一种新型立体地网制造技术

一种新型立体地网，包括接地环，所述接地环包括内接地环和外接地环，内接地环与外接地环为处于同一水平面上的同心圆，在接地环上设有水平接地体，水平接地体穿过接地环的圆心，与内接地环和外接地环均相交；所述水平接地体与内接地环的交点处设有竖直向下的内环垂直接地极，所述水平接地体与外接地环的交点处设有竖直向下的外环垂直接地极。本实用新型专利技术提供一种新型立体地网，能有效降低风力发电机地网的接地电阻，减小跨步电压和接触电压，从而提高风力发电机的防雷水平和风电场内工作人员的安全。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及过电压与防雷接地领域，特别是一种新型立体地网。
技术介绍
风力发电机地网接地电阻是衡量风力发电机防雷性能的重要技术参数，降低风力发电机地网接地电阻可显著提高风力发电机的防雷水平和风电场内工作人员的安全。在风力发电机的电气性能研究中，长期存在的问题是高电阻率土壤下风力发电机地网接地电阻偏高，且随着相邻风力发电机的距离变远，采取相邻风力发电机地网互联的降阻措施不再适用。为了满足单台风力发电机防雷要求，本专利提出了一种由双圆环、多根垂直电极和分叉接地极组成的新型立体地网，能有效降低风力发电机地网的接地电阻、跨步电压和接触电压，提高风力发电机的防雷水平和风电场内工作人员的安全。在风力发电机的过电压与防雷接地工程中，通常会为风力发电机设置用来泄放雷电流的地网，由于风力发电机普遍安装在高山或者旷野地区，环境比较恶劣，土壤电阻率较高，目前提高风力发电机防雷性能的做法是将多台风力发电机的地网进行互联，但是随着风力发电机的容量增大和机身高度的增加，相邻风力发电机的距离越来越远，采取多台风力发电机地网互联的降阻方法会导致成本提高。风力发电机在遭受雷击时，强大的冲击电流沿着塔筒流动，最终雷电流经地网泄散入地。在这一暂态过程中，由于地网接地电阻的存在，地电位将被大大抬高，有可能产生危险的接触电压和跨步电压，此外，在电力电缆和屏蔽层之间以及风力发电机变压器高压绕组和低压绕组间有可能产生很大的电压差，此电压可能击穿电缆或变压器绕组的绝缘，损坏塔内安装的电子或电气设备，还有可能损坏远处的风力发电机，从而影响系统的安全稳定运行。目前国内外风力发电机的防雷接地还未有规范，现行的风力发电机的防雷设计基本是参照其他行业（如建筑、电力和电子通信）的做法来进行的。目前风力发电机的防雷接地验收仍然以地网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火花效应和电感效应，此时工频特性无法真实反映出地网的防雷效果，需要考虑地网的冲击特性。在高电阻率土壤地区，土壤导电性较差，雷电流难以在土壤中扩散，冲击接地电阻较大，跨步电压和接触电压较大，对风力发电机的正常安全运行和和工作人员的人身安全造成威胁。中国专利“一种降低风电机组接地电阻的接地装置（CN204577627U）”提供了一种由圆环和多根电极并联的接地装置，降阻效果明显，但施工不方便。中国专利“降低风力发电机接地电阻的接地体（CN202523855U）”提供了一种钢筋笼接地体，降阻效果明显，但该接地装置体积较大，所需材料较多，工程成本比较高。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种新型立体地网，能有效降低风力发电机地网的接地电阻，减小跨步电压和接触电压，从而提高风力发电机的防雷水平和风电场内工作人员的安全。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案是：一种新型立体地网，包括接地环，所述接地环包括内接地环和外接地环，内接地环与外接地环为处于同一水平面上的同心圆，在接地环上设有水平接地体，水平接地体穿过接地环的圆心，与内接地环和外接地环均相交；所述水平接地体与内接地环的交点处设有竖直向下的内环垂直接地极，所述水平接地体与外接地环的交点处设有竖直向下的外环垂直接地极。优选的，所述外接地环上设有水平短导体，水平短导体均匀分布于外接地环上。优选的，所述外接地环上还设有水平射线电极，水平射线电极均匀设置在外接地环上，水平射线电极的延长线经过外接地环的圆心。优选的，所述水平射线电极的中部设有竖直向下的中部垂直接地极，水平射线电极的端部设有竖直向下的端部垂直接地极。优选的，所述水平射线电极的中部还设有中部短接地极，水平射线电极的端部还设有分叉电极。