CN203434295U - 一种多散流臂的辐射状接地极 - Google Patents
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Abstract
一种多散流臂的辐射状接地极，包括由a边电极（1）、b边电极（2）、c边电极（3）和d边电极（4）依次首尾相连构成的四边形电极，所述四边形电极的四个角均为直角，四个顶点上分别焊接有两根散流臂（5），并且散流臂（5）与四边形电极在同一平面上本实用新型在现有四边形电极的四个顶点上分别焊接有两根散流臂，位于同一顶点上的两根散流臂之间所呈的夹角为60度，其中一根散流臂与水平直线或垂线之间所呈的夹角为15度，在相同电流幅值下，电流的增加下降速度较快，结构简单，占用空间小，安装施工方便，对降低冲击接地电阻效果显著，不仅能满足工频特性要求，而且在冲击特性方面表现了出良好的防雷效果，使用范围广泛。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种接地极，尤其涉及一种多散流臂的辐射状接地极。
背景技术
在高压输电线路中，输电线路的杆塔都应该通过接地线与接地装置相连接，接地装置要埋在地表以下，接地装置的接地电阻大小直接影响输电线路的防雷性能。接地装置的验收仍然以工频接地电阻是否合格作为唯一标准，但在高频率、大幅值的雷电流作用下，地网泄散电流过程中会产生强烈的火花效应和电感效应，此时工频特性无法真实反映出接地装置的防雷效果，需要考虑接地极的冲击特性。以上几种常用的接地极在工频特性上符合标准，但往往在冲击特性上有所不足。
由于实际应用中杆塔的四脚结构，以及考虑屏蔽作用尽可能小，而且考虑施工工程量，放射状接地体因结构对称，焊接点少而被广泛的应用。在有效长度方便面由于雷电流等值频率高，因此接地体自身的电感会抑制电流的扩散，不过在实际设计中，有效长度跟工频接地电阻的要求是一致的，因此当工频接地电阻满足要求时，接地电极的长度一般能满足有效长度的要求。为了降低接地体的冲击接地电阻，通常依靠增大接地体的尺寸或等值半径的方法，但是往往会造成施工的不便，例如受塔杆基础占地位置的大小以及地质条件的限制，不可能无限制的增大接地体的尺寸或等值半径。
如中国实用新型专利公告号：CN201498612U，公开日：2010年6月2日的实用新型专利公开了一种利用杆塔基础降低输电线路接地电阻的接地装置，包括输电线路杆塔上的接地引下线，该接地引下线与至少一个填埋于地表下并套设于杆塔基础上的接地钢筋笼相连，接地钢筋笼为钢筋焊接而成的网格状的空心圆筒或者空心多边形筒，接地钢筋笼的顶部和底部的边缘上焊接有从接地钢筋笼向外呈辐射状分布的接地棒，接地钢筋笼覆裹有高效膨润土降阻剂构成的降阻层。但是该装置体积较大，结构复杂，不便于施工安装，在降低冲击接地电阻以及提高防雷效果方面效果不佳。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有的防雷接地装置体积较大，结构复杂，不便于施工安装，同时冲击接地电阻较大，防雷效果不佳的缺陷和不足，提供一种体积较小，便于施工安装，冲击接地电阻较小，防雷效果好的一种多散流臂的辐射状接地极。
为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是：一种多散流臂的辐射状接地极，包括由a边电极、b边电极、c边电极和d边电极依次首尾相连构成的四边形电极，所述四边形电极的四个角均为直角，四个顶点上分别焊接有两根散流臂，并且散流臂与四边形电极在同一平面上。
所述a边电极、b边电极、c边电极以及d边电极的长度相等。
所述a边电极、b边电极、c边电极或d边电极的长度与散流臂长度的比值为1/3-1/2。
所述位于同一顶点上的两根散流臂之间所呈的夹角为60度，其中一根散流臂与水平直线或垂线之间所呈的夹角为15度。
所述四边形电极的四个顶点分别为注流点，注流点与外界导线相连接。
本实用新型的有益效果是：
1．本实用新型在现有四边形电极的四个顶点上分别焊接有两根散流臂，位于同一顶点上的两根散流臂之间所呈的夹角为60度，其中一根散流臂与水平直线或垂线之间所呈的夹角为15度，在相同电流幅值下，电流的增加下降速度较快。
2．本实用新型结构简单，占用空间小，安装施工方便，对降低冲击接地电阻效果显著，不仅能满足工频特性要求，而且在冲击特性方面表现了出良好的防雷效果，使用范围广泛。
附图说明
图1是现有技术的结构示意图。
图2是本实用新型的结构示意图。
图3是不同电极冲击接地电阻随电流变化规律曲线。
图4是不同电极冲击系数随电流变化规律曲线。
图5是本实用新型的降阻效果曲线。
图中：a边电极1，b边电极2，c边电极3，d边电极4，散流臂5，注流点6。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细描述。
参见图2至图5，本实用新型的一种多散流臂的辐射状接地极，包括由a边电极1、b边电极2、c边电极3和d边电极4依次首尾相连构成的四边形电极，所述四边形电极的四个角均为直角，四个顶点上分别焊接有两根散流臂5，并且散流臂5与四边形电极在同一平面上。
所述a边电极1、b边电极2、c边电极3以及d边电极4的长度相等。
所述a边电极1、b边电极2、c边电极3或d边电极4的长度与散流臂5长度的比值为1/3-1/2。
