CN1447476A - 接地电极棒 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种在电力配电线路上的设备的接地电极棒，它包括一棒体，棒体的一端设置有一锤击安全套，在棒体的另一端设有一钻地安全锥。锤击安全套和钻地安全锥的外径大于棒体的外径，可有效保护棒体在捶击穿过碎石层时不会受到刮伤，有效可行地将整支接地电极棒完全的施工安装在大地中，彻底解决数十年来生产制造业界与施工安装业界的困扰，此突破性的设计设置，确实是接地电极棒很大的完美改革。本发明接地电极棒也可以当避雷针使用，由于头部及尾部的密闭性良好，不会有水气进入，防腐蚀效果均大大优于传统避雷针，而且最具经济价值。

Description

接地电极棒

技术领域

本发明涉及一种在电力配电线路上的设备的接地电极棒。

技术背景

接地电极棒是接地电极的一种，是用来把各种电气、电子、电讯等设备，电力及电讯线路及建筑物等接地(亦可当避雷针使用)，以电气方式经由设置于大地中的接地电极，使异常电流经由接地电极流放于大地，以确保各项设置正常运转及社会大众生命之安全。对于国家经济的稳定成长，社会大众生命财产的保障，具备有相当关键的重要贡献。因此，接地在电气领域里，占据有非常重要的地位与必备条件，是不可缺少的。接地分为两大类，一为强电接地，是作为安全保护用，平常不流通电流，主要是以安全为目的，有异常电流时才经由接地电极流放于大地，如系统接地、设备接地、防雷接地、等电位接地。一为弱电接地，是作为电路功能之用，平时电路电流异常时即经由接地电极流放于大地，主要是以电路之稳定为目的，如防静电接地、防噪声接地、功能接地等。

现有的接地电极有带状、板状、管状及棒状等，但以棒状的最被普遍采用，主要取其安装简易。棒状接地电极又有铁棒、钢棒、镀锌钢棒、包不锈钢铝棒、包碳钢棒、包铜钢棒及镀铜钢棒等，但以包铜钢棒与镀铜钢棒的导电性、耐腐蚀性、搬运性最优越、施工安装最简便，故为一般接地电极所最常采用，使用量亦最多。包铜钢棒与镀铜钢棒其外包铜层，依据国际标准，其厚度为0.254mm以上即可，这样的结构系取钢棒作心体机械强度大，易于捶击进入大地的优良施工性，外包(覆)铜层则取电流的流通系集肤效应的优良导电性及铜的耐腐蚀性高。如此的结构也最符合经济及应用效益。若整支棒体均为含铜99.6％以上的铜棒，则其机械强度不足，要捶击进入大地安装施工困难，且价格昂贵，无经济及实用效益。

然而，包铜钢棒与镀铜钢棒的生产制造及现场施工过程中仍存在以下问题：施工时，无论是镀铜钢棒还是包铜钢棒，打入大地时若大地太硬或有碎石，铜层会刮伤或玻璃，铜层一经刮伤，钢棒即会腐蚀膨胀，使铜层剥离，丧失接地效果，最严重的是铜层立即剥离。若遇到石块或硬物，钢棒会偏离弯曲，除铜层受到刮伤受损，会使钢棒腐蚀膨胀，除了造成铜层剥离外，因埋深不足，无法取得较小电阻，需再串联增加接地棒的设置，直到量取的电阻符合规定，会增加设置接地棒支数及设置成本。对于镀铜钢棒由于在电镀过程中，对于棒体的圆周，其镀铜厚度极不均匀，若在各点均需达到最小的厚度值，则各点最大与最小的差异约在0.254～0.402mm之间，铜层厚度的品质控制非常困难，棒体会从最薄的镀铜层涨裂，同时，由于钢棒镀上电位比其贵位的铜，依不同金属组合的特性，铜会促进钢的腐蚀，且镀铜的铜层密度低，又无法避免针孔性的产生，当含有电解质的水分渗入该处，即引起铜与钢组合所致的galvanic(流电)腐蚀，镀膜内侧的钢渐腐蚀膨胀，将铜层涨裂剥离，丧失接地效果。由于镀铜钢棒有针孔性腐蚀问题，棒体的头尾又无铜层，镀铜钢棒因镀铜技术与棒体设计结构都具有先天性的不理想状态与腐蚀弱点，因而，镀层不均匀会增加施工过程中对铜层的划伤的机会进而诱发针孔性腐蚀。对于包铜钢棒来说，虽然不存在铜层厚度不均匀，因铜层密度高，也无针孔性腐蚀问题，但是因制造技术无法使铜层与钢棒完全密合，设置后水气会由棒体头部与尾部或受刮伤部分渗入，引起钢棒锈蚀膨胀将铜层涨裂，丧失接地效果。

