CN2571005Y - 交流接地装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交流接地装置，该接地装置包括数根接地体、引流电缆、排气管，数根接地体呈垂直方向间隔埋入地层中；数根引流电缆与接地体的数量相同，每一根引流电缆的一端分别与相应的接地体相接，引流电缆的另一端均通过套管向上引出；排气管呈垂直方向位于接地体旁侧。整个接地装置可埋入很深的地层，较好地利用地表深层的低电阻率和含水量较多的特性降低接地电阻；同时，占地面积较传统的水平接地极相比也少得多，大大提高了城市、农村土地的有效利用率。

Description

交流接地装置

技术领域

本实用新型涉及交流电供电附属设备，更具体地指一种交流接地装置。

背景技术

接地技术是随着人们对于电现象的认识而开始，又随着电工、电力技术的进步而发展。

近百年来，接地技术已从最初的建筑物的一种防雷措施发展成为今日保障电力、电子设备的安全、电信畅通和日常工作所必要的技术措施。随着科学技术的进步和经济的不断增长，对接地方式提出了更多样化和更复杂化的要求，对电力、电子和电信设备的接地电阻提出了越来越高的要求。

设计合理的接地应当使电气和电子系统的所有部分在任何时候都能通过低阻抗途径，均衡整个系统的能量，将地电位始终保持在安全的低电位。一个有效的接地应充分考虑土壤条件、接地装置与土壤的接触面、接地信号的特性、接地装置的长期效果的诸多因素，并能提供最小而又能长期保持的低阻抗对地泻流。

在变电站接地系统中，目前常见的接地装置主要采用地表浅埋的水平接地装置。在低土壤电阻率和(或)广阔的农村地区，上述接地装置一般能满足工程的要求。

在土壤电阻率较高的地区，依靠增大接地装置面积既耗费了巨大的财力，又很难达到工程设计的要求。采用化学降阻剂虽然能暂时降低高阻地区的接地电阻，但对接地装置的材料的腐蚀速度却大大增加，实际上是一种饮鸠止渴的短期行为。

随着城市化进程，土地已成为最为宝贵的资源。在高楼林立、寸土寸金、土地资源非常有限的大都市，变电站的用地受到很大地制约，依靠增大接地装置面积的方式显然是不可取的，必需建立紧凑型电站，如GIS(Gas Insulating Substation)变电站、PASS(Plug & SwitchSystem)等。随着城市变电站的占地面积越来越小，而短路容量却越来越大。依靠传统的接地技术，若要建立低阻抗的接地装置就变得非常之困难。

综上所述，传统的接地装置必须有所突破，以达到低接地阻抗、占地少的要求。

发明内容

本实用新型的目的是针对传统的交流水平接地装置存在的缺点，提供一种交流接地装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

该接地装置包括数根接地体、引流电缆、排气管，

所述的数根接地体呈垂直方向间隔设置；

所述的数根引流电缆与接地体的数量相同，每一根引流电缆的一端分别与相应的接地体相接，引流电缆的另一端均通过套管向上引出；

所述的排气管呈垂直方向位于接地体旁侧。

所述的数根接地体以两米左右的距离间隔设置。

所述的数根接地体中，以两至叁根接地体为一组并联后与引流电缆相接。

所述的排气管管壁上开设有透气小孔。

在沿数根接地体和排气管的纵向周围填设有焦碳粉粒层。

在本实用新型的交流接地装置中，主要采用了数根接地体，数根接地体呈垂直方向间隔埋入地层中，整个接地装置可埋入很深的地层，较好地利用地表深层的低电阻率和含水量较多的特性降低接地电阻；同时，占地面积较传统的水平接地极相比也少得多，大大提高了城市、农村土地的有效利用率。

附图说明

图1为本实用新型接地装置埋入于地层后的结构示意图。

图2为本实用新型接地装置填设有焦碳粉粒层后结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1、图2所示，本实用新型的交流接地装置包括数根接地体1、引流电缆2、排气管3，

