缘子420可以为针式绝缘子、蝶式绝缘子、悬式绝缘子、瓷横担、棒式绝缘子和拉紧绝缘子中的任一种或者任意组合，本实施例对于所述绝缘子组件400不作任何限定，可根据实际情况具体设定。

所述输电线缆500架设于所述第一绝缘子410和所述第二绝缘子420，所述第一绝缘子410和所述第二绝缘子420为所述输电线缆500提供重力方向上的支撑力和水平方向的拉力，以维持所述输电线缆500在重力方向上的支撑和在水平方向上的延展。在本实施例中，所述多根输电线缆500是指用于传输电能的导线，将电能进行远距离输送，所述输电线缆500可以为单根线缆，也可以为多根电缆，本实施例对于所述输电线缆500不作具体限定，可根据实际情况具体设定。

所述固定杆600设置于所述杆塔本体100，所述第一绝缘子410和所述第二绝缘子420分别设置于所述固定杆600的两端。所述固定杆600为所述杆塔本体100的横担，一般为所述杆塔本体100顶部横向固定的铁角等，所述绝缘子组件400固定于所述固定杆600，所述固定杆600用以支撑所述绝缘子组件400、所述输电线缆500等。所述固定杆600可以为直线横担、耐张横担或者转角横担等，本实施例对于所述固定杆600不作具体的限定，可根据实际情况具体选择或者设定，只需要满足可以为所述绝缘子组件400和所述输电线缆500提供支撑的功能即可。

所述间隙设备700与所述绝缘子组件400并联。所述间隙设备700也就是防雷保护装置，用于限制所述绝缘子组件400两端可能发生的最大过电压。所述间隙设备700可以由两个金属电极构成，第一金属电极固定在所述绝缘子组件400的一端，与所述输电线缆500或者所述杆塔本体100电连接，所述第二金属电极固定于所述绝缘子组件400的另一端，与所述接地体200或者所述避雷线810电连接，可以有效提升所述绝缘子组件400的冲击闪络电压约50％，但同时成本极低。当所述输电线缆500或者所述杆塔本体100遭受雷击时，产生的过电压先击穿所述间隙设备700，从而保护所述绝缘子组件400不被破坏。当所述绝缘子组件400中包括有多个绝缘子时，所述间隙设备700也可以为多个，每个所述绝缘子对应并联有一个所述间隙设备700。本实施例对于所述间隙设备700的具体结构等均不作任何限定，可根据实际情况具体选择或者设定，只需要满足可以实现保护所述绝缘子组件400的功能即可。

所述避雷器800一端与所述绝缘子组件400电连接，另一端与所述接地体200电连接。所述避雷器800用于保护所述杆塔本体100、所述绝缘子组件400等免受高瞬态过电压危害，并限制续流时间。当所述输电线缆500或者所述杆塔本体100在遭受雷击产生过电流时，所述避雷器800可以有效将产生的所述过电流引导至所述接地体200，通过所述接地体200和所述接地网300将所述过电流散流至大地。所述避雷器800可以为管型避雷器、阀型避雷器等，所述避雷器800还可以为氧化锌避雷器，所述氧化锌避雷器具有良好的非线性伏安特性。在正常工作电压时流过所述氧化锌避雷器的电流极小为微安或毫安级，当有过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。同时，所述氧化锌避雷器没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用，保护性能优越、质量轻、耐污秽、性能稳定。本实施例对于所述避雷器800的类型不作具体限定，可根据实际情况具体选择，只需要满足可以实现在产生过电流时可以保护所述输电线缆500、所述绝缘子组件400以及所述杆塔本体100的功能即可。

请参见图5，在一个实施例中，所述杆塔系统10还包括：保护装置900和多根避雷线810。

所述输电线缆500包括第一子线缆和第二子线缆，所述保护装置900串接于所述第一子线缆和所述第二子线缆之间，用于在所述输电线缆500中的电流超过预设阈值时切断所述第一子线缆和所述第二子线缆之间的电连接，从而保护所述输电线缆500不被烧毁。所述预设阈值可以为安全电流，也可以为根据实际情况具体设定的电流，本实施例不作具体限定，可根据实际情况具体设定。所述保护装置900可以为断路器、继电器等，由于输电线路具有自恢复功能，当由于雷击等造成所述绝缘子组件400发生冲击闪络和工频电弧时，所述保护装置900跳闸后能迅速去电离，使得所述绝缘子组件400不会发生永久性损坏，所述保护装置900闭合，从而使得所述输电线缆500恢复供电，以提高所述输电线缆500的工作稳定性和安全性。本实施例对于所述保护装置900不作具体限定，可根据实际情况具体选择，只需要满足可以实现在在所述输电线缆500中的电流超过预设阈值时切断所述第一子线缆和所述第二子线缆之间的电连接的功能即可。

所述避雷线810的数量为多根，所述多根避雷线810分别与所述杆塔本体100远离所述接地端的一侧电连接。所述多根避雷线810可以有效提升对于过电流的分流系数，减小入地电流，也就在一定程度上抑制了所述金属管道21上的电位升，从而达到保护所述金属管道21的目的，可以在一些不方便进行接地网改造的环境中进行施工改造，同时成本极低。

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申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种杆塔系统，其特征在于，用于保护埋地金属管道，所述金属管道埋设于地下，所述杆塔系统包括：

杆塔本体，包括接线端与接地端，所述接线端用于连接避雷线；

接地体，与所述金属管道相离设置，所述接地体与所述接地端电连接；

接地网，设置于所述接地体远离所述杆塔本体的一端，所述接地网的延伸方向与所述金属管道的方向相反，所述接地网用于将电流散流至远离所述金属管道的方向。

2.根据权利要求1所述的杆塔系统，其特征在于，所述接地网包括：

多根散流导体，所述多根散流导体间隔设置于所述接地体远离所述杆塔本体的一端。

3.根据权利要求2所述的杆塔系统，其特征在于，所述多根散流导体且呈放射状间隔设置于所述接地体远离所述杆塔本体的一端。

4.根据权利要求1所述的杆塔系统，其特征在于，还包括：

绝缘子组件，设置于所述杆塔本体；

输电线缆，架设于所述绝缘子组件。

5.根据权利要求4所述的杆塔系统，其特征在于，所述绝缘子组件包括：

第一绝缘子，设置于所述杆塔本体，所述输电线缆架设于所述第一绝缘子；

第二绝缘子，设置于所述杆塔本体，所述输电线缆架设于所述第二绝缘子。

6.根据权利要求5所述的杆塔系统，其特征在于，还包括：

固定杆，设置于所述杆塔本体，所述第一绝缘子和所述第二绝缘子分别设置于所述固定杆的两端。

7.根据权利要求4所述的杆塔系统，其特征在于，还包括：

间隙设备，与所述绝缘子组件并联。

8.根据权利要求4所述的杆塔系统，其特征在于，还包括：

避雷器，一端与所述绝缘子组件电连接，另一端与所述接地体电连接。

9.根据权利要求4所述的杆塔系统，其特征在于，所述输电线缆包括第一子线缆和第二子线缆，所述杆塔系统还包括：

保护装置，串接于所述第一子线缆和所述第二子线缆之间，用于在所述输电线缆中的电流超过预设阈值时切断所述第一子线缆和所述第二子线缆之间的电连接。

10.根据权利要求1所述的杆塔系统，其特征在于，还包括：

多根避雷线，所述多根避雷线分别与所述杆塔本体远离所述接地端的一侧电连接。

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