一种降低冲击接地阻抗的接地装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及高电压技术领域，公开一种降低冲击接地阻抗的接地装置及方法。本发明专利技术提供的降低冲击接地阻抗的接地装置，将第二导体与第一导体呈夹角设置，且第二导体设置多个，这种设置方式增大了电流通过接地装置流入大地时的放电区域范围，提高了接地装置周围土壤的散流效率，有效降低了杆塔的冲击接地阻抗；通过设置连接件，使接地装置的搬运和安装更方便，提高施工效率，降低作业人员的劳动强度。本发明专利技术提供的降低冲击接地阻抗的方法，能够方便快捷地计算得出接地装置的设计方案，获得满足杆塔要求所需的接地单元的最少数量，提高接地装置设计方案的计算效率。同时接地装置的设计方案计算过程不受设计人员的主观影响，使计算结果更准确可靠。果更准确可靠。果更准确可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种降低冲击接地阻抗的接地装置及方法


[0001]本专利技术涉及高电压
，尤其涉及一种降低冲击接地阻抗的接地装置及方法。

技术介绍

[0002]输电线路是电力系统的重要组成部分，雷击输电线路引起的故障是输电线路故障的首要原因。接地装置是杆塔雷电防护的重要设施，其散流性能直接影响杆塔的抗雷击能力。接地装置的冲击接地阻抗越低，意味着雷电流可以更容易地释放到大地，从而确保杆塔设备和人员的安全。因此，接地装置的冲击接地阻抗是输电线路防雷需要考虑的重要参数之一，降低接地装置冲击接地阻抗是改善杆塔防雷击效果，保护输电线路的最为有效的措施，对电力系统的安全运行起着十分重要的作用。
[0003]目前，在对杆塔的接地装置进行设计施工时，通常采用不断增加接地装置的接地极长度的方法来降低冲击接地阻抗，但是，由于雷电流的频率远高于电源频率，导致接地极的电感效应明显增强。受电感效应的影响，接地极中的冲击电流很难向末端流动，大部分的电流都会在注入点附近流入大地。因此，不断增加接地极的长度虽然能降低接地装置的工频接地阻抗，但是并不能有效地降低冲击接地阻抗。当不符合设计要求(即接地装置的冲击接地阻抗大于极限值)时，一般会根据经验加大接地极的直径和长度直至满足要求。这种根据经验设计和施工的方法显然不能够适应当前输电线路的投运和施工现状，存在很多缺点。比如接地极选取较小的直径和长度时，需要多次重复设计计算才能得出满足要求的设计方案，计算过程繁琐，效率低。若接地极直接选取较大的直径和长度时，虽然能很快得到设计方案，但该设计方案的接地极的直径和长度较大，因此，接地装置的重量较大，搬运不方便。并且，现有的接地装置的设计主要依靠经验，缺乏理论支持，设计过程易受设计人员的主观影响。此外，现有的接地装置在施工时，一般采用焊接连接，安装拆卸不方便。