镀铜钢棒与包铜钢棒的上述缺点，生产制造业界以迄目前都难以针对问题做有效而妥当的改善，以致在电力业界使用镀铜钢棒，电信业界使用包铜钢棒的情况，数十年来均未改变。

本发明接地电极棒的开发者，一生从事电力事业工作，又有多年生产制造镀铜钢棒及包铜钢棒及现场施工设置与拆除的实务工作经验，对于镀铜钢棒与包铜钢棒打入大地，施工装置后，是否整支未遭受刮伤而完整的埋入大地的不确定性深感困扰，因大地各处电阻不同，且埋深2.4公尺以上，大部分需穿过碎石层，尤其是街道或建筑物旁，一定会穿过级配碎石层，且一经装置即需承担五十年以上的电气安全功能的长久装置，因此接地电极棒完整无伤的埋入大地至关重要。

综上所述，由于镀铜钢棒和包铜钢棒在使用时，是通过锤击深入到大地深层，作为捶击的头部与钻入大地的尾部均无铜层，因此其锤击头部和锥形尾部成为导致铜剥离的关间部位，一种能够避免头部捶击及锥形尾部钻入大地时，若有铜层会遭撕裂而波及棒体铜层受损的接地电极棒成为所需。

发明内容

本发明的目的在于提供一种接地电极棒，该接地电极棒能够克服现有技术中的不足，在锤击钢棒进入大地时，能够避免头部及锥形尾部的铜层会遭撕裂而波及棒体铜层受损。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种接地电极棒，包括一棒体，其特征在于：在所述的棒体的一端设置有一锤击安全套，在棒体的另一端设有一钻地安全锥；所述的锤击安全套呈柱状，其一端开有与棒体端部适配的空腔A；所述的钻地安全锥包括一呈锥状的头部和用于与棒体连接的柱状尾部，在柱状尾部的端面开有与棒体端部相适配的空腔B。

其中，所述的棒体的端部为圆柱状或棱柱状；所述的锤击安全套的空腔A为与棒体端部形状相适配的横截面呈圆形或多边形的柱状；所述的钻地安全锥的空腔B为与棒体端部形状相适配的横截面呈圆形或多边形的柱状。

其中，所述的钻地安全锥的头部为圆锥体状、或棱锥体状或扁锥体状。

最好地，所述的棒体的端部与锤击安全套的空腔A为过渡配合或过盈配合；所述的钻地安全锥的空腔B与相配合的柱状棒体端部为过渡或过盈配合。为了使所述的棒体易于插入到空腔A和空腔B中，所述的棒体的两个端部分别最好设有倒角或圆角。

为了使安全套和安全锥的腔体A和腔体B与棒体的端部配合紧密且易于装配，所述的锤击安全套的空腔A也可以是呈外大内小的略带有锥度的锥孔状；所述的钻地安全锥的空腔B呈内小外大的略带有锥度的锥孔状。

所述的棒体的端部与锤击安全套的空腔A的连接方式为下面中的任一种：

所述的锤击安全套的空腔A为螺孔，棒体的端部设有与所述的螺孔相配的外螺纹；或，所述的锤击安全套的空腔A和棒体的端部焊接为一体。

所述的棒体的端部与钻地安全锥的空腔B的连接方式为下面中的任一种：

所述的钻地安全锥的空腔B为螺孔，与安全锥相连接的棒体端部设有与所述的安全锥的螺孔相配的外螺纹；或，所述的钻地安全锥的空腔B与棒体端部焊接为一体。

所述的锤击安全套与棒体连接部位之间至少设有一个键槽和与之相配的键；所述的键槽设在锤击安全套的空腔A内或设在棒体端部的外表面；所述的键设在棒体端部的外表面或设在所述的锤击安全套的空腔A内表面。