所述的数根接地体1呈垂直方向间隔设置，并可埋入地层中，接地体采用耐腐蚀的高硅铸铁电极。

所述的数根引流电缆2与接地体1的数量相同，每一根引流电缆2的一端分别与相应的接地体1相接，引流电缆2的另一端均通过套管4向上引出。

所述的排气管3呈垂直方向位于接地体1旁侧。

所述的数根接地体1以两米左右的距离间隔设置。

所述的数根接地体1中，以两至叁根接地体1为一组并联后与引流电缆2相接。

所述的排气管3管壁上开设有透气小孔，以消除因气阻引起的热不稳定。

在沿数根接地体1和排气管3的纵向周围填设有焦碳粉粒层5，以增加接地装置与土壤的接触面积。

在制作接地装置中，可采用类似预制水泥板的工艺方式，在工厂预制成构件，工业化批量制作后送至施工工地，再埋入地层中。

这样，还可确保接地体焊接质量，简化施工程序，节省施工周期。

在埋入施工中，其工艺为：

1.钻井

用钻机采用回转方式钻井。在钻到松散土层、碎石层时，应采用低固相膨润土泥浆护孔。

当钻到设计孔深时，先物探测井，然后用钻头作为接地体，模拟测试其接地电阻。如实测值大于设计值，可考虑适当增加井深。

2.铺设接地装置

将预制好的接地装置置入于井下，同时在近地表面处留一井口6，然后在井口6中向下填埋细石7。为了防止井壁坍塌，还可制作护壁层。

当然，接地装置也可以现场浇制，即，在地面将接地体1的接线连接安装完毕后，并与排气管3捆绑在一起。向井底回填500毫米的焦碳后将捆绑好的接地体依次放入井内。边放接地体边回填焦碳。施工时应注意将电极保持在深井的中心位置。回填焦碳时应将之与水拌匀，缓慢地倒入井中。

同时在井口6处至井底铺设一根四周有小孔的排气管3，在接地体的上方填埋细石4并压实。接地体至地面的距离建议大于两米，并根据含水层深度确定。

接地电阻可按如下计算公式如下： $R=\frac{\mathrm{\ρ}}{2\mathrm{\πL}}\mathrm{Ln}\frac{4L(L+2H)}{D(L+4H)}$ 式中R为深埋接地系统的接地电阻(欧)；

ρ为土壤电阻率(欧·米)；

L为井内接地体的总长(米)；

D为井孔直径(米)；

H为焦碳面至地面的距离(米)。多个接地装置布置时的接地电阻计算公式如下： $\mathrm{Rt}=\frac{R}{N}[1+\frac{\mathrm{\ρ}}{\mathrm{\πSR}}(\frac{1}{2}+\frac{1}{3}+......+\frac{1}{N})]$

式中Rt为由多个接地装置构成的接地网总体接地电阻(欧)；

N为接地深井个数(有时需要多个接地装置放于同一区域来使用)；

R为单个深井的接地电阻(欧)，计算公式如上；

S为深井间距(米)；

其余参数定义同上。本实用新型的接地装置由于可包含多个接地体，因此可较深地埋入地层，通常可在7-30米的深度，深埋至地层具有如下优点：

1、可利用低电阻率土壤层散流

对接地电阻起主导作用的是土壤电阻率。土壤电阻率与土壤的类别、含水量、温度、离子含量等密切相关。各种类型土壤的电阻率有很大的区别。

在大多数地区，土壤可能有二层以上，最小的土壤电阻率一般出现在距地面几十米至几百米的深处。

因此，接地体深埋至低电阻率土壤层，接地电阻将明显下降。

2、深层土壤的含水量较多

土壤湿度对电阻率的影响很大。在给定的土壤层内，含水量只要有不大的变化，就会使接地体的接地电阻有显著的不同。

由于地层深处土壤的含水量明显高于地表，接地体如能深埋至含水量较高的土壤层，接地电阻也将明显下降。

3、深埋接地体的接地电阻更稳定

土壤温度对接地电阻的影响也很大。土壤电阻率具有负温度系数，即随着温度的降低，土壤电阻率将增加。

在冬季，一旦地表土壤冰冻，将大大增加浅埋接地体的接地电阻。与之相反，地层深处的地温基本恒定，土壤电阻率非常稳定，因此深埋接地体的接地电阻常年变化很小。

4、深埋接地比浅埋接地更经济

深埋接地占地面积小，可节省大量的征地费。某主地网降阻改造工程中，如采用浅埋水平地网，需将地网面积由6525m2扩大到100800m2，需要费用65万；如采用深埋接地技术，只需打5口深井布置垂直接地极，所需费用仅为7万元，采用深埋接地装置占地面积不到水平接地装置的10％，而工程费用约为10％。由此可见深埋接地带来的经济效益非常可观。

Claims (5)

1、一种交流接地装置，其特征在于：该接地装置包括数根接地体、引流电缆、排气管，

所述的数根接地体呈垂直方向间隔设置；

所述的数根引流电缆与接地体的数量相同，每一根引流电缆的一端分别与相应的接地体相接，引流电缆的另一端均通过套管向上引出；

所述的排气管呈垂直方向位于接地体旁侧。

2、如权利要求1所述的交流接地装置，其特征在于：所述的数根接地体以两米左右的距离间隔设置。

3、如权利要求1所述的交流接地装置，其特征在于：所述的数根接地体中，以两至叁根接地体为一组并联后与引流电缆相接。

4、如权利要求1所述的交流接地装置，其特征在于：所述的排气管管壁上开设有透气小孔。

5、如权利要求1-4任一项所述的交流接地装置，其特征在于：在沿数根接地体和排气管的纵向周围填设有焦碳粉粒层。

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