优选的，所述内接地环与外接地环之间相距5-15m。优选的，所述水平接地体有多个，均匀设置在接地环上。本技术具有以下优点：1）采用并联的方式有效降低了风力发电机地网的接地电阻；2）在有限的接地面积内增大了有效接地面积，加快了雷电流在土壤中的扩散；3）增加的垂直电极加快了雷电流在土壤中的扩散，减小了接地电阻、跨步电压和接触电压；4）增加的短导体和分叉增强了火花效应。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明：图1为本技术的结构示意图；图中：内接地环1，外接地环2，水平接地体3，水平短导体4，内环垂直接地极5，外环垂直接地极6，水平射线电极7，中部垂直接地极8，端部垂直接地极9，中部短接地极10，分叉电极11。具体实施方式如图1中，一种新型立体地网，包括接地环，所述接地环包括内接地环1和外接地环2，内接地环1与外接地环2为处于同一水平面上的同心圆，在接地环上设有水平接地体3，水平接地体3穿过接地环的圆心，与内接地环1和外接地环2均相交；所述水平接地体3与内接地环1的交点处设有竖直向下的内环垂直接地极5，所述水平接地体3与外接地环2的交点处设有竖直向下的外环垂直接地极6。所述外接地环2上设有水平短导体4，水平短导体4均匀分布于外接地环2上。所述外接地环2上还设有水平射线电极7，水平射线电极7均匀设置在外接地环2上，水平射线电极7的延长线经过外接地环2的圆心。所述水平射线电极7的中部设有竖直向下的中部垂直接地极8，水平射线电极7的端部设有竖直向下的端部垂直接地极9。所述水平射线电极7的中部还设有中部短接地极10，水平射线电极7的端部还设有分叉电极11。所述内接地环1与外接地环2之间相距5-15m。所述水平接地体3有多个，均匀设置在接地环上。本实施例选取内接地环1直径大小为15m，外接地环2直径大小为25m，水平接地体3的个数为4个，水平短导体4的数目随环的大小而定，本实施例选取了24根水平短导体4，水平短导体4的长度为0.2m-0.6m，增加散流面积，为了加快雷电流在土壤中扩散的速度，在内接地环1和外接地环2上分别设置了内环垂直接地极5和外环垂直接地极6，内环垂直接地极5和外环垂直接地极6的长度根据实际工程中土壤情况而定。在实际工程中，将本专利埋在地表下方1m，当遭受雷击时，通过内接地环1，外接地环2，水平接地体3，水平短接地体4，内环垂直接地电极5，外环垂直接地极6，水平射线电极7，中部垂直接地极8，端部垂直接地极9，中部短接地极10，分叉电极11向土壤中扩散雷电流，达到降低风力发电机接地电阻、接触电压、跨步电压的效果，从而提高风力发电机防雷水平和风电场内工作人员的安全。上述的实施例仅为本技术的优选技术方案，而不应视为对于本技术的限制，本技术的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型立体地网，包括接地环，所述接地环包括内接地环（1）和外接地环（2），内接地环（1）与外接地环（2）为处于同一水平面上的同心圆，其特征在于：在接地环上设有水平接地体（3），水平接地体（3）穿过接地环的圆心，与内接地环（1）和外接地环（2）均相交；所述水平接地体（3）与内接地环（1）的交点处设有竖直向下的内环垂直接地极（5），所述水平接地体（3）与外接地环（2）的交点处设有竖直向下的外环垂直接地极（6）。

【技术特征摘要】
1.一种新型立体地网，包括接地环，所述接地环包括内接地环（1）和外接地环（2），内接地环（1）与外接地环（2）为处于同一水平面上的同心圆，其特征在于：在接地环上设有水平接地体（3），水平接地体（3）穿过接地环的圆心，与内接地环（1）和外接地环（2）均相交；所述水平接地体（3）与内接地环（1）的交点处设有竖直向下的内环垂直接地极（5），所述水平接地体（3）与外接地环（2）的交点处设有竖直向下的外环垂直接地极（6）。2.根据权利要求1所述一种新型立体地网，其特征在于：所述外接地环（2）上设有水平短导体（4），水平短导体（4）均匀分布于外接地环（2）上。3.根据权利要求1或2所述一种新型立体地网，其特征在于：所述外接地环（2）上还设有水平射线电...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨雨，蒋冰华，张猛，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北;42