所述的钻地安全锥的尾部与棒体连接部位之间至少设有一个键槽和与之相配的键；所述的键槽设在钻地安全锥的尾部的空腔B内或设在棒体端部的外表面；所述的键设在棒体端部的外表面或设在所述的钻地安全锥的尾部的空腔B内表面。

所述的锤击安全套的外表面为圆柱状或棱柱状。

所述的钻地安全锥的柱状尾部的外表面为圆柱状或棱柱状。

所述的锤击安全套的外表面进一步设有至少一条、钻地时用于排出细土的起土沟A。

所述的钻地安全锥的柱状尾部的外表面进一步设有至少一条、钻地时用于排出细土的起土沟B。

所述的起土沟A为直线状、或与轴线成一定交角的斜线状、或呈螺旋线状中的一种。

所述的起土沟B为直线状、或与轴线成一定交角的斜线状、或呈螺旋线状中的一种。

由于采用上述技术方案，经由接地电极棒结构的特殊设计设置，即在棒头设置一捶击安全套，棒尾设置一钻地安全锥，即可有效保证任何镀铜钢棒、包铜钢棒或包其它金属棒体，可捶击穿过碎石层，而棒体不会受到刮伤。有效可行的将整支接地电极棒完全的施工安装在大地中，达到预期的使用效果与使用年限，彻底解决数十年来生产制造业界与施工安装业界的困扰，此一突破性的设计设置，确实是接地电极棒很大的完美改革，可节省国家甚多经济资源。

特别要强调的是本发明的接地电极棒也可以当避雷针使用，由于头部及尾部的密闭性良好，不会有水气进入，防腐蚀效果均大大优于传统避雷针，而且最具经济价值。

附图说明

图1是本发明的接地电极棒的实施例1分解示意图；

图2是本发明的接地电极棒的实施例2分解示意图；

图2A是图2中A向视图；

图2B是图2中B向视图；

图3是本发明的接地电极棒的实施例3分解示意图；

图3A、3B分别是图3的C向和D向视图；

图4是本发明的接地电极棒的实施例4分解示意图。其中：棒体1       倒角或圆角11    外螺纹12       键13

  外螺纹14    键15            钻地安全锥2    头部21

柱状尾部22    空腔B23       键槽24      螺孔25

起土沟B26     锤击安全套3    空腔A31    螺孔32

起土沟A36     键槽33

具体实施方式

实施例1，参见图1，图中展示了一种接地电极棒，它包括，一圆柱状的棒体1，该棒体为镀铜钢棒、包铜钢棒或包其它金属棒体，在该棒体1的一端设有一钻地安全锥2，另一端设有一锤击安全套3。所述的锤击安全套3呈圆柱状，其一端开有与棒体1端部适配的圆柱状的空腔A31；其与圆柱状棒体1的端部形状相适配，锤击安全套3的空腔A31的内径与棒体1端部的外径为过渡配合，其间隙为0.05～0.10mm。所述的钻地安全锥2包括一呈锥状的头部21和用于与棒体1连接的柱状尾部22，在柱状尾部22的端面开有与棒体1另一端部相适配的空腔B23；锥状的头部21为实心，其形状为圆锥状，柱状尾部22的端面开有与棒体端部相适配的空腔B23；空腔B23为圆柱状，其与圆柱状的棒体1的端部相适配，棒体1的端部也是圆柱形，空腔B23的内径与棒体1端部的外径为过渡配合，其配合间隙为0.05～0.10mm。为了使棒体1的两端部易于进入锤击安全套3的空腔A31和安全锥的空腔B23内，棒体1的两个端部有30°倒角11，当然也可以采用圆角。安装钻地安全锥2和锤击安全套3于棒体1的两端之前，在空腔A31和空腔B23内置防养保护油。