技术实现思路

[0004]基于以上问题，本专利技术的一个目的在于提供一种降低冲击接地阻抗的接地装置，能够有效降低杆塔的冲击接地阻抗，并且，接地装置在施工时搬运和安装方便。
[0005]本专利技术的另一个目的在于提供一种降低冲击接地阻抗的方法，能够方便快捷地计算得出接地装置的设计方案，获得满足杆塔要求所需的接地单元的最少数量，提高计算效率。
[0006]为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0007]第一方面，提供一种降低冲击接地阻抗的接地装置，包括若干个依次相连的接地单元，所述接地单元包括第一导体、第二导体和两个连接件；
[0008]所述第二导体与所述第一导体呈夹角设置，所述第二导体沿所述第一导体的长度方向设置有多个；
[0009]所述连接件设置于所述第一导体的端部，用于连接相邻两个所述接地单元的第一
导体。
[0010]作为本专利技术的降低冲击接地阻抗的接地装置的优选方案，所述连接件包括连接板和紧固件，所述连接板设置于所述第一导体的端部，所述紧固件能够锁紧相邻两个所述接地单元的连接板。
[0011]作为本专利技术的降低冲击接地阻抗的接地装置的优选方案，所述紧固件包括锁紧螺栓和螺母，所述连接板上设置有安装孔，所述锁紧螺栓贯穿所述安装孔，并与所述螺母螺纹连接。
[0012]作为本专利技术的降低冲击接地阻抗的接地装置的优选方案，多个所述第二导体均匀分布于所述第一导体上。
[0013]作为本专利技术的降低冲击接地阻抗的接地装置的优选方案，每个所述第二导体均与所述第一导体呈90度夹角。
[0014]第二方面，提供一种降低冲击接地阻抗的方法，包括以下步骤：
[0015]S1、获取杆塔所在地区的土壤参数，建立土壤模型，根据杆塔参数和接地装置参数建立杆塔模型和接地装置模型；
[0016]S2、基于土壤模型、杆塔模型和接地装置模型，设定杆塔接地装置的冲击接地阻抗限值Z
max
，并给定接地装置模型的初始参数；
[0017]S3、假设在杆塔上设置x个接地单元，对应的杆塔的冲击接地阻抗值为第x冲击接地阻抗值Z
x
，其中x为大于等于0的整数；
[0018]S4、获得第x冲击接地阻抗值Z
x
，并将获得的第x冲击接地阻抗值Z
x
与杆塔的冲击接地阻抗限值Z
max
进行比较；
[0019]S5、当Z
x
小于等于Z
max
时，第x冲击接地阻抗值对应的x即为目标结果；
[0020]当Z
x
大于Z
max
时，将x增加一个步长h并重新执行S4至S5步骤，其中h为大于等于1的整数；
[0021]S6、依据目标结果的x，将x个接地单元测试样品安装于杆塔上进行冲击接地阻抗测试试验，并将测试结果与普通接地装置的结果进行比较。
[0022]作为本专利技术的降低冲击接地阻抗的方法的优选方案，S4中获得第x冲击接地阻抗值的方法包括以下步骤：
[0023]H1、将接地装置分成若干导体段，设导体段的数量为n；
[0024]H2、依据n段导体段对应产生的漏电流在第k段导体段的中点产生的电位，获得第k段导体段的轴向电流，其中1≤k≤n；
[0025]H3、根据基尔霍夫电流定律和第k段导体段的周向电流，获得n段导体段产生的漏电流，即接地装置的漏电流；
[0026]H4、依据接地装置模型的初始参数以及接地装置的漏电流获得接地装置单位电流下的冲击电位升，以获得接地装置的冲击接地阻抗。
[0027]作为本专利技术的降低冲击接地阻抗的方法的优选方案，通过电磁探测法获得杆塔所在地区的土壤参数。
[0028]作为本专利技术的降低冲击接地阻抗的方法的优选方案，第x冲击接地阻抗值对应于杆塔以及安装于杆塔上的x个接地单元的整体。
[0029]作为本专利技术的降低冲击接地阻抗的方法的优选方案，将x个接地单元分为四组，并
分布于杆塔的周向。
[0030]本专利技术的有益效果为：
[0031]本专利技术提供的降低冲击接地阻抗的接地装置，包括若干个依次相连的接地单元，接地单元包括第一导体、第二导体和两个连接件；第二导体与第一导体呈夹角设置，且第二导体沿第一导体的长度方向设置有多个。这种设计方式增大了电流通过接地装置流入大地时的放电区域范围，提高了接地装置周围土壤的散流效率，可以有效降低杆塔的冲击接地阻抗，提高输电线路的安全性。通过设置连接件，可以将相邻两个接地单元的第一导体连接，进而将若干个接地单元连接起来，这种可拆卸式连接方式，使得接地装置在施工过程中的搬运和安装更方便，提高施工效率，并降低作业人员的劳动强度。
[0032]本专利技术提供的降低冲击接地阻抗的方法，包括以下步骤：S1、获取杆塔所在地区的土壤参数，建立土壤模型，根据杆塔参数和接地装置参数建立杆塔模型和接地装置模型；S2、基于土壤模型、杆塔模型和接地装置模型，设定杆塔接地装置的冲击接地阻抗限值Z
max
，并给定接地装置模型的初始参数；S3、假设在杆塔上设置x个接地单元，对应的杆塔的冲击接本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种降低冲击接地阻抗的接地装置，其特征在于，包括若干个依次相连的接地单元，所述接地单元包括第一导体(1)、第二导体(2)和两个连接件(3)；所述第二导体(2)与所述第一导体(1)呈夹角设置，所述第二导体(2)沿所述第一导体(1)的长度方向设置有多个；所述连接件(3)设置于所述第一导体(1)的端部，用于连接相邻两个所述接地单元的第一导体(1)。2.根据权利要求1所述的降低冲击接地阻抗的接地装置，其特征在于，所述连接件(3)包括连接板(31)和紧固件(32)，所述连接板(31)设置于所述第一导体(1)的端部，所述紧固件(32)能够锁紧相邻两个所述接地单元的连接板(31)。3.根据权利要求1所述的降低冲击接地阻抗的接地装置，其特征在于，所述紧固件(32)包括锁紧螺栓和螺母，所述连接板(31)上设置有安装孔，所述锁紧螺栓贯穿所述安装孔，并与所述螺母螺纹连接。4.根据权利要求1所述的降低冲击接地阻抗的接地装置，其特征在于，多个所述第二导体(2)均匀分布于所述第一导体(1)上。5.根据权利要求4所述的降低冲击接地阻抗的接地装置，其特征在于，每个所述第二导体(2)均与所述第一导体(1)呈90度夹角。6.一种降低冲击接地阻抗的方法，采用如权利要求1
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5任一项所述的接地装置，其特征在于，包括以下步骤：S1、获取杆塔所在地区的土壤参数，建立土壤模型，根据杆塔参数和接地装置参数建立杆塔模型和接地装置模型；S2、基于土壤模型、杆塔模型和接地装置模型，设定杆塔接地装置的冲击接地阻抗限值Z
max
，并给定接地装置模型的初始参数；S3、假设在杆塔上设置x个接地单元，对应的杆塔的冲击接地阻抗值为第x冲击接地阻抗值Z
x

【专利技术属性】
技术研发人员：曾力，王云龙，高士森，温慧玲，李谦，张波，张云，郭琳，黄穗雯，吴卓，王俊星，宋伟，曹艳川，何金良，胡军，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：