所述位于同一顶点上的两根散流臂5之间所呈的夹角为60度，其中一根散流臂5与水平直线或垂线之间所呈的夹角为15度。
所述四边形电极的四个顶点分别为注流点6，注流点6与外界导线相连接。
与现有技术中的接地电极一样，四边形电极由a边电极1、b边电极2、c边电极3和d边电极4依次首尾相连焊接而成。a边电极1、b边电极2、c边电极3以及d边电极4的长度相等，四边形电极能够形成菱形或正方形。本实用新型在四边形电极的基础上增加了散流臂5，以达到降低接地体的冲击接地电阻的目的。
具体实施例如下：a边电极1、b边电极2、c边电极3和d边电极4构成正方形，在正方形电极的四个顶点上分别焊接有两根散流臂5，位于同一顶点上的两根散流臂5之间所呈的夹角为60度，其中一根散流臂5与水平直线或垂线之间所呈的夹角为15度。a边电极1、b边电极2、c边电极3、d边电极4以及散流臂5均位于同一平面上，a边电极1、b边电极2、c边电极3或d边电极4的长度与散流臂5长度的比值为1/3-1/2。在现有杆塔型接地极的基础上增加了四根散流臂5，使得冲击接地电阻较工频接地电阻大大降低，但是效果比具体实施例1中的方案效果略差，这是由于增加了散流臂的作用，一方面，增加的散流臂较多，使得冲击接地电阻下降；另一方面，散流臂增加，减小了相邻接地体间的距离，屏蔽效应增加，使冲击接地电阻有所增大。
对冲击接地电阻的影响分析如下，如图3所示为各试验电极冲击接地电阻随电流变化的曲线。由图5可知，回形电极的冲击接地电阻随电流增加变化最缓慢，冲击特性最差；1.5m长单根水平接地体冲击接地电阻虽然较大，但其下降趋势较快，因此其冲击特性较回形电极要好；本方案由于增加了额外的散流臂，相同电流幅值下，冲击接地电阻最小，且随着电流的增加下降速度较快，对降低冲击接地电阻效果显著，在所有电极中冲击性能最好。
此外，随着冲击电流幅值逐渐增大，水泥杆塔、杆塔型、本方案的冲击接地电阻逐渐趋于重合，通过对比三种电极可知，其外围均由四根辐射状接地体组成，即说明了在千安级冲击电流作用下，接地体的冲击接地电阻主要受外围放射状接地体的参数影响，与电极中心的结构关系不大。总之，辐射状接地体的冲击特性整体上都要优于回形接地体，这也是工程中杆塔接地体常采用辐射状结构的原因。
图4给出了不同电极的冲击系数α与电流的变化关系。虽然不同电极工频接地电阻Re不同，但由该图可知，随着电流增大，不同电极的冲击系数α都在减小，且绝大多数时候α都小于1。其中，回形接地极的冲击系数最大，且1.5m单根伸长电极的冲击系数小于回形接地极；本方案的冲击系数最低，降低冲击接地电阻的效果最佳。
不过虽然杆塔型、水泥塔与本方案这三种接地极的冲击接地电阻趋于同一稳定值，但它们的工频接地电阻有很大差异，故同一电流幅值下的冲击系数不尽相同，说明增加的垂直散流臂能有效的减小接地体的冲击系数，但随着电流幅值的增加，其影响逐渐减小，这可能是由于垂直电极的尺寸偏小，使得千安级冲击电流下火花放电的半径已经与散流臂尺寸相当，据此还可以预测当垂直电极的尺寸增大时，其影响冲击系数的电流范围也会增大。
Claims (5)
1.一种多散流臂的辐射状接地极，包括由a边电极（1）、b边电极（2）、c边电极（3）和d边电极（4）依次首尾相连构成的四边形电极，其特征在于：所述四边形电极的四个角均为直角，四个顶点上分别焊接有两根散流臂（5），并且散流臂（5）与四边形电极在同一平面上。
2.根据权利要求1所述的一种多散流臂的辐射状接地极，其特征在于：所述a边电极（1）、b边电极（2）、c边电极（3）以及d边电极（4）的长度相等。
3.根据权利要求2所述的一种多散流臂的辐射状接地极，其特征在于：所述a边电极（1）、b边电极（2）、c边电极（3）或d边电极（4）的长度与散流臂（5）长度的比值为1/3-1/2。
4.根据权利要求1所述的一种多散流臂的辐射状接地极，其特征在于：所述位于同一顶点上的两根散流臂（5）之间所呈的夹角为60度，其中一根散流臂（5）与水平直线或垂线之间所呈的夹角为15度。
5.根据权利要求1所述的一种多散流臂的辐射状接地极，其特征在于：所述四边形电极的四个顶点分别为注流点（6），注流点（6）与外界导线相连接。
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Cited By (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN105098391A (zh) * | 2015-08-26 | 2015-11-25 | 云南电网有限责任公司电力科学研究院 | 一种500kV输电线路杆塔接地体及其冲击接地电阻的估算方法 |
| CN110265800A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-09-20 | 中国建筑第八工程局有限公司 | 基于土钉支护条件下的接地装置及其施工方法 |
| CN112557759A (zh) * | 2020-12-02 | 2021-03-26 | 云南电力技术有限责任公司 | 一种接地装置的接地阻抗测试方法 |
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2013
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