实施例2，参见图2、2A和2B，图中展示了一种接地电极棒，与上一实施例不同之处在于：所述的钻地安全锥2的空腔B23为略带有锥度的锥状孔，其锥度为1∶30，带有锥度的孔23与圆柱状的棒体1的端部之间连接更为紧密。同样，为了使锤击安全套3的与棒体1之间连接紧密，锤击安全套的空腔A31可以为略带有锥度的锥状孔，其锥度为1∶30。另一点不同之处在于：钻地安全锥2和锤击安全套3的外表面分别设有数条起土沟B26和起土沟A36，其分布密度为每公分圆周长度1～25条；本实施例中起土沟B26和起土沟A36分别为10条，所述的起土沟B26和起土沟A36为直线状，分别平行于钻地安全锥2和锤击安全套3的轴线，起土沟的作用为减小钻地阻力并使细土通过沟槽散布在棒体圆周，保护棒体不受碎石刮伤，使棒体完整设置入大地。当然起土沟B26和起土沟A36的形状也可以采用与轴线成一定交角的斜线状、或呈螺旋线状。

实施例3，参见图3，图中展示了一种接地电极棒，与实施1不同之处在于：钻地安全锥2和锤击安全套3与棒体1的两端部之间可以采用螺纹连接，在安全锥2的柱状尾部22的空腔B23和锤击安全套的空腔A31为螺孔25和螺孔32，棒体1的两个端部设有外螺纹14和12；另一点不同之处在于：所述的和锤击安全套3分别为六棱柱形状，即为一端封闭的六角螺母，所述的钻地安全锥2的柱状尾部22为六棱柱状，其锥状头部21为六棱锥状，参见图3A和3B。

实施例4，参见图4，图中展示了一种接地电极棒，与上实施例1不同之处为：在棒体1与安全锥2的空腔B23之间进一步增加键连接，安全锥2的腔体23内开有一键槽24，在棒体1端部的外表面上设置一键15，键15的设置避免了棒体1与钻地安全锥2之间周向转动，其数量可以结合经济性和强度选取。同样地，为了避免棒体1与锤击安全套3之间周向转动，在棒体1与锤击安全套的空腔A31之间进一步增加键连接，锤击安全套3的空腔A31内开有一键槽33，在棒体1另一个端部的外表面上设置一键13。

本发明旨在棒体1的前端设有其外径大于棒体头部的钻地安全锥2，及尾部设有大于棒体直径的捶击安全套3，它们可以采用过盈配合或过渡配合方法连接、或采用螺纹、焊接等方式连接于一体；钻地安全锥2与捶击安全套3可用各种金属制成，若使用钢材，可依使用目的，选用不同材质，并依需要镀锌、镀锡、镀镉或其它接近电位金属。但为求经济亦可免镀金属。对于棒体1，其外径小于钻地安全锥2与捶击安全套3的外径。其结构为包铜钢棒、镀铜钢棒或其它金属包钢棒，或其它金属包或镀其它金属棒。特别要强调的是因钻地安全锥2套于棒体1端部的，其尾部的外径大于棒体1，则套筒通过路径，为棒体预留有安全空间，因此在钻入地下时，对棒体1的外表面的起到保护作用，防止碎石破坏棒体表面的金属层。对于接地电极棒需要锤击到较深地平面以下时，需在钻地安全锥2与捶击安全套3的外表面增设起土沟，以排放细土并减少钻地阻力。

Claims (16)

1.一种接地电极棒，包括一棒体，其特征在于：在所述的棒体(1)的一端设置有一锤击安全套(3)，在棒体(1)的另一端设有一钻地安全锥(2)；所述的锤击安全套(3)呈柱状，其一端开有与棒体端部相适配的空腔A(31)；所述的钻地安全锥(2)包括一呈锥状的头部(21)和用于与棒体(1)连接的柱状尾部(22)，在柱状尾部(22)的端面开有与棒体(1)的端部相适配的空腔B(23)。

2.根据权利要求1所述的接地电极棒，其特征在于：所述的棒体(1)的端部为圆柱状或棱柱状；所述的锤击安全套的空腔A(31)为与棒体(1)端部形状相适配的横截面呈圆形或多边形的柱状；所述的钻地安全锥的空腔B(23)为与棒体(1)端部形状相适配的横截面呈圆形或多边形的柱状。

3.根据权利要求1所述的接地电极棒，其特征在于：所述的钻地安全锥(2)的头部(21)为圆锥体状、或棱锥体状或扁锥体状。

4.根据权利要求2所述的接地电极棒，其特征在于：所述的棒体(1)的端部与锤击安全套的空腔A(31)为过渡配合或过盈配合；所述的钻地安全锥(2)的空腔B(23)与相配合的柱状棒体(1)另一端部为过渡或过盈配合。

5.根据权利要求1所述的接地电极棒，其特征在于：所述的棒体(1)的端部与锤击安全套(3)的空腔A(31)的连接方式为下面中的任一种：

所述的锤击安全套(3)的空腔A(31)为螺孔，棒体(1)的端部设有与所述的螺孔相配的外螺纹(12)；

所述的锤击安全套(3)的空腔A(31)和棒体(1)的端部焊接为一体。

6.根据权利要求1所述的接地电极棒，其特征在于：所述的棒体(1)的端部与钻地安全锥(2)的空腔B(23)的连接方式为下面中的任一种：

所述的钻地安全锥(2)的空腔B(23)为螺孔，与安全锥(2)相连接的棒体(1)端部设有与所述的安全锥(2)的螺孔相配的外螺纹(14)；

所述的钻地安全锥(2)的空腔B(23)与棒体(1)端部焊接为一体。

7.根据权利要求4所述的接地电极棒，其特征在于：所述的棒体(1)的两个端部分别设有倒角或圆角(11)。

8.根据权利要求4所述的接地电极棒，其特征在于：所述的钻地安全锥(2)的空腔B(23)呈内小外大的略带有锥度的锥孔状；所述的锤击安全套(3)的空腔A(31)呈外大内小的略带有锥度的锥孔状。

9.根据权利要求4所述的接地电极棒，其特征在于：所述的锤击安全套(3)与棒体(1)连接部位之间至少设有一个键槽(33)和与之相配的键(13)；所述的键槽(33)设在锤击安全套(3)的空腔A(31)内或设在棒体(1)端部的外表面；所述的键(13)设在棒体(1)端部的外表面或设在所述的锤击安全套(3)的空腔A(31)内表面。

10.根据权利要求2所述的接地电极棒，其特征在于：所述的钻地安全锥(2)的尾部(22)与棒体(1)连接部位之间至少设有一个键槽(24)和与之相配的键(15)；所述的键槽(24)设在钻地安全锥(2)的尾部(22)的空腔B(23)内或设在棒体(1)端部的外表面；所述的键(15)设在棒体(1)端部的外表面或设在所述的钻地安全锥(2)的尾部(22)的空腔B(23)内表面。

11.根据权利要求2-10其中任一项所述的接地电极棒，其特征在于：所述的锤击安全套(3)的外表面为圆柱状或棱柱状。

12.根据权利要求2-10其中任一项所述的接地电极棒，其特征在于：所述的钻地安全锥(2)的柱状尾部(22)的外表面为圆柱状或棱柱状。

13.根据权利要求11所述的接地电极棒，其特征在于：所述的锤击安全套(3)的外表面进一步设有至少一条、钻地时用于排出细土的起土沟A(36)。

14.根据权利要求12所述的接地电极棒，其特征在于：所述的钻地安全锥(2)的柱状尾部(22)的外表面进一步设有至少一条、钻地时用于排出细土的起土沟B(26)。

15.根据权利要求13所述的接地电极棒，其特征在于：所述的起土沟A(36)为直线状、或与轴线成一定交角的斜线状、或呈螺旋线状中的一种。

16.根据权利要求14所述的接地电极棒，其特征在于：所述的起土沟B(26)为直线状、或与轴线成一定交角的斜线状、或呈螺旋线状中的一